一種貴金屬合金及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于貴金屬合金技術(shù)領(lǐng)域的一種貴金屬合金及其制備方法和應(yīng)用。所述合金包括：鈀或鉑75.2?96wt％，鎳0.5?20wt％，銅0.15?3.2wt％，鈦3.9?23.7wt％。按照所述合金的成分，利用純鉑或純鈀，以及純鈦板、純銅板和純鎳板配制成混合原料，混合原料經(jīng)真空自耗爐或真空感應(yīng)爐熔煉成鑄錠，再經(jīng)過熱處理獲得所述的貴金屬合金。獲得的貴金屬合金的強(qiáng)度得到顯著提高，且其固態(tài)相轉(zhuǎn)變滯后窄，相轉(zhuǎn)變溫度范圍窄，使合金的感溫敏感，能快速實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制，可廣泛用于醫(yī)療器械用材料以及工業(yè)傳感器自動(dòng)控制用感溫和控溫材料。
【專利說明】
一種貴金屬合金及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于貴金屬合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種貴金屬合金及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]貴金屬及其合金具有優(yōu)異的耐蝕性和生物相容性，被廣泛用作人體口腔齒科修復(fù)器械、骨科修復(fù)器械和人體植入器械。貴金屬材料，包括金、鉑、鈀、金鉑合金、鉑銥合金等，在醫(yī)療儀器設(shè)備和器械領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如金鉑合金烤瓷用于口腔齒科修復(fù)材料，鉑銥合金絲用于植入式心臟起搏器電極頭材料。鉑銥合金棒狀植入式電極和帶狀電極，耐腐蝕性好，工作壽命長；鉑金絲、鈀金絲和鍍金鎢絲被用作人體植入支架放送器用導(dǎo)絲，可以有效輔助人體支架的手術(shù)植入。
[0003]黃金、鉑金和鈀金等口腔齒科修復(fù)材料的耐蝕性優(yōu)于鎳鉻合金和鈷鉻合金等，因此與人體有更好的相容性，避免引起人體排斥反應(yīng)。貴金屬用于制作人造心臟瓣膜等部件、上頌骨置換假體、血管支架(用鉑金絲等編織或用鉑金顯影定位)以及脊柱修復(fù)和顱骨修補(bǔ)等骨科器械、植入式假體等，不銹鋼、鎳鉻合金和鈷鉻合金等人體植入材料相比，避免了有害離子釋放等造成的毒性反應(yīng)。
[0004]但是貴金屬合金具有價(jià)格高和強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，限制了貴金屬材料在醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種貴金屬合金及其制備方法和應(yīng)用，采取的技術(shù)方案如下:
[0006]—種貴金屬合金，其特征在于，所述合金包括:鈀或鈾75.2-96wt %，鎳0.5_20wt%，銅0.15-3.2wt%，鈦3.9-23.7wt%。
[0007]所述合金還包含原材料中帶有的雜質(zhì)元素:鐵0-0.03wt %，鋁0-0.02wt %，硅0_0.02wt% ο
[0008]所述合金還包含冶金時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)元素:碳0-0.02wt %，氧0-0.05wt %。
[0009]所述的一種貴金屬合金的制備方法為，按照所述合金的成分，利用純鉑或純鈀，以及純鈦板、純銅板和純鎳板配制成混合原料，混合原料經(jīng)真空自耗爐或真空感應(yīng)爐熔煉成鑄錠，再經(jīng)過熱處理獲得所述的貴金屬合金。
[0010]所述熱處理的溫度為700-1200°C，時(shí)間為30-240min。
[0011]熔煉使用的真空度不大于7Pa。
