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[发明专利]一种提高钛合金强度同时降低弹性模量的方法-CN202310115428.X在审
发明人： 何正员;任俊奎;罗睿迪 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2023-02-13 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： C22C1/03 文献下载
摘要：本发明公开一种提高钛合金强度同时降低弹性模量的方法，属于钛合金材料的热处理加工领域。本发明所述方法为：预先制备中间合金Ti‑Cu合金；然后将铌粒、锆粒与中间合金混合，其中金属Nb按35wt.％加入；金属Zr按7wt.％加入；金属Cu按10wt.％加入；Ti为余量；合金的加入误差小于1wt.％，在真空非自耗电弧炉熔炼，翻转4‑5次；获得的成品钛合金锭；得到的成品钛合金锭放入真空管式炉中，热处理温度为Tβ+(10‑200℃)，热处理过程的升温速度10‑20℃/min，保温时间为90‑120min；本发明所得到的β钛合金具有良好的抗压强度和屈服强度，接近人骨的弹性模量，对作为医用替换材料，具有广阔的应用前景。
一种提高钛合金强度同时降低弹性模量方法

[发明专利]一种医用多孔钛合金植入体的制备方法-CN202310206608.9在审
发明人： 何正员;张磊;杨宇杰;李飞;黎振华;蒋业华 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2023-03-07 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明公开一种医用多孔钛合金植入体的制备方法，属于生物医用材料制备技术领域。本发明所述生物材料为蜂窝状多孔钛合金，蜂窝单元结构边长为0.4‑0.7mm，壁厚为0.2‑0.3mm；孔隙率在50‑80％左右，所述方法为使用选区激光熔化技术进行3D打印。本发明制备得到多孔钛合金生物材料的弹性模量低(12.1‑14.7GPa)、强度高(439.3‑697.5MPa)；多孔植入体的力学性能贴合人骨，既能消除应力屏蔽所造成的危害，又能为骨组织的长入提供生长空间，增加植入体的生物活性，完全可用于人体应组织代替和修复。本发明所述方法不仅可以有效解决应力屏蔽问题，延长植入体使用寿命；而且能够为个性化医学用品的设计与制造提供新的手段，对提高植入体的成功率有非常重要的意义。
一种医用多孔钛合金植入制备方法

[发明专利]一种含稳定β相钛合金铸锭及其制备方法-CN202310141964.7在审
发明人： 何正员;罗睿迪;任俊奎;张磊;杨宇杰 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2023-02-21 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： C22C14/00 文献下载
摘要：本发明公开一种含稳定β相钛合金铸锭及其制备方法，所述钛合金铸锭包含两种相，稳定的β相及含铜相，按质量百分比计，其成分由以下元素组成：Nb：37～38％，Zr：3～5％，Cu：7～10％。本发明通过Ti‑Nb‑Zr‑Cu特定的元素配比以及水冷铜模负压吸铸工艺结合分级淬火工艺减少α相的产生，以得到稳定β相，使得制备的钛合金铸锭具有高强度低模量同时具备优良的抗菌性，能够满足生物医用金属的要求。
一种稳定钛合金铸锭及其制备方法

[发明专利]一种形变强化制备抗菌钛合金的方法-CN201911377994.8有效
发明人： 何正员;羿昌波;柯尊瑜;袁弋翔;蒋业华 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2019-12-27 - 公布日： 2021-09-14 - 主分类号： C22C30/02 文献下载
摘要：本发明公开一种形变强化制备抗菌钛合金的方法，属于生物医用材料制备技术领域。本发明所述的抗菌钛合金是由钛、铌、锆和铜四种元素组成，采用真空熔炼技术制取Ti‑Nb‑Zr‑Cu合金铸锭；将制得的合金放入真空管式炉中进行热轧预处理，然后进行热轧，轧制速度为0.6～4m/s，得到形变量为28％～64％的热轧处理试样，空冷后即可得到Ti‑Nb‑Zr‑Cu合金；本发明通过形变强化制备的钛合金具有较高抗压强度(1587～1895MPa)和较低弹性模量(41～59GPa)，有利于改善和提高其作为植入体材料的使用寿命与安全性。
一种形变强化制备抗菌钛合金方法

