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一种在不锈钢表面覆膜的方法与流程

作者:双连不锈钢 时间:2018-12-15

本发明涉及一种在不锈钢表面覆膜的方法,属于金属材料加工领域。

背景技术:

不锈钢具有价格低廉、力学性能良好及易于成型等优点,作为生物医用植入材料,在医学领域得到广泛应用。然而血液中的各种粒子易于使不锈钢表面产生点蚀,造成材料力学性能的降低,同时溶出的镍离子和铬离子又会诱发血小板激活,从而引起血栓。因此如何提高不锈钢的生物相容性是亟待解决的难题。

技术实现要素:

针对上述现有技术存在的问题,本发明的目的是提供一种在不锈钢表面覆膜的方法,制备方法简单,易于重复,且覆膜后可以提高耐腐蚀性、提高与血液的相容性。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种在不锈钢表面覆膜的方法,包括如下步骤:

(1)以钛酸四丁酯为原料,乙醇为溶胶,浓硝酸为催化剂,溶液组份为1:30:0.5;

(2)将钛酸四丁酯溶于乙醇总量的一半,搅拌1-2h;再将浓硝酸和水溶于另一半乙醇,并加入到搅拌中的钛酸四丁酯溶液中,继续搅拌1-2h,得到均匀透明的前驱体溶液,待用;

(3)采用不锈钢片作为薄膜沉积的衬底,依次采用丙酮、无水乙醇、去离子水将不锈钢衬底进行清洗烘干;

(4)利用TiO2溶胶制备干凝胶粉末,并将凝胶进行退火;在不锈钢衬底上涂覆溶胶TiO2,然后在干燥箱中进行热处理,最后在石英管式炉中400-500℃进行退火1-2h。

作为一个优选的方案,所述步骤(2)中搅拌时间为1h。

作为一个优选的方案,所述步骤(4)的退火温度为450℃。

作为一个优选的方案,所述步骤(4)的退火时间为1h。

本发明制备方法简单,易于重复;制得的不锈钢表面结构致密,接触角为80°,在模拟体液中的自腐蚀电流为5.33微安每平方厘米,与血液间的界面张力小,具有良好的血液相容性和耐腐蚀性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种在不锈钢表面覆膜的方法,包括如下步骤:

(1)以钛酸四丁酯为原料,乙醇为溶胶,浓硝酸为催化剂,溶液组份为1:30:0.5;

(2)将钛酸四丁酯溶于乙醇总量的一半,搅拌1h;再将浓硝酸和水溶于另一半乙醇,并加入到搅拌中的钛酸四丁酯溶液中,继续搅拌1h,得到均匀透明的前驱体溶液,待用;

(3)采用不锈钢片作为薄膜沉积的衬底,依次采用丙酮、无水乙醇、去离子水将不锈钢衬底进行清洗烘干;

(4)利用TiO2溶胶制备干凝胶粉末,并将凝胶进行退火;在不锈钢衬底上涂覆溶胶TiO2,然后在干燥箱中进行热处理,最后在石英管式炉中400℃进行退火1h。

电化学测试采用动电位极化测试,电解池采用标准的三电极体系:样品为工作电极,铂片为辅助电极,饱和甘汞电极为参比电极,在模拟体液中测试了样品的腐蚀行为。采用接触角测试仪测试了不同退火温度的薄膜与不同溶液的接触角算薄膜的表面能及薄膜与血液的界面张力。

测试结果表明,不锈钢表面结构致密,接触角为80°,在模拟体液中的自腐蚀电流为5.33微安每平方厘米,与血液间的界面张力小,具有良好的血液相容性。

实施例2

一种在不锈钢表面覆膜的方法,包括如下步骤:

(1)以钛酸四丁酯为原料,乙醇为溶胶,浓硝酸为催化剂,溶液组份为1:30:0.5;

(2)将钛酸四丁酯溶于乙醇总量的一半,搅拌2h;再将浓硝酸和水溶于另一半乙醇,并加入到搅拌中的钛酸四丁酯溶液中,继续搅拌2h,得到均匀透明的前驱体溶液,待用;

(3)采用不锈钢片作为薄膜沉积的衬底,依次采用丙酮、无水乙醇、去离子水将不锈钢衬底进行清洗烘干;

(4)利用TiO2溶胶制备干凝胶粉末,并将凝胶进行退火;在不锈钢衬底上涂覆溶胶TiO2,然后在干燥箱中进行热处理,最后在石英管式炉中500℃进行退火2h。

经测试,本实施例的样品性能与实施例1类似。

实施例3

一种在不锈钢表面覆膜的方法,包括如下步骤:

(1)以钛酸四丁酯为原料,乙醇为溶胶,浓硝酸为催化剂,溶液组份为1:30:0.5;

(2)将钛酸四丁酯溶于乙醇总量的一半,搅拌1.5h;再将浓硝酸和水溶于另一半乙醇,并加入到搅拌中的钛酸四丁酯溶液中,继续搅拌1.5h,得到均匀透明的前驱体溶液,待用;

(3)采用不锈钢片作为薄膜沉积的衬底,依次采用丙酮、无水乙醇、去离子水将不锈钢衬底进行清洗烘干;

(4)利用TiO2溶胶制备干凝胶粉末,并将凝胶进行退火;在不锈钢衬底上涂覆溶胶TiO2,然后在干燥箱中进行热处理,最后在石英管式炉中450℃进行退火1h。

经测试,本实施例的样品性能与实施例1类似。

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