專利名稱：一種醫(yī)用β鈦合金的金相腐蝕液及腐蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈦合金金相腐蝕領(lǐng)域，具體為一種醫(yī)用β鈦合金的金相腐蝕液及腐 蝕方法，特別適合高鈮含量的新型醫(yī)用β鈦合金的金相腐蝕。
背景技術(shù)：
鈦合金具有高人體相容性、低密度、低彈性模量、高強度、耐人體體液腐蝕等優(yōu)點， 逐漸替代不銹鋼和鈷基合金而成為骨骼和牙齒等硬組織替代材料。目前，廣泛應(yīng)用于臨床 醫(yī)學(xué)的醫(yī)用鈦合金主要為α+β型Ti-6A1-4V和Ti-6Al-7Nb，其彈性模量僅為不銹鋼和鈷 基合金的一半，降低了植入材料與骨骼模量差異，緩解了應(yīng)力屏蔽效應(yīng)及其引起骨組織被 吸收以及植入體的松動和斷裂的風(fēng)險。由于含有Al和V鈦合金在長期植入人體后，因磨損 和腐蝕釋放出具有細(xì)胞毒性和神經(jīng)毒性的Al和V離子，美國和日本等發(fā)達(dá)國家在九十年代 中期致力于開發(fā)具有更好人體相容性的亞穩(wěn)β型醫(yī)用鈦合金。由于Nb、Ta、&等元素?zé)o 毒，且都為β穩(wěn)定元素，因此最近國際上研制的醫(yī)用β鈦合金大都含有大量的Nb、Ta等， 如美國的 Ti-13Nb-13Zr(ASTM F1713)、Ti-35Nb-5Ta_7Zr，日本的 Ti-29Nb-13Ta_4. 6Zr 等。 中國科學(xué)院金屬研究所研制一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的Ti-24Nb-4&-8Sn高強度多功能鈦 合金(申請?zhí)?200410092858. 1)，其彈性模量與人體骨骼相匹配，其超彈性和阻尼性能與 多孔結(jié)構(gòu)的人體骨骼相類似，其高強度、耐腐蝕、無生物毒性等特點能夠滿足人體長期植入 需求，其中也含有大量的Nb元素。在鈦合金中，β相的抗腐蝕能力明顯高于α相。此外，鈮元素也可顯著提高鈦合 金的抗蝕能力。因此，高鈮含量新型醫(yī)用β鈦合金的金相試樣很難腐蝕，一般鈦合金的金 相腐蝕試劑均不適用于此類合金。而為了解材料的組織組成及形態(tài)，金相觀察是一種簡單 可靠的手段，是廣大科研工作、工程師及分析測試人員常用方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型醫(yī)用β鈦合金的金相腐蝕液及腐蝕方法，使用該 腐蝕液及腐蝕方法可方便有效的腐蝕高鈮含量新型醫(yī)用β鈦合金的金相試樣，得到的金 相組織清晰準(zhǔn)確。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明提供一種醫(yī)用β鈦合金的金相腐蝕液，腐蝕液組成為乳酸、硝酸和氫氟 酸，按體積份數(shù)計，所述腐蝕液中，乳酸含量為10 50份，硝酸含量為5 30份，氫氟酸含 量為1 10份。所述腐蝕液中，水含量為0ml。所述腐蝕液中，乳酸、硝酸和氫氟酸均為分析純試劑。本發(fā)明還提供了醫(yī)用β鈦合金的金相腐蝕方法，將拋光好的金相試樣在所述的 腐蝕液中浸泡一定時間。所述的金相腐蝕方法，根據(jù)樣品狀態(tài)，在腐蝕液中浸泡3 8h。
所述的金相腐蝕方法，腐蝕在室溫下進行，不需加熱。所述的金相腐蝕方法，腐蝕過程中將試樣在腐蝕液中浸泡，腐蝕結(jié)束后取出試樣 立刻先用自來水清洗，然后用無水乙醇清洗，最后用吹風(fēng)機冷風(fēng)吹干。本發(fā)明的有益效果是1、采用本發(fā)明可以實現(xiàn)加工態(tài)、退火態(tài)的高鈮含量新型醫(yī)用β鈦合金板材、棒材 及絲材的金相腐蝕，得到的金相組織清晰完整。2、本發(fā)明提供一種簡單有效的高鈮含量新型醫(yī)用β鈦合金的金相腐蝕方法，可 準(zhǔn)確了解此類材料的組織，從而控制材料性能，對發(fā)展和應(yīng)用此類新型醫(yī)用鈦合金具有重 要意義。


