本技术涉及钛合金材料表面处理，具体涉及一种钛合金植入材料的酸洗方法。
背景技术：
1、ti-6al-4v钛合金因其优异的生物相容性、高机械强度、低密度和出色的耐腐蚀性，在医疗器械领域得到了广泛应用；特别是在口腔医学中，钛合金作为种植体及基台的重要组成部分，其性能直接影响到种植体的长期稳定性和患者的口腔健康。近年来，大量研究表明，在合金机械加工过程中，合金表面会产生再铸层，由于温度较高，熔融材料会发生氧化，在冷却时会在再铸层表面沉积为厚度约为4-9μm的片状层，片状层中含有污染物及氧化物，这种片状层的存在会降低钛合金的耐腐蚀性和机械性能，使得钛合金种植体发生骨整合不良，导致植入物失效。
2、酸洗作为一重要前处理手段，其操作简单、过程可控、价格低廉，可以有效去除钛合金表面的氧化层、油污和杂质，为后续其他表面处理过程提供清洁、均匀的基体表面。目前，钛合金材料多用于航空航天领域，其酸洗通常是在高温、高浓度条件下进行，然而上述酸洗条件获得的钛合金材料表面的亲水性与耐腐蚀性不佳，导致钛合金植入材料难以满足口腔临床环境的使用需求。
3、因此，研究一种针对于钛合金植入性生物材料进行表面去污处理、增加亲水性和耐腐蚀性能的酸洗方法十分必要。
技术实现思路
1、为了去除钛合金植入材料表面的片状氧化层，同时减少表面点蚀，提高亲水性与耐腐蚀性，本技术提供一种钛合金植入材料的酸洗方法。
2、本技术提供的钛合金植入材料的酸洗方法，采用如下的技术方案：
3、一种钛合金植入材料的酸洗方法，包括以下步骤：
4、配制酸洗液：将hf、hno3和水按照(3-10)：(3-10)：120的体积比混合，搅拌均匀，获得酸洗液；
5、酸洗：将钛合金植入材料浸润在酸洗液中，从钛合金植入材料全部浸入酸洗液中开始计时，酸洗时间控制在80-150s。
6、本技术提供一种钛合金植入材料的酸洗方法，该酸洗方法通过采用上述特定配比的酸洗液进行酸洗，并将酸洗时间控制在80-150s之间，能够均匀地去除钛合金机加工后表面出现的片状层，并获得表面亲水性好、表面点蚀现象少、耐腐蚀性高的钛合金植入材料。
7、本技术的发明人发现，利用本技术提供的酸洗方法对钛合金植入材料酸洗后，钛合金植入材料的耐腐蚀性增强，分析原因是酸洗液中hno3能够在钛合金植入材料表面反应，并形成二氧化钛钝化膜，该钝化膜具有很好的耐腐蚀性，因此酸洗后钛合金植入材料的耐腐蚀性显著提高。关于本技术提供的酸洗液的浓度，发明人请通过试验探究发现，酸洗液中hf或hno3的浓度会影响钛合金植入材料的亲水性与耐腐蚀性；具体地，当hf或hno3的浓度偏低时，酸洗液仅能在钛合金植入材料表面表现出轻微的腐蚀现象；当hno3的浓度偏高时，会导致二氧化钛钝化膜过分生长，影响钛合金植入材料的使用性能；只有将酸洗液中hf和hno3的浓度控制在上述范围内，一方面在钛合金植入材料的表面形成钝化膜，使得耐腐蚀性提高；另一方面能够在试样表面产生不同的微纳结构与形貌，从而间接性提高钛合金植入材料的亲水性。
8、在一些实施方案中，所述hf、hno3和水的体积比可以为(3-4)：5：120、(3-5)：5：120、(3-8)：5：120、(3-10)：5：120、(4-5)：5：120、(4-8)：5：120、(4-10)：5：120、(5-8)：5：120、(5-10)：5：120、(8-10)：5：120、5：(3-4)：120、5：(3-5)：120、5：(3-8)：120、5：(3-10)：120、5：(4-5)：120、5：(4-8)：120、5：(4-10)：120、5：(5-8)：120、5：(5-10)：120或5：(8-10)：120。
9、在一个具体的实施方案中，所述hf、hno3和水的体积比还可以为3：5：120、4：5：120、5：5：120、8：5：120、10：5：120、5：3：120、5：4：120、5：8：120或5：10：120。
10、可选地，所述hf、hno3和水的体积比为(4-8)：(4-8)：120。
11、本技术中，通过实验探究发现，进一步将hf、hno3和水的体积比控制在上述范围内，酸洗获得的钛合金植入材料的亲水性与耐腐蚀性更好。
