一种氮化硅植入体表面处理工艺的制作方法

本发明涉及生物医用植入物，特别是涉及一种氮化硅植入体表面处理工艺。

背景技术：

1、氮化硅植入物的各项机械性能指标都优于目前市场上的氧化物陶瓷，其具有高硬度，高弯曲强度，优异的摩擦性能，尤其是断裂韧性，获得了大幅度提高，此外氮化硅作为一种化学稳定材料，不存在氧化锆的老化问题，还具有良好的骨长上与骨长入能力(形成生物固定的能力)和抗感染能力以及良好的显影性。

2、氮化硅植入体的表面处理工艺的目的是确保氮化硅植入体具有良好的生物相容性、力学性能和抗菌性能，以满足临床应用的需求，而氮化硅植入体的表面处理工艺是一个复杂的过程，能够进一步提升氮化硅植入体的性能。

3、因此，如何提供一种氮化硅植入体表面处理工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种氮化硅植入体表面处理工艺，以提升氮化硅植入体的性能。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种氮化硅植入体表面处理工艺，包括以下步骤：

4、s1：预处理：将氮化硅植入体加入等离子清洗机中进行等离子清洗；

5、s2：气相沉积：将预处理后的氮化硅植入体放入cvd反应室中，引入反应气体进行沉积反应，冷却、排气，得到具有涂层的氮化硅植入体；

6、s3：离子注入：将离子在真空室中注入具有涂层的氮化硅植入体内；

7、s4：热处理：将注入离子后的氮化硅植入体放入热处理设备中并快速加热至1000℃，保温1min后快速冷却，清洗。

8、优选的，在上述氮化硅植入体表面处理工艺中，步骤s1中所述等离子清洗的气体为氩气和氢气混合气体。

9、优选的，在上述氮化硅植入体表面处理工艺中，所述氩气和氢气的流量为10sccm。

10、优选的，在上述氮化硅植入体表面处理工艺中，步骤s1中所述清洗压力为5-10pa，清洗时间为2-7min。

11、优选的，在上述氮化硅植入体表面处理工艺中，步骤s2中所述cvd反应室温度为1000-1500℃，反应气压为15-20pa，所述沉积反应时间为1.5-2h。

12、优选的，在上述氮化硅植入体表面处理工艺中，所述涂层为氮化硅涂层。

13、优选的，在上述氮化硅植入体表面处理工艺中，步骤s2中所述反应气体为二甲基硅烷和氨气。

14、优选的，在上述氮化硅植入体表面处理工艺中，步骤s3中所述离子为氮离子，所述离子注入能量为50-80kev，注入剂量为3×1017-7×1017at/cm2。

15、优选的，在上述氮化硅植入体表面处理工艺中，步骤s4中所述热处理设备为rtp，所述热处理设备中为惰性气氛，所述加热速率为50-150℃/s。

16、优选的，在上述氮化硅植入体表面处理工艺中，在对氮化硅植入体进行处理之前还包括对氮化硅植入体表面使用去离子水冲洗并干燥。

17、本发明提供了一种氮化硅植入体表面处理工艺，与现有技术相比，其有益效果在于：

18、(1)本发明的氮化硅植入体表面处理工艺实现了在氮化硅植入体表面沉积一层薄膜，有助于提升植入体的整体力学性能和耐磨损能力，还有助于提升植入体的生物相容性，确保氮化硅植入体在临床应用中的长期稳定性和可靠性；

19、(2)本发明的氮化硅植入体表面处理工艺还将氮离子注入氮化硅植入体内，可以在材料表面形成一层掺杂层，有助于改善植入体的性能，提高植入体与人体组织的相容性，延长植入体的使用寿命；还对氮化硅植入体进行了热处理，进一步提高了植入体的力学性能和抗热震性；

20、(3)本发明的氮化硅植入体表面处理工艺过程简单，效率高，提高了氮化硅植入体的力学性能和生物相容性，有助于延长植入体的使用寿命。

技术特征：

1.一种氮化硅植入体表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的氮化硅植入体表面处理工艺，其特征在于，步骤s1中所述等离子清洗的气体为氩气和氢气混合气体。

3.根据权利要求2所述的氮化硅植入体表面处理工艺，其特征在于，所述氩气和氢气的流量为10sccm。

4.根据权利要求1所述的氮化硅植入体表面处理工艺，其特征在于，步骤s1中所述清洗压力为5-10pa，清洗时间为2-7min。

5.根据权利要求1所述的氮化硅植入体表面处理工艺，其特征在于，步骤s2中所述cvd反应室温度为1000-1500℃，反应气压为15-20pa，所述沉积反应时间为1.5-2h。

6.根据权利要求1所述的氮化硅植入体表面处理工艺，其特征在于，所述涂层为氮化硅涂层。

7.根据权利要求1所述的氮化硅植入体表面处理工艺，其特征在于，步骤s2中所述反应气体为二甲基硅烷和氨气。

8.根据权利要求1所述的氮化硅植入体表面处理工艺，其特征在于，步骤s3中所述离子为氮离子，所述离子注入能量为50-80kev，注入剂量为3×1017-7×1017at/cm2。

9.根据权利要求1所述的氮化硅植入体表面处理工艺，其特征在于，步骤s4中所述热处理设备为rtp，所述热处理设备中为惰性气氛，所述加热速率为50-150℃/s。

10.根据权利要求1所述的氮化硅植入体表面处理工艺，其特征在于，在对氮化硅植入体进行处理之前还包括对氮化硅植入体表面使用去离子水冲洗并干燥。

技术总结
本发明涉及生物医用植入物技术领域，公开了一种氮化硅植入体表面处理工艺，具体工艺过程将氮化硅植入体加入等离子清洗机中进行等离子清洗；将预处理后的氮化硅植入体放入CVD反应室中，引入反应气体进行沉积反应，冷却、排气，得到具有涂层的氮化硅植入体；将离子在真空室中注入具有涂层的氮化硅植入体内；将注入离子后的氮化硅植入体放入热处理设备中并快速加热至1000℃，保温1min后快速冷却，取出氮化硅植入体并进行清洗。该工艺过程简单，提升了植入体的整体力学性能、耐磨损能力和生物相容性，确保氮化硅植入体在临床应用中的长期稳定性和可靠性。

技术研发人员：曾小锋,肖亮,朱福林,钱利宏,谢庆忠,谭庆文
受保护的技术使用者：衡阳凯新特种材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/13