[发明专利]一种熔铸再制造轧辊的方法-CN201711089600.X有效
发明人：蒋业华;符寒光;李祖来;何正员;山泉;宋鹏 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2017-11-08 - 公布日： 2019-09-27 - 主分类号： B22D19/08 文献下载
摘要：本发明公开一种熔铸再制造轧辊的方法，属于轧辊制造技术领域。本发明所述方法对废旧高铬铸铁复合轧辊的辊身进行车削加工，去除废旧轧辊辊身的疲劳裂纹，并在轧辊辊身涂覆由65%H₂O+35%Na₂B₄O₇.10H₂O组成的涂料，浇注耐磨合金钢熔液，钢水完全凝固后，将复合轧辊从再制造设备中取出，然后进行热处理，最后精加工至规定尺寸和精度，即可获得性能优异的再制造复合轧辊。本发明所述方法制备得到的轧辊的辊身复合层凝固组织细小，复合层具有良好的强韧性和优异的耐磨性，其硬度大于82HSD，冲击韧性大于15J/cm²，抗拉强度大于800Mpa；使用寿命比原来使用的高铬铸铁轧辊提高3倍以上。
一种熔铸制造轧辊方法

[实用新型]一种制备多孔生物材料的模具-CN201821042329.4有效
发明人： 何正员;柯尊瑜;胡红艳;蒋业华 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2018-07-02 - 公布日： 2019-02-22 - 主分类号： B22F3/03 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种制备多孔生物材料的模具，属于生物医用材料模具设计技术领域。本实用新型所述模具包括上压头、外套、内套、下压头、止位垫片、螺栓、加料口，上压头和下压头均为圆盘状，上压头与下压头上对应设有可插入金属针的通孔；上压头中心部位设有圆柱型的推料压头，下压头的圆盘中心有一个用于固定金属针的固定压头；内套为空心圆柱，由三个角度为120度的弧形板组成，外套套于内套外面，用于固定内套；推料压头插入内套的中心腔体部位；金属针贯穿于内套的腔体内，止位垫片、下压头用螺栓固定在内套上；上压头上设有3个加料口；本实用新型所述模具具有过程洁净、工艺简单、成本低廉，易于实现工业化生产的特点。
内套上压头下压头模具本实用新型多孔生物材料加料口金属针垫片推料压头止位制备生物医用材料螺栓固定金属固定内套固定压头空心圆柱螺栓固定模具设计圆盘中心中心腔体弧形板可插入圆盘状圆柱型通孔下压洁净体内贯穿

[发明专利]一种抗菌钛铌锆铜生物材料的制备方法-CN201810807366.8在审
发明人： 何正员;柯尊瑜;胡红艳;蒋业华 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2018-07-18 - 公布日： 2019-01-04 - 主分类号： C22C1/04 文献下载
摘要：本发明公开一种抗菌钛铌锆铜生物材料的制备方法，属于生物医用材料制备技术领域。本发明所述方法为：按Ti：31～67%，Nb：20%~40%，Zr：10%~17%，Cu：3%~12%的质量百分比，分别称取Ti、Nb、Zr、Cu金属粉末，通过机械球磨使其混合均匀，真空干燥后备用；将所得的混合粉末装入石墨模具中，再放入放电等离子烧结炉中烧结，随炉冷却至室温即可得钛铌锆铜生物材料。本发明制备得到钛钙铜生物材料的弹性模量低（33～50GPa）、强度高（900~1200MPa）；制备过程洁净、工艺简单、成本低廉，易于实现工业化生产。
生物材料钛铌锆制备抗菌弹性模量放电等离子烧结炉生物医用材料制备技术领域质量百分比混合粉末机械球磨金属粉末石墨模具随炉冷却制备过程烧结称取放入钛钙装入备用洁净

[发明专利]一种医用抗菌钛合金的制备方法-CN201810793269.8在审
发明人： 何正员;胡红艳;柯尊瑜;蒋业华 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2018-07-18 - 公布日： 2018-12-21 - 主分类号： C22C14/00 文献下载
摘要：本发明公开一种医用抗菌钛合金的制备方法，属于生物医用材料制备技术领域。本发明所述方法为按Ti 52～62%、Nb 15~38%、Zr 5～13%、Ag 2～10%的质量百分比，分别称取Ti、Nb、Zr、Ag粉，将粉末放入球磨罐中进行球磨，球磨后取出粉末低温干燥得到混合粉末，将混合粉末装入石墨模具中，再置入放电等离子烧结炉中，施加60～70MPa的轴向压力，在2～10Pa的真空度条件下进行烧结，升温至烧结温度900～1000℃，保温2～5min，然后继续保持真空冷却至室温，即得Ti‑Nb‑Zr‑Ag合金。本发明制备得到Ti‑Nb‑Zr‑Ag合金的弹性模量低（38‑49GPa）、强度高（880~1200MPa），同时具有抗菌性。
制备混合粉末医用抗菌烧结钛合金球磨合金弹性模量放电等离子烧结炉生物医用材料制备技术领域真空度条件质量百分比低温干燥石墨模具真空冷却轴向压力抗菌性称取置入装入保温取出施加