12、可选地，所述hf、hno3和水的体积比为5：5：120。
13、本技术中，发明人对上述配比酸洗液的酸洗速率进行试验探究，发现钛合金植入材料表面去除量与酸洗时间呈线性关系(如图6所示)，上述配比的酸洗液的清洗速率为0.064μm/s。因此，本技术进一步将hf、hno3和水的体积比控制为5：5：120，获得的酸洗液能够匀速地去除钛合金植入材料表面片状层，通过调整酸洗时间，实现钛合金植入材料表面片状层的彻底去除。
14、可选地，所述酸洗液的温度为25-28℃。
15、可选地，所述钛合金植入材料的酸洗方法还包括后处理，具体步骤为：所述酸洗结束后，将钛合金植入材料放入去离子水槽中进行超声清洗，超声清洗的频率为30-110hz，时间为240-720s。
16、本技术中，通过将酸洗后的钛合金植入材料进行超声清洗，能够有效去除钛合金植入材料表面的酸洗液，避免酸洗液残留对钛合金植入材料表面亲水性与耐腐蚀性的影响。
17、可选地，所述超声清洗分为两次，第一次超声清洗的频率为30-50hz，时间为240-360s，第二次超声清洗的频率为90-110hz，时间为240-360s。
18、本技术中，通过实验探究发现，进一步采用两步超声清洗的工艺，能够使酸洗液去除地更加彻底，钛合金植入材料的亲水性与耐腐蚀性更佳。
19、在一些实施方案中，所述第一次超声清洗的频率为30-40hz或40-50hz
20、在一个具体的实施方案中，所述第一次超声清洗的频率为30hz、40hz、50hz。
21、在一些实施方案中，所述第二次超声清洗的频率为90-100hz或100-110hz。
22、在一个具体的实施方案中，所述第二次超声清洗的频率为90hz、100hz、110hz。
23、可选地，所述第一次超声清洗的频率为40hz，时间为300s，第二次超声清洗的频率为100hz，时间为300s。
24、综上所述，本技术具有以下有益效果：
25、1.本技术提供一种钛合金植入材料的酸洗方法，该酸洗方法采用体积比为(3-10)：(3-10)：120的hf、hno3和水作为酸洗液，利用上述酸洗液对钛合金植入材料进行酸洗，能够有效去除钛合金植入材料表面的片状层，减少点蚀现象，提高钛合金植入材料的亲水性与耐腐蚀性。
26、2.本技术的后处理步骤进一步采用两次超声清洗，通过将两次超声清洗频率与时间控制在以下范围：第一次超声清洗的频率为30-50khz，时间为240-360s，第二次超声清洗的频率为90-110khz，时间为240-360s，获得的钛合金植入材料的表面亲水性更好，耐腐蚀性更佳。
1.一种钛合金植入材料的酸洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钛合金植入材料的酸洗方法，其特征在于，所述hf、hno3和水的体积比为（4-8）：（4-8）：120。
3.根据权利要求1所述的钛合金植入材料的酸洗方法，其特征在于，所述hf、hno3和水的体积比为5：5：120。
4.根据权利要求1所述的钛合金植入材料的酸洗方法，其特征在于，所述酸洗液的温度为25-28℃。
5.根据权利要求1所述的钛合金植入材料的酸洗方法，其特征在于，所述钛合金植入材料的酸洗方法还包括后处理，具体步骤为：所述酸洗结束后，将钛合金植入材料放入去离子水槽中进行超声清洗，超声清洗的频率为30-110 hz，时间为240-720s。
6.根据权利要求1所述的钛合金植入材料的酸洗方法，其特征在于，所述超声清洗分为两次，第一次超声清洗的频率为30-50hz，时间为240-360s，第二次超声清洗的频率为90-110hz，时间为240-360s。
7.根据权利要求1所述的钛合金植入材料的酸洗方法，其特征在于，所述第一次超声清洗的频率为40hz，时间为300s，第二次超声清洗的频率为100hz，时间为300s。
8.一种采用权利要求1-8中任一项所述的钛合金植入材料的酸洗方法获得的钛合金植入材料，其特征在于，所述酸洗后的钛合金植入材料的表面接触角≤50°。
