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专利摘要

本发明属于减摩抗菌涂层技术领域，公开了一种减摩抗菌钛合金涂层及其制备方法与应用。包括如下步骤：在钛合金表面制备纵横交错的椭圆微织构，依次进行N离子注入和Cu离子注入，在完成离子注入后的钛合金表面进行化学镀铜，得到减摩抗菌钛合金涂层。本发明制备的纹理表面与金属铜层相结合，使得样品表面蛋白质粘附性能更好，润滑性能和抗菌性能明显提升，大气中摩擦系数为0.362‑0.483，模拟体液中摩擦系数为0.222‑0.326，血清中摩擦系数为0.196‑0.236，抗菌率可达98～100％。本发明制备精度较高，制备形状规整，镀层厚度可调，表面独特纹理可支撑人体至少一年的运动量，可应用于人工髋关节等外科植入物。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202311854024.9
申请日期:
2023-12-29
专利申请人:
暨南大学
分类号:
C23C18/40 ; C23C14/48 ; C23C14/02 ; C23C18/18 ; B23K26/352 ; A61L27/06 ; A61L27/30 ; A61L27/54
发明/设计人:
于振涛，李文静，金卫红
权利要求: 1.一种减摩抗菌钛合金涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在钛合金表面制备纵横交错的椭圆微织构，然后依次进行N离子注入和Cu离子注入，在完成离子注入后的钛合金表面进行化学镀铜，最终得到减摩抗菌钛合金涂层。2.根据权利要求1所述一种减摩抗菌钛合金涂层的制备方法，其特征在于，所述椭圆长轴为100±5μm、短轴为50±5μm、深度为150±20μm，椭圆微织构间距为99μm～280μm，密度为5％～40％。3.根据1所述一种减摩抗菌钛合金涂层的制备方法，其特征在于，所述制备纵横交错的椭圆微织构采用皮秒紫外激光器制备，功率为15w～30w，频率为500±200kHz，扫描速度为1000±200mm/s。4.根据1所述一种减摩抗菌钛合金涂层的制备方法，其特征在于，所述N离子注入时的真空度为1×10-3～6×10-3Pa、加速电压30～70kV、注入剂量1×1017～6×1017ions/cm2。5.根据1所述一种减摩抗菌钛合金涂层的制备方法，其特征在于，所述Cu离子注入时的真空度1×10-4～5×10-4Pa、加速电压30～60kV、注入剂量1×1017～8×1017ions/cm2进行。6.根据1所述一种减摩抗菌钛合金涂层的制备方法，其特征在于，所述化学镀铜条件为：将钛合金浸入50～70℃镀液中5～15min；镀液组成为10～20g/L CuSO4·5H2O、20～30g/L EDTA-2Na、5～20mL/L 37％甲醛溶液、0.01～0.05g/L 2,2-联吡啶。7.根据权利要求1所述一种减摩抗菌钛合金涂层，其特征在于，化学镀铜前对合金表面进行除油、敏化、活化；除油所用除油剂为30～50g/L NaOH和5～20g/L NaCO3所配制的溶液；敏化所用敏化剂为30～60mL/L 37％HCl和5～15g/L SnCl2所配制的溶液；活化所用活化剂为1～3g/L AgNO3溶液。8.根据权利要求1所述一种减摩抗菌钛合金涂层，其特征在于，所述钛合金为Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb、Ti或Ti6Al4V；所述钛合金表面制备纵横交错的椭圆微织构前还进行砂纸打磨。9.一种减摩抗菌钛合金涂层，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的方法制备得到。10.权利要求9所述减摩抗菌钛合金涂层在制备外科植入物中的应用。