一種柜式表層離子原位負載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本新型屬于金屬材料表面改性領(lǐng)域，具體的是一種應用于金屬材料表面特定離子的負載改性的電化學裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]生物醫(yī)用金屬材料是用于與生命系統(tǒng)接觸和發(fā)生相互作用的，并能對其細胞、組織和器官進行診斷治療、替換修復或誘導再生的一類特殊功能材料。
[0003]目前，已經(jīng)成熟市場化的生物醫(yī)用金屬材料有不銹鋼、鈷鉻合金和鈦及鈦合金，然而，金屬材料本身缺乏生物活性，很難和生物體組織結(jié)合，且在臨床過程中，容易感染細菌，引發(fā)炎癥，導致植入失敗。
[0004]解決的途徑是對這些金屬材料進行表面的結(jié)構(gòu)和組分改性，增加其生物相容性，賦予其抗菌性。常見的結(jié)構(gòu)改性為在金屬表面制備具有微米或者納米結(jié)構(gòu)的金屬或者陶瓷層，如利用陽極氧化法在鈦及鈦合金表面制備具有整齊均勻的二氧化鈦納米管密排陣列的陶瓷層，其結(jié)果可大大提高細胞的黏附和伸展，提高鈦及鈦合金的生物相容性。
[0005]而在生物醫(yī)用金屬材料表面的組分改性上，通常是利用各種手段在金屬材料表面進行功能分子的負載，使其具有特定功能，對于分子量比較大的有機分子，通常采用溶膠凝膠法，在金屬材料表面浸漬后，通過旋轉(zhuǎn)/加熱或者自然揮發(fā)，去除溶劑，即可實現(xiàn)功能分子在金屬材料表面的負載，比如在不銹鋼血管支架表面通過藥物載體進行抗凝血藥物的負載；而對于無機分子或者金屬離子的負載，可選用的方法較多，有等離子噴涂、離子注入、磁控濺射、電化學原位沉積等等，比如利用等離子噴涂在鈦及鈦合金表面進行羥基磷灰石陶瓷層的制備，用離子注入法向不銹鋼表層注入銅、銀離子，使不銹鋼材料具有抗菌性。
[0006]電化學原位沉積是以金屬材料作為陰極，在含有功能分子的離子形式的電解液中，通過電壓強度、電流密度和沉積時間的調(diào)節(jié)，使功能分子負載于金屬材料表面結(jié)構(gòu)上，或者在金屬材料表面形成特定的功能層，由于有機分子的電中性，于電解液中使其附帶正電荷較為困難，因此該方法多用于對無機分子和金屬離子的負載過程中，比如在硝酸銀溶液中，于較低電壓下(3~5V)經(jīng)過較短時間(5分鐘以內(nèi))，即可使銀離子負載于鈦及鈦合金表面的納米管結(jié)構(gòu)中，提高其抗菌性能，而在含有鈣離子和磷酸根離子的溶液中，通過電壓和時間的調(diào)整，也可在金屬材料表面負載上磷灰石層，增強其生物相容性。這種方法比較于等離子噴涂和離子注入法的優(yōu)點在于，其不僅僅可以用于平整表面的功能分子的負載，還可應用于具有復雜表面結(jié)構(gòu)的材料中，而對材料表面造成的損傷比較小，同時，有利于抗菌離子的釋放。
[0007]現(xiàn)有的電化學原位沉積設(shè)備只是對電解槽的簡易改良，由電解槽、預設(shè)惰性陽極、直流電源、導線和夾子組成，在每次使用時，所需改性金屬材料用夾子固定于電解槽中，與惰性陽極相對，可見，這類裝置的缺點每次使用夾子固定金屬材料時存在位置偏移，導致多次負載間存在工藝差異，而且現(xiàn)有電解槽均為獨立的且容積都較大，在使用時，需要配置超過量的電解液，對于硝酸銀這類貴試劑來講是種很大程度的浪費，另外，由于每次負載時，所需改性金屬材料都需要用夾子固定，會使得金屬材料有一部分在電解液外，造成金屬材料的部分浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型為了解決上述問題，提供了一種柜式的小型、多槽、電極工作距離固定的恒流電化學原位負載裝置，其具體的由直流電源、導線和柜式工作池組成，其中所述的直流電源一側(cè)設(shè)有 ^板；所述的柜式工作池包括長方體形有機玻璃殼體、電極板和密封板，其中有機玻璃殼體為多層板結(jié)構(gòu)，其與直流電源上卡板位于同側(cè)的開口端為進樣端，與開口端相對的一端為中空且上端開口的裝液夾板，該裝液夾板與多層板體及另外兩個側(cè)板組成多層小型工作艙，且在靠近每層工作艙底部的位置開有進液口，進樣端設(shè)有密封板，密封板可穿過多層板近開口端的內(nèi)設(shè)有密封膠墊的板槽，且密封板與殼體外壁接觸的部位也設(shè)有密封膠墊，密封板下端設(shè)有旋轉(zhuǎn)把手，使用人員可以通過轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)把手控制密封板是否卡在直流電源的卡板上，所述的電極板嵌套在工作艙的每層板體中央，最下層電極板直接與直流電源的陰極相接；所述的導線貫穿于有機玻璃殼體一側(cè)側(cè)板內(nèi)，連接有機玻璃殼體最上層電極體與直流電源陽極。
[0009]在尺寸上，電極板大小以比所要負載樣品的面積稍大為宜，形狀可以是圓形也可以是矩形，工作艙高度以略高于所要負載樣品高度為宜，工作艙層數(shù)在保證整體負載裝置平衡性的前提下，盡量多些，以滿足大批量的樣品處理能力。
[0010]其使用步驟為:
[0011]1、轉(zhuǎn)動密封板的旋轉(zhuǎn)把手，下拉，將所有工作艙艙門打開。
[0012]2、將樣品送至每層工作艙的電極板上。
[0013]3、上推密封板，關(guān)閉所有艙門，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)把手，使其卡進直流電源與有機玻璃殼體之間的縫隙，將工作艙密封。
[0014]4、從裝液口注入電解液，使電解液裝滿所有工作艙。
[0015]5、設(shè)定電流強度和工作時間，開啟電源。
[0016]6、計時結(jié)束后，傾斜負載裝置，將電解液從裝液口排出。
[0017]7、轉(zhuǎn)動密封板旋轉(zhuǎn)把手，下拉，將所有工作艙艙門打開。
[0018]8、取出樣品，上推密封板，關(guān)閉所有艙門，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)把手，使其卡進直流電源與有機玻璃殼體之間的縫隙，將工作艙密封。
[0019]9、從裝液口注入去離子水，搖晃負載裝置，傾斜負載裝置，排出去離子水，如此重復二次。
[0020]10、轉(zhuǎn)動密封板旋轉(zhuǎn)把手，下拉，旋轉(zhuǎn)把手卡在直流電源的卡板上，靜置或風機烘干工作艙，使用結(jié)束。
[0021]由上述可知，本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:
[0022]1、本實用新型可輕易實現(xiàn)多個工作艙串聯(lián)等工作距離恒流負載，可以保證多個工件在相同條件下進行相同離子的負載，既可以保證生產(chǎn)中產(chǎn)品的均一性，也可以用到質(zhì)量校準中用來保證反應條件的一致性。
[0023]2、本實用新型電極工作距離短，負載所需電壓低時間短，工作效率高，電源利用率尚O
[0024]3、本實用新型輕便小巧，便攜且操作簡單，且節(jié)約電解液使用量。
[0025]4、本實用新型的電極板實現(xiàn)了 “一板兩用”，即在上下兩個工作艙中，分別作為陰極和陽極發(fā)揮作用，提高電極的利用率。
[0026]5、本實用新型電解液與樣品是包圍和被包圍式的存在方式，負載面積充分且均勻，不存在因夾持等造成的負載空白區(qū)。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型實施例1的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本使用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明，應當理解，此處描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0029]如圖1所示，為鈦片載銀的電化學負載裝置，由直流電源(1)、導線(2)和柜式工作池(3)組成，其中所述的直流電源(I) 一側(cè)設(shè)有一卡板(11);所述的柜式工作池(3)包括長方體形有機玻璃殼體、電極板(31)和密封板(34)，其中有機玻璃殼體為4層板結(jié)構(gòu)，其與直流電源(I)上卡板(11)位于同側(cè)的開口端為進樣端，與開口端相對的一端為中空且上端開口的裝液夾板，該裝液夾板與4層板體及另外兩個側(cè)板組成3層小型工作艙，且在靠近每層工作艙底部的位置開有進液口(32)，密封板(34)位于進樣端端口，穿過4層板近開口端的內(nèi)設(shè)有密封膠墊的板槽(35 )，且密封板(34)與殼體外壁接觸的部位也設(shè)有密封膠墊，密封板(34)下端設(shè)有旋轉(zhuǎn)把手，所述的電極板(31)嵌套在工作艙的每層板體中央，最下層電極板(31)直接與直流電源(I)的陰極相接；所述的導線(2)貫穿于有機玻璃殼體一側(cè)側(cè)板內(nèi)，連接有機玻璃殼體最上層的電極板(31)與直流電源(I)陽極。
[0030]其使用步驟為:
[0031]1、轉(zhuǎn)動密封板(34)的旋轉(zhuǎn)把手，下拉，將所有工作艙艙門打開。
[0032]2、將3片鈦片送至每層工作艙的電極板上。
[0033]3、上推密封板(34)，關(guān)閉所有艙門，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)把手，使其卡進直流電源(I)與有機玻璃殼體之間的縫隙，將工作艙密封。
[0034]4、從裝液口( 33 )注入電解液，使電解液裝滿所有工作艙。
[0035]5、設(shè)定電流強度和工作時間，開啟電源。
[0036]6、計時結(jié)束后，傾斜負載裝置，將電解液從裝液口(33)排出。
[0037]7、轉(zhuǎn)動密封板(34)旋轉(zhuǎn)把手，下拉，將所有工作艙艙門打開。
[0038]8、取出鈦片，上推密封板(34)，關(guān)閉所有艙門，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)把手，使其卡進直流電源
(I)與有機玻璃殼體之間的縫隙，將工作艙密封。
[0039]9、從裝液口(33)注入去離子水，搖晃負載裝置，傾斜負載裝置，排出去離子水，如此重復二次。
[0040]10、轉(zhuǎn)動密封板(34)旋轉(zhuǎn)把手，下拉，旋轉(zhuǎn)把手卡在直流電源(I)的卡板上，靜置或風機烘干工作艙，使用結(jié)束。
【主權(quán)項】
1.一種柜式表層離子原位負載裝置，包括直流電源和導線，其特征是，還包括有柜式工作池，所述的直流電源一側(cè)設(shè)有一個卡板，所述柜式工作池包括長方體形有機玻璃殼體、電極板和密封板，其中有機玻璃殼體為多層結(jié)構(gòu)，其與直流電源上卡板位于同側(cè)的開口端為進樣端，與開口端相對的一端為中空且上端開口的裝液夾板，該裝液夾板與多層板體及另外兩個側(cè)板組成多層小型工作艙，且裝液夾板在靠近每層工作艙底部的位置開有進液口，所述進樣端設(shè)有密封板，密封板可穿過多層板近開口端的內(nèi)設(shè)有密封膠墊的板槽，且密封板與殼體外壁接觸的部位也設(shè)有密封膠墊，密封板下端設(shè)有旋轉(zhuǎn)把手，所述的電極板嵌套在工作艙的每層板體中央，最下層電極板直接與直流電源的陰極相接；所述的導線貫穿于有機玻璃殼體一側(cè)側(cè)板內(nèi)，連接有機玻璃殼體最上層電極體與直流電源陽極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柜式表層離子原位負載裝置，其特征是，所述的電極板為圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柜式表層離子原位負載裝置，其特征是，所述的電極板為矩形。
【專利摘要】本實用新型提供一種柜式表層離子原位負載裝置，屬于金屬材料表面改性領(lǐng)域，能實現(xiàn)金屬離子及某些功能離子在金屬材料表面的負載，本實用新型由直流電源、導線和多層柜式工作池組成，輕便小巧，便攜且操作簡單，且電解液使用量少，工作效率和設(shè)備利用率高，負載充分且均勻，不存在負載空白區(qū)。
【IPC分類】C25D17-00
【公開號】CN204325530
【申請?zhí)枴緾N201420810380
【發(fā)明人】李軍, 羅春花
【申請人】黔南民族師范學院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月21日