[0012]所述的一種貴金屬合金在醫(yī)療器械用材料、工業(yè)傳感器自動(dòng)控制用感溫和控溫材料中的應(yīng)用。
[0013]所述的醫(yī)療器械用材料為齒科修復(fù)材料、齒科矯形材料、人體植入支架材料或骨科修復(fù)材料。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:在純鉑或純鈀的基礎(chǔ)上，添加鎳、銅和鈦，使得合金的強(qiáng)度顯著提高，同時(shí)保持了鉑或鈀的冷熱加工性能，加工制造成本大大降低;且所述合金的固態(tài)相轉(zhuǎn)變滯后窄，相轉(zhuǎn)變溫度范圍窄，使合金的感溫敏感，能快速實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制。所述貴金屬合金可廣泛用于醫(yī)療器械用材料以及工業(yè)傳感器自動(dòng)控制用感溫和控溫材料。
【附圖說明】
[0015]圖1為實(shí)施例5所述合金絲材的固態(tài)相轉(zhuǎn)變溫度示意圖。
[0016]圖2為實(shí)施例5中所述合金絲材的力學(xué)性能示意圖。
[0017]圖3為實(shí)施例6中所述合金絲材的固態(tài)相轉(zhuǎn)變溫度示意圖。
[0018]圖4為實(shí)施例6中所述合金絲材的力學(xué)性能示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]利用純鉑、純鎳板、純銅板和純鈦板配制成混合原料，混合原料的總重量為2.000千克，各組分的質(zhì)量分別為:鉑(Pt):1.504千克，鎳(Ni):0.019千克，銅(Cu):0.003千克，鈦(Ti ): 0.474千克；混合原料經(jīng)過真空感應(yīng)爐熔煉成圓柱鑄錠，熔煉使用的真空度不大于7Pa。熔煉后測試鑄錠的化學(xué)成分(重量百分比)，實(shí)測鉑為75.22%，銅為0.154%，鎳為0.96%，氧為0.036%，碳為0.015%，硅為0.016%，鐵為0.020%，鋁為0.013%，鈦為余量約23.57%；鑄錠在1200 °C保溫30min后獲得貴金屬合金。得到的貴金屬合金經(jīng)鍛造開坯，乳制成直徑為15_的棒材，總變形量為75%，每道次變形量為12-20%。加工出的棒材適用于齒科修復(fù)材料和工業(yè)傳感器自動(dòng)控制用感/控溫材料。
[0021]實(shí)施例2
[0022]利用純鉑、純鎳板、純銅板和純鈦板制成混合原料，混合原料的總重量為2.000千克，各組分的質(zhì)量分別為:鉑(Pt): 1.504千克，鎳(Ni): 0.400千克，銅(Cu): 0.003千克，鈦(Ti):0.093千克；混合原料經(jīng)過真空自耗爐熔煉成圓柱鑄錠，熔煉使用的真空度不大于7Pa。熔煉后測試鑄錠的化學(xué)成分(重量百分比)，實(shí)測鉑為75.23 %，銅為0.152 %，鎳為19.89%，氧為0.039%，碳為0.013%，硅為0.020%，鐵為0.018%，鋁為0.014%，鈦為余量約4.64%;鑄錠經(jīng)1200 °C保溫240min后獲得貴金屬合金。得到的貴金屬合金經(jīng)鍛造開坯，乳制成直徑為15mm的棒材，總變形量為75 %，每道次變形量為12-20 %。加工出的棒材適用于齒科修復(fù)材料。
[0023]實(shí)施例3
[0024]利用純鉑、純鎳板、純銅板和純鈦板制成混合原料，混合原料的總重量為2千克，各組分的質(zhì)量分別為:鉑(Pt):1.504千克，鎳(Ni ):0.010千克，銅(Cu):0.064千克，鈦(Ti):0.422千克;混合原料經(jīng)過真空自耗爐熔煉成圓柱鑄錠，熔煉使用的真空度不大于7Pa。熔煉后測試鑄錠的化學(xué)成分(重量百分比)，實(shí)測鉑為75.25%，銅為3.18%，鎳為0.530%，氧為0.031%，碳為0.012%，硅為0.015%，鐵為0.021%，鋁為0.012%，鈦為余量約20.95%;鑄錠經(jīng)700 °C保溫240min后獲得貴金屬合金。得到的貴金屬合金經(jīng)鍛造開還，乳制加工出厚度為5mm的板材，總變形量為85%，每道次變形量為12-25 %。加工出的板材適用于骨科修復(fù)材料。