圖1為Ti-24Nb-4&_8Sn熱軋板材金相組織；圖2為Ti-24Nb-4&_8Sn退火棒材金相組織；圖3為Ti-24Nb-4&_8Sn退火板材金相組織；圖4為Ti-29Nb-13Ta_4. 6Zr退火棒材金相組織。
具體實施例方式實施例1用分析純?nèi)樗?、硝酸和氫氟酸為原料?0ml IOml 5ml的比例配制腐蝕液，在 室溫條件下，將拋光好的Ti-24Nb-4&-8Sn熱軋板材金相試樣浸泡在腐蝕液中4小時，隨后 取出試樣，立刻用自來水清洗，然后用無水乙醇清洗，隨后用吹風(fēng)機冷風(fēng)吹干，所得的板材 金相組織形貌見圖1。從圖1可以看出，得到的金相組織清晰完整。實施例2用分析純?nèi)樗?、硝酸和氫氟酸為原料?0ml 20ml IOml的比例配制腐蝕液， 在室溫條件下，將拋光好的Ti-24Nb-4&-8Sn退火棒材金相試樣浸泡在腐蝕液中5小時，隨 后取出試樣，立刻用自來水清洗，然后用無水乙醇清洗，隨后用吹風(fēng)機冷風(fēng)吹干，所得的退 火棒材金相組織形貌見圖2。從圖2可以看出，得到的金相組織清晰完整。實施例3用分析純?nèi)樗?、硝酸和氫氟酸為原料?0ml IOml IOml的比例配制腐蝕液， 在室溫條件下，將拋光好的Ti-24Nb-4&-8Sn退火板材金相試樣浸泡在腐蝕液中7小時，隨 后取出試樣，立刻用自來水清洗，然后用無水乙醇清洗，隨后用吹風(fēng)機冷風(fēng)吹干，所得的退 火板材金相組織形貌見圖3。從圖3可以看出，得到的金相組織清晰完整。實施例4用分析純?nèi)樗?、硝酸和氫氟酸為原料按IOml 20ml 5ml的比例配制腐蝕液，在 室溫條件下，將拋光好的Ti-29Nb-13Ta-4. 6Zr退火棒材金相試樣浸泡在腐蝕液中3小時， 隨后取出試樣，立刻用自來水清洗，然后用無水乙醇清洗，隨后用吹風(fēng)機冷風(fēng)吹干，所得的 退火棒材金相組織形貌見圖4。從圖4可以看出，得到的金相組織清晰完整。
權(quán)利要求
一種醫(yī)用β鈦合金的金相腐蝕液，其特征在于腐蝕液組成為乳酸、硝酸和氫氟酸，按體積份數(shù)計，所述腐蝕液中，乳酸含量為10～50份，硝酸含量為5～30份，氫氟酸含量為1～10份。
2.按照權(quán)利要求1所述的金相腐蝕液，其特征在于所述腐蝕液中，水含量為0ml。
3.按照權(quán)利要求1所述的金相腐蝕液，其特征在于所述腐蝕液中，乳酸、硝酸和氫氟 酸均為分析純試劑。
4.一種利用權(quán)利要求1所述腐蝕液的醫(yī)用β鈦合金的金相腐蝕方法，其特征在于將 拋光好的金相試樣在所述的腐蝕液中浸泡。
5.按照權(quán)利要求4所述的金相腐蝕方法，其特征在于根據(jù)樣品狀態(tài)，在腐蝕液中浸泡 3 8h。
6.按照權(quán)利要求4所述的金相腐蝕方法，其特征在于腐蝕在室溫下進行，不需加熱。
7.按照權(quán)利要求4所述的金相腐蝕方法，其特征在于腐蝕過程中將試樣在腐蝕液中 浸泡，腐蝕結(jié)束后取出試樣立刻先用自來水清洗，然后用無水乙醇清洗，最后用吹風(fēng)機冷風(fēng) 吹干。
全文摘要
本發(fā)明涉及鈦合金金相腐蝕領(lǐng)域，具體為一種醫(yī)用β鈦合金的金相腐蝕液及腐蝕方法，特別適合高鈮含量的新型醫(yī)用β鈦合金的金相腐蝕。所述腐蝕液組成為乳酸、硝酸和氫氟酸，按體積份數(shù)計，所述腐蝕液中，乳酸含量為10～50份，硝酸含量為5～30份，氫氟酸含量為1～10份；將拋光好的金相試樣在所述的腐蝕液中浸泡一定時間即可。采用本發(fā)明可以實現(xiàn)加工態(tài)、退火態(tài)的高鈮含量新型醫(yī)用β鈦合金板材、棒材及絲材的金相腐蝕，得到的金相組織清晰完整。
文檔編號G01N23/04GK101943640SQ20091001241
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者李玉蘭 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所