[发明专利]一种抗菌Ti-Nb-Zr-Ag合金锭的制备方法-CN201810790124.2在审
发明人：胡红艳;何正员;柯尊瑜;蒋业华 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2018-07-18 - 公布日： 2018-12-18 - 主分类号： C22C1/03 文献下载
摘要：本发明公开一种抗菌Ti‑Nb‑Zr‑Ag合金锭的制备方法，属于生物医用材料制备技术领域。本发明所述材料由Ti、Nb、Zr和抗菌元素Ag组成，其中Ti、Nb、Zr、Ag的质量百分比分别为Ti 52～62%、Nb 15~38%、Zr 5～13%、Ag 2～10%；将Ti、Nb、Zr金属锭与Ag金属锭按成分配比称取后分别放入两个不同的熔池中，采用分步法熔炼，通过大电流与强电磁搅拌电流作用借助电弧熔炼Ti‑Nb‑Zr合金锭，降低了合金与Ag熔点的差异，从而实现后续较低电流即可熔炼出成分均匀化Ti‑Nb‑Zr‑Ag合金锭。本发明制备Ti‑Nb‑Zr‑Ag合金锭成分和组织均匀、弹性模量低（39.7~55.6GPa）、抗压强度较高（1098~1430MPa），有助于改善医用钛金属的应力屏蔽现象和抗菌性。
合金锭制备熔炼金属锭抗菌弹性模量电磁搅拌电流生物医用材料制备技术领域熔点医用钛金属质量百分比成分配比电弧熔炼抗菌元素应力屏蔽大电流低电流均匀化抗菌性称取放入熔池合金

[发明专利]一种铜钛基生物材料的制备方法-CN201810790917.4在审
发明人： 何正员;柯尊瑜;王修昌;蒋业华 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2018-07-18 - 公布日： 2018-12-14 - 主分类号： C22C1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种铜钛基生物材料的制备方法，属于生物医用材料制备领域。本发明所述方法为：按Ti:41～80%，Nb:15%~34%，Zr:8%~15%，Cu:2%~10%的质量百分比，分别称取Ti、Nb、Zr和Cu的金属锭；先将熔点较高的Ti、Nb、Zr金属锭熔炼，然后与Cu的金属锭一起熔炼，随炉冷却即得到Ti‑Nb‑Zr‑Cu金属铸锭。本发明制备得到抗菌钛合金生物材料的抗压强度为970～1400MPa，弹性模量为35～58GPa，接近于人骨弹性模量（10~30GPa）；植入体中含有杀菌元素Cu，能防止移植体手术移植过程中的感染，可用于人体硬组织替代和修复；此制备过程洁净、工艺简单、成本低廉，易于实现工业化生产。
制备生物材料金属锭弹性模量熔炼铜钛熔点生物医用材料人体硬组织质量百分比金属铸锭手术移植随炉冷却制备过程移植体植入体钛合金称取抗菌可用人骨杀菌洁净修复感染替代

[发明专利]一种钛合金/焦磷酸钙表层生物复合材料及其制备方法-CN201510188034.2有效
发明人： 何正员;张玉勤;周荣;蒋业华 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2015-04-21 - 公布日： 2018-06-19 - 主分类号： A61L27/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种钛合金/焦磷酸钙表层生物复合材料及其制备方法，属于生物医用材料领域。本发明所涉及的表层复合材料以钛合金为基体，焦磷酸钙+锆为生物陶瓷层。其工艺步骤为：将钛、铌、锆粉末机械合金化6~8h后烘干，得到钛合金混合粉末；将焦磷酸钙与锆粉末球磨混粉1~2h后烘干，得到焦磷酸钙混合粉末。然后将钛合金混合粉末与焦磷酸钙混合粉末借助辅助装置分别装入石墨模具上、下层，压实后置入放电等离子烧结炉中烧结得到钛合金/焦磷酸钙表层生物复合材料。本发明制备的表层复合材料界面结合良好、强度适宜、表面生物活性优异，复合层厚度最高可达10mm，可用于人体硬组织替代和修复，并且制备过程洁净、工艺简单、成本低廉，易于实现工业化生产。
焦磷酸钙钛合金混合粉末生物复合材料制备表层复合材料烘干放电等离子烧结炉表面生物活性生物医用材料人体硬组织生物陶瓷层粉末机械辅助装置工艺步骤界面结合石墨模具制备过程烧结复合层合金化后置混粉可用球磨下层压实装入洁净修复替代

