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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：一种用于人工髋关节的多孔致密复合结构氮化硅材料及制备方法，以α‑Si3N4为原料，以Al2O3、Y2O3为烧结助剂，将直接凝固注模成型工艺与模板法结合起来，控制制备条件，造孔剂尺寸等，可制备出形状复杂、孔隙率可控以及成分均匀的高性能多孔致密氮化硅复合结构，大大降低了其生产成本；该材料由多孔氮化硅层和致密氮化硅层组成，多孔氮化硅层具有与骨组织相似的微观结构，有利于骨组织的生长和附着，致密氮化硅层具有高强度、高韧性、低磨损、良好的生物相容性等特点，有利于提高假体的稳定性和耐久性。

主权项：1.一种用于人工髋关节的多孔致密复合结构氮化硅材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：按照质量份数，称取α-Si3N454.1-72.1份，烧结助剂Al2O31.6-2.2份、烧结助剂Y2O34.1-5.4份，湿混后旋蒸烘干得到预混粉；步骤2：将质量份数为39.9-19.9份的去离子水、0.22-0.29份的分散剂四甲基氢氧化铵TMAH、0.05-0.07份的胶凝剂异丁烯-马来酸酐Isobam，搅拌混合5-30min后，得到预混溶液；步骤3：将步骤1中所得预混粉按照固含量60.0wt％-80.0wt％所需要的比例加入步骤2所得到的预混液中，机械搅拌4-10h得到60.0-80.0wt％固含量的Si3N4浆料；步骤4：将步骤3中所得的Si3N4浆料在室温下静置1-5h；步骤5：将步骤4中所得的Si3N4浆料真空脱泡30-90min后，取出准备浇注；步骤6：使用加热粘结的方法将聚苯乙烯EPS球粘合成多孔模板用于后续实验，加热温度为100-150℃，保温时间为5-60min；步骤7：将步骤5中所得的浆料使用注射器辅助的方法，使其浇注到步骤6制备的多孔模板中，并保留5-20mm浆料厚度当作致密层；步骤8：将步骤7所得样品在室温下固化，采用保鲜膜进行密封处理防止由于水分损失引发的开裂，原位固化成型，再将样品放于60-80℃烘箱中干燥12-24h得到生坯；步骤9：将步骤8得到的生坯放入管式炉中进行碳化，通入流动的保护气体Ar，400-800℃下保温1-4h使生坯中的有机添加物裂解为碳，得到多孔致密复合结构氮化硅陶瓷生坯；步骤10：将步骤9得到的多孔致密复合结构氮化硅陶瓷生坯放入空气炉中400-800℃保温1-4h烧结除去步骤9中生成的碳，避免引入碳杂质；步骤11：将步骤10处理后的生坯放入真空烧结炉中，填充氮气N2，从室温升温至1700-1900℃进行烧结，保温时间为1-4h，得到用于人工髋关节的多孔致密复合结构氮化硅材料。

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