SiO2對(duì)鈣磷酸鹽微晶玻璃晶相組成及生物活性的影響.pdf

1、鈣磷酸鹽微晶玻璃因其組成與人體骨骼和牙齒的主要無機(jī)成分相似，所以具有很好的生物相容性和生物活性，但鈣磷酸鹽玻璃的析晶傾向較大,難以形成玻璃，而二氧化硅是良好的玻璃形成體，所以本實(shí)驗(yàn)中以鈣、磷為基礎(chǔ)體系，少量添加二氧化硅，考察二氧化硅含量對(duì)材料性能的影響。研究了鈣磷酸鹽微晶玻璃粉體材料的熱處理工藝和陶瓷材料的燒結(jié)性能，并對(duì)材料的力學(xué)性能和體外生物活性進(jìn)行了測(cè)試。
　　首先，采用高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法合成了鈣磷酸鹽微晶玻璃前驅(qū)粉體。通過干凝

2、膠的TG-DTA曲線確定600℃時(shí)去除干凝膠中的有機(jī)物。然后利用XRD、SEM研究了核化溫度、晶化溫度、晶化時(shí)間和SiO2含量對(duì)前驅(qū)粉體的物相組成和微觀形貌等的影響，最終確定粉體的熱處理工藝為：700℃核化2h，900℃晶化6h。
　　其次，研究了SiO2含量對(duì)微晶玻璃的燒結(jié)性能的影響。結(jié)果表明隨著二氧化硅含量的增多，材料的體積密度由2.659g/m3逐漸減少到2.070g/m3；孔隙率從3.79％逐漸增加至29.22%；線收縮率

3、則先增加后減少，從8.62%升高到14.62%，然后降至13.23%。
　　對(duì)鈣磷酸鹽微晶玻璃進(jìn)行了硬度和斷裂韌性測(cè)試，初步探討SiO2的加入量與材料力學(xué)性能之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨著SiO2加入量的增多，由于材料的氣孔逐漸變大、變多，導(dǎo)致材料的硬度和斷裂韌性都不斷降低。硬度由5.291GPa下降至1.688GPa,斷裂韌性從6.023GPa·m1/2減小到1.463GPa·m1/2，結(jié)果表明GC05的力學(xué)性能最好，GC10次之。

4、>　　研究了材料在模擬體液（SBF）中的體外生物活性。利用FT-IR和XRD分析材料表面的物相組成，SEM表征表面形貌的變化，ICP測(cè)試SBF中Ca、P、Si離子濃度隨SiO2含量及浸泡時(shí)間的變化。研究結(jié)果表明，添加SiO2后的鈣磷酸鹽微晶玻璃表面生長(zhǎng)出新的磷灰石晶相。隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，沉積物質(zhì)逐漸長(zhǎng)大，從最初的一層球形隆起物變?yōu)槿~片狀。在相同浸泡時(shí)間的條件下，溶液中鈣和磷離子濃度隨著二氧化硅含量增多而逐漸減少，硅離子濃度隨著二氧化硅