[发明专利]一种梯度异构钛钽层状复合材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种梯度异构钛钽层状复合材料，其特征在于，所述层状复合材料为由钛层和钽层间隔排布而成的对称层状组织，对称层中心为钛层，其他层厚度及位置关于对称层中心对称设置，所述钛层和钽层均由轧制态金属薄片制成，所述钛层厚度均相同，对称的两层钽层为钽层组，所述钽层组设有多个，钽层组的厚度值至少有两种，所述钛层厚度为0.1mm，所述钽层厚度值为0.1mm、0.05mm、0.03mm中任意一种。

2.如权利要求1所述的一种梯度异构钛钽层状复合材料，其特征在于，所述层状复合材料以第13层0.1mm钛为对称层中心，其他层厚度及结构设计关于第13层0.1mm钛对称，从第13层0.1mm钛由内到外依次叠置0.1mm钛/0.03mm钽/0.1mm钛/0.1mm钽/0.1mm钛/0.05mm钽/0.1mm钛/0.03mm钽/0.1mm钛/0.05mm钽/0.1mm钛/0.1mm钽/0.1mm钛。

3.如权利要求1所述的一种梯度异构钛钽层状复合材料，其特征在于，所述层轧制金属薄片经过SPS高温等离子烧结后，形成钛层、钽层和界面件钛钽固溶体。

4.一种如权利要求1～3任一项所述的梯度异构钛钽层状复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：表面处理：钛箔和钽箔裁剪成片，将表面附着的氧化物打磨后再放在无水乙醇溶液中超声震荡，清洗去除表面附着的灰尘杂质后干燥，干燥后保存于密封袋中；

S2：装模：将经步骤S1表面处理后获得金属钛箔、金属钽箔按要求依次层叠放置形成复合层状结构，装填进石墨模具中获得待烧结体；

S3：烧结：在真空状态下对步骤S2获得的待烧结体进行放电等离子烧结；

S4：脱模：将烧结体从石墨模具中取出，得到梯度异构钛钽层状复合材料。

5.如权利要求4所述的一种梯度异构钛钽层状复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的干燥在真空下进行。

6.如权利要求4所述的一种梯度异构钛钽层状复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中超声震荡时间为15～20min。

7.如权利要求4所述的一种梯度异构钛钽层状复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中放电等离子烧结包括以下步骤：

a：升温升压：采用阶梯式升温方法，先从室温升至600℃，升温速率为55℃/min，升温过程中保持压力5MPa，然后以50℃/min升至1000～1500℃，升温过程中压力也随之匀速升至21MPa；

b：保温恒压：保温时间5～10min，保温过程中压力保持21MPa不变；

c：降温降压：以50℃/min降温至600℃，压力随之从21MPa匀速降至5MPa，然后从600℃真空冷却至室温，降温过程中压力保持5MPa不变。

8.一种如权利要求1～3任一项所述的梯度异构钛钽层状复合材料在生物医疗上的应用。