[0025]實(shí)施例4
[0026]利用純鉑、純鎳板、純銅板和純鈦板制成混合原料，混合原料的總重量為2千克，各組分的質(zhì)量分別為:鉑(Pt):1.909千克，鎳(Ni ):0.01千克，銅(Cu):0.003千克，鈦(Ti):0.078千克;混合原料經(jīng)真空自耗爐熔煉成圓柱鑄錠，熔煉使用的真空度不大于7Pa。熔煉后測試鑄錠的化學(xué)成分(重量百分比)，實(shí)測鉑為95.36%，銅為0.152%，鎳為0.51%，氧為0.020%，碳為0.009%，硅為0.011%，鐵為0.012%，鋁為0.010%，鈦為余量約3.92% ;鑄錠經(jīng)700°C保溫210min后獲得貴金屬合金。得到的貴金屬合金經(jīng)鍛造開還，乳制加工成厚度為5mm板材，總變形量為88 %，每道次變形量為12_25 %。加工出的板材適用于骨科修復(fù)材料。實(shí)施例5
[0027]利用純鈀、純鎳板、純銅板和純鈦板制成混合原料，混合原料的總重量為2.000千克，各組分的質(zhì)量分別為:鈀(Pd):1.504千克，鎳(Ni):0.019千克，銅(Cu):0.003千克，鈦(Ti ): 0.474千克；混合原料經(jīng)過真空感應(yīng)爐熔煉成圓柱鑄錠，熔煉使用的真空度不大于7Pa。熔煉后測試鑄錠的化學(xué)成分(重量百分比)，實(shí)測鈀為75.25 %，銅為0.153 %，鎳為0.96%，氧為0.034%，碳為0.013%，硅為0.022%，鐵為0.026%，鋁為0.018%，鈦為余量約23.52%;鑄錠經(jīng)1050°C保溫60min后獲得貴金屬合金。得到的貴金屬合金經(jīng)鍛造開坯、乳制、拉絲，加工成直徑為0.6mm絲材，總變形量為99 %，每道次變形量為10-24%。加工出的絲材適用于工業(yè)傳感器自動(dòng)控制用感溫和控溫材料。經(jīng)測試所述合金絲材的固態(tài)相變滯后(As-Ms)為6.7 °C，固態(tài)轉(zhuǎn)變溫度范圍6.7°C，如圖1所示;合金絲材的抗拉強(qiáng)度約為495MPa，如圖2所示。
[0028]實(shí)施例6
[0029]利用純鈀、純鎳板、純銅板和純鈦板制成混合原料，混合原料的總重量為2.000千克，各組分的質(zhì)量分別為:鈀(Pd):1.504千克，鎳(Ni):0.400千克，銅(Cu):0.003千克，鈦(Ti):0.093千克;混合原料經(jīng)真空自耗爐熔煉成圓柱鑄錠，熔煉使用的真空度不大于7Pa。熔煉后測試鑄錠的化學(xué)成分(重量百分比)，實(shí)測鈀為75.26%，銅為0.152 %，鎳為19.85 %，氧為0.035%，碳為0.018%，硅為0.015%，鐵為0.016%，鋁為0.014%，鈦為余量約4.64%;鑄錠經(jīng)1000°C保溫120min后獲得貴金屬合金。得到的貴金屬合金經(jīng)鍛造開坯、乳制、拉絲，加工成直徑為0.5mm絲材，總變形量為99 %，每道次變形量為10-24%。加工出的絲材適用于工業(yè)傳感器自動(dòng)控制用感/控溫材料。經(jīng)測試所述合金絲材的固態(tài)相轉(zhuǎn)變滯后(As-Ms)為
4.5 °C，固態(tài)轉(zhuǎn)變溫度范圍12.8 °C，如圖3所示;合金絲材的抗拉強(qiáng)度約為556MPa，如圖4所不O
[0030]實(shí)施例7