[发明专利]一种梯度有序多孔TiAg合金的制备方法-CN201610901236.1有效
发明人：张玉勤;张磊;何正员;蒋业华;周荣 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2016-10-17 - 公布日： 2018-05-25 - 主分类号： B22F3/11 文献下载
摘要：本发明涉及一种梯度有序多孔TiAg合金的制备方法，属于生物医用材料制备技术领域。将扁平梭型的Ti粉末和Ag粉末按照所需比例称取并进行球磨得到复合粉体，再将获得的Ti‑Ag复合粉体机械压制成中心杆坯，将中心杆坯与固定器结合放入石墨模具中，周围填充高度相等的球型Ti粉，模具上下加入冲头，再置入放电等离子烧结炉中，系统真空抽至2～6 Pa，按梯级加热方式，首先将坯料以80℃/min的升温速度加热至第一级梯度温度600～800℃后保温3～5 min，然后以50～80℃/min的升温速度加热至第二级梯度温度800～1000℃后保温10～15min后退模即得到梯度有序多孔TiAg合金。制备的梯度有序多孔TiAg合金不仅具有好的抗菌性和生物活性还具有高强度的特点。
合金制备复合粉体中心杆加热保温放电等离子烧结炉生物医用材料制备技术领域高度相等机械压制生物活性石墨模具梯级加热系统真空第一级固定器抗菌性称取冲头放入坯料球磨球型梭型置入模具填充

[发明专利]一种钛钙铜生物材料的制备方法-CN201610185676.1有效
发明人： 何正员;张磊;张玉勤;单文瑞;栗智;谭军;蒋业华;周荣 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2016-03-29 - 公布日： 2017-11-10 - 主分类号： C22C14/00 文献下载
摘要：本发明公开一种钛钙铜生物材料的制备方法，属于生物医用材料制备技术领域。本发明所述生物材料由钛、抗菌元素铜和生物活性元素钙组成，将Ti、Cu、Ca金属粉末按成分配比称取后进行球磨机械合金化；然后置入放电等离子烧结炉中，施加40～60MPa的轴向压力，在1～5Pa的真空度条件下进行烧结；在900～1000℃下保温3～10min，随炉冷却至室温即可得钛钙铜生物材料；本发明所述制备得到钛钙铜生物材料的弹性模量低（18～75GPa）、强度高（450~880MPa）；材料中含有杀菌元素Cu以及生物活性元素Ca，既能防止移植体手术移植过程中的感染，又能通过生物活性元素Ca诱导细胞生长，增加移植体的生物活性，可用于人体硬组织替代和修复。
一种钛钙铜生物材料制备方法

[发明专利]一种钛铌锆基羟基磷灰石生物复合材料的制备方法-CN201510187974.X有效
发明人：张玉勤;何正员;何远怀;蒋业华;周荣 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2015-04-21 - 公布日： 2017-09-26 - 主分类号： A61L27/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种钛铌锆基羟基磷灰石生物复合材料的制备方法，属于生物材料制备领域。本发明制备的复合材料采用钛铌锆合金为基体，羟基磷灰石为生物陶瓷；羟基磷灰石的质量为钛合金质量的10~25%。其制备工艺如下将羟基磷灰石与钛合金粉末装入球磨罐，酒精封实抽真空至20~30Pa，球磨6‑8小时后在真空干燥箱中烘干；将烘干的粉末装入石墨模具冷压成型，最后采用放电等离子烧结，烧结过程中控制其烧结温度为1100℃~1200℃，首次以100℃/min的升温速度加热至1000℃，再以25~50℃/min升温至烧结温度保温，保温时间为6~10min，压力为50~60MPa；本发明制备得到的生物复合材料弹性模量为25.4~45GPa，兼备优良力学性能与生物相容性；本发明所述方法工艺简单、制备成本低。
一种钛铌锆基羟基磷灰石生物复合材料制备方法

[发明专利]一种多层生物复合材料及其制备方法-CN201510188615.6有效
发明人： 何正员;张玉勤;周荣;蒋业华 -专利权人：昆明理工大学
申请日： 2015-04-21 - 公布日： 2017-09-26 - 主分类号： A61L27/40 文献下载
摘要：本发明公开了一种多层生物复合材料及其制备方法，属于生物医用材料制备领域。本发明所述生物复合材料以钛合金为基体，钛合金+羟基磷灰石为中间层，羟基磷灰石为生物陶瓷表层；工艺步骤如下将钛、铌、锆粉末机械合金化球磨后烘干，得到基体混合粉末；将钛、铌、锆粉末机械合金化后，添加羟基磷灰石球磨混粉后烘干，得到中间层混合粉末。将基体混合粉末、中间层混合粉末及羟基磷灰石粉末分别装入石墨模具的下层、中层与上层，然后利用放电等离子炉烧结，随炉冷却即得多层生物复合材料。利用本发明所制备的多层复合材料既具有与人骨相当的力学性能又大大提高了材料的生物活性；本发明工艺洁净、简单、成本低廉，易于实现产业化。
一种多层生物复合材料及其制备方法

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