一种医用锌基复合支架及其制备方法

技术特征：
1.一种医用锌基复合支架，其特征在于：所述复合支架孔隙结构为三维结构,且孔洞尺寸接近设计尺寸的800μm。2.根据权利要求1所述的一种医用锌基复合支架，其特征在于：所述复合支架的激光增材制造zn零件的致密化率为99.5％。3.根据权利要求1所述的一种医用锌基复合支架，其特征在于：所述复合支架的zn-tic@rgo，基体中均匀分布着一些小的片状颗粒。4.根据权利要求1所述的一种医用锌基复合支架，其特征在于：所述tic@rgo呈片状结构和小点状分布在zn基体上，所述tic@rgo从zn基体中突出，留下了模糊和不连续的tic@rgo/zn界面，但没有可见的空隙或间隙，所述tic-rgo界面从tic晶格条纹到rgo层的逐渐过渡。5.根据权利要求1所述的一种医用锌基复合支架，其特征在于：所述tic纳米颗粒在rgo上的生长，且纳米粒子主要在rgo的缺陷部位成核和生长。6.根据权利要求1所述的一种医用锌基复合支架，其特征在于：所述tic@rgo/zn复合支架强力附着有tic纳米颗粒。7.根据权利要求1所述的一种医用锌基复合支架，其特征在于：所述tic纳米颗粒与rgo和zn基体均存在强有力的界面结合，tic纳米颗粒确实起到了桥接作用，将rgo与zn基体牢固地连接起来，从而使tic@rgo与zn基体之间的界面结合增强。8.根据权利要求1所述的一种医用锌基复合支架制备方法，其特征在于：包括以下步骤；所述选用rgo作为反应的前驱体模板，rgo中的碳原子在高温下可以和通入的气态tic14反应，在氢气气氛下下，将go中的碳作为原料与氢气和气态tic14化学合成tic。整个制备过程采用气相沉积法﹐使用换气阀导入两路气体，一路是反应气体，包括气态tic14、氩气和氢气，另一路是作为保护气体的氩气，升温和降温阶段只通入保护气体。升温至1000℃后通入反应气体进行气相沉积，通过控制反应气体的通入时间为2.5小时，即气态tic14、氩气和氢气与go的反应时间，即可将tic原位生长在rgo上，其化学反应公式(1-1)为ticl
4(
g) 2h2(g) c＝tic 4hcl(g)
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(1-1)制备得到的rgo原位生长tic的结构材料tic@rgo，对其进行物相分析，首先进行sem表征，如图1中的(a)部分和图1中(b)部分所示。图2中的(a)部分是反应前的rgo，其表面光滑，经过高温气相反应后，表面得到纳米片状的tic，tic的形貌如图2中(b)部分，呈现出小点状分布。图2中的(c)部分是高倍下的tem图像，tic@rgo平面结构中tic主要是(200)和(111)面，晶面间距分别为0.218和0.25nm，在rgo表面上可以看到正在生长中的tic的(200)面和(111)面。对rgo和tic@rgo进行xps谱分析，可以明显观察到化学气相沉积后有明显的ti2p峰生成，同时对二者的c1s峰进行反卷积，发现与rgo相比，tic@rgo存在一个明显的ti-c峰。图2中的(g)部分显示了rgo样品在1350cm-1处的特征d波段(缺陷结构)和在1580cm-1处的特征g波段(面内振动峰)。id/ig强度比是评价碳材料缺陷程度的典型指标，化学气相沉积后，tic@rgo(1.107)的id/ig略低于rgo(1.023)，这可以解释为tic纳米颗粒倾向于在rgo的缺陷处成核生长，从而抑制了d波段振动，降低了id/ig。此外，在tic@rgo中，tic纳米粒子与rgo之间发生了强烈的电子相互作用，导致tic@rgo中rgo的g波段位置发生了8cm-1的正向偏移。这种强的电子耦合使得tic纳米颗粒牢固地粘附在rgo表面。因此，所有的显微镜和光谱技术都验证了tic@rgo的成功合成，并且tic纳米颗粒均匀而强烈地附着在rgo上，为了进
一步确认中tic@rgo中tic的含量，采用tg测试来进行表征和确定，如图2h所示。将tic@rgo置于空气气氛下，以10℃/min的升温速度升温至900℃，相关研究表明tic在空气氛围煅烧下的产物为tio2。所以，tg曲线中的失重量为41％，即为rgo，根据已有文献报道剩余的59％为tio2，根据原子守恒，tic的质量分数含量为34％。因此，采用tg测试可以判定tic@rgo中各相的含量。基于确定的最优rgo含量为0.2wt％，结合tg测试结果制备zn-tic@rgo复合支架中选用tic@rgo质量比为0.3wt％。

技术总结
本发明公开了一种医用锌基复合支架及其制备方法，其中复合支架孔隙结构为三维结构,且孔洞尺寸接近设计尺寸的800μm，复合支架的激光增材制造Zn零件的致密化率为99.5％，复合支架的Zn-TiC@RGO，基体中均匀分布着一些小的片状颗粒，TiC@RGO呈片状结构和小点状分布在Zn基体上，所述TiC@RGO从Zn基体中突出，留下了模糊和不连续的TiC@RGO/Zn界面，但没有可见的空隙或间隙，所述TiC-RGO界面从TiC晶格条纹到RGO层的逐渐过渡，通过优化锌合金的结构，增强力学性能，进而达到骨修复的要求。进而达到骨修复的要求。进而达到骨修复的要求。


技术研发人员：程贇 帅词俊 杨友文
受保护的技术使用者：江西理工大学
技术研发日：2021.08.04
技术公布日：2022/5/10