[0031]利用純鈀、純鎳板、純銅板和純鈦板為混合原料，混合原料的總重量為2千克，各組分的質(zhì)量分別為:鈀(Pd):1.504千克，鎳(Ni ):0.010千克，銅(Cu):0.064千克，鈦(Ti):0.422千克;混合原料經(jīng)真空自耗爐熔煉成圓柱鑄錠，熔煉使用的真空度不大于7Pa。熔煉后測試鑄錠的化學(xué)成分(重量百分比)，實(shí)測鈀為75.24%，銅為3.16%，鎳為0.52%，氧為0.028%，碳為0.016%，硅為0.020%，鐵為0.027%，鋁為0.017%，鈦為余量約20.97%;鑄錠經(jīng)700 °C保溫240min后得到貴金屬合金。得到的貴金屬合金經(jīng)鍛造開還，乳制加工成厚度為2mm板材，總變形量為95 %，每道次變形量為12-24 %。加工出的板材適用于骨科修復(fù)材料。
[0032]實(shí)施例8
[0033]利用純鈀、純鎳板、純銅板和純鈦板制成混合原料，混合原料的總重量為2千克，各組分的質(zhì)量分別為:鈀(Pd):1.909千克，鎳(Ni ):0.01千克，銅(Cu):0.003千克，鈦(Ti):0.078千克;混合原料經(jīng)真空自耗爐熔煉成圓柱鑄錠，熔煉使用的真空度不大于7Pa。熔煉后測試鑄錠的化學(xué)成分(重量百分比)，實(shí)測鈀為95.33 %，銅為0.52%，鎳為0.18%，氧為0.019%，碳為0.010%，硅為0.010%，鐵為0.017%，鋁為0.013%，鈦為余量約3.90% ;鑄錠經(jīng)800°C保溫90min后，經(jīng)鍛造開坯，乳制加工成厚度為2mm板材，總變形量為90 %，每道次變形量為12-24%。加工出的板材適用于骨科修復(fù)材料和工業(yè)傳感器自動(dòng)控制用感溫材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種貴金屬合金，其特征在于，所述合金包括:鈀或鈾75.2-96wt %，鎳0.5-20wt %，銅0.15-3.2wt%，鈦3.9-23.7wt%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種貴金屬合金，其特征在于，所述合金還包含原材料中帶有的雜質(zhì)元素:鐵0-0.03wt %，鋁0-0.02wt %，硅0-0.02wt %。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種貴金屬合金，其特征在于，所述合金還包含冶金時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)元素:碳0_0.02wt%，氧0_0.05wt%。4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種貴金屬合金的制備方法，其特征在于，按照所述合金的成分，利用純鉑或純鈀，以及純鈦板、純銅板和純鎳板配制成混合原料，混合原料經(jīng)真空自耗爐或真空感應(yīng)爐熔煉成鑄錠，再經(jīng)過熱處理獲得所述的貴金屬合金。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為700-1200°C，時(shí)間為 30-240min。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，熔煉使用的真空度不大于7Pa。7.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種貴金屬合金在醫(yī)療器械用材料、工業(yè)傳感器自動(dòng)控制用感溫和控溫材料中的應(yīng)用。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的醫(yī)療器械用材料為齒科修復(fù)材料、齒科矯形材料、人體植入支架材料和骨科修復(fù)材料。
【文檔編號】C22C5/04GK106086501SQ201610377520
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】袁志山, 崔躍, 李君濤, 馮昭偉, 繆衛(wèi)東, 尚再艷, 賀昕, 何金江, 朱明
【申請人】有研億金新材料有限公司, 有研醫(yī)療器械（北京）有限公司