羥基磷灰石與硅灰石復(fù)合生物陶瓷的微波燒結(jié)及其性能的研究.pdf

1、本文以分析純Ca(NO<,3>)<,2>·4H<,2>O和(NH<,4>)<,2>HPO<,4>為原料，采用沉淀法制備了羥基磷灰石粉體；以分析純CaO和SiO<,2>為主要原料，采用熔融析晶法合成了硅灰石，用不同方法對(duì)合成的硅灰石進(jìn)行粉碎。將羥基磷灰石粉體和硅灰石粉體按一定比例混合，在不同的燒結(jié)溫度和時(shí)間下，利用CY-Ⅱ型微波燒結(jié)爐制備了羥基磷灰與硅灰石復(fù)合生物陶瓷。 通過(guò)DTA、XRD和光學(xué)顯微鏡方法對(duì)硅灰石的晶化條件、晶相組

2、成和粉末微觀形貌進(jìn)行了分析。研究了兩種粉碎方式在硅灰石粉碎過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品長(zhǎng)徑比的影響。通過(guò)XRD、SEM及EDS方法討論了燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間對(duì)羥基磷灰石與硅灰石復(fù)合陶瓷的物相和顯微結(jié)構(gòu)的影響，測(cè)試了樣品的體積收縮率、體積密度及抗折強(qiáng)度。采用模擬體液浸泡實(shí)驗(yàn)研究了試樣的生物活性，利用XRD、SEM分析技術(shù)對(duì)浸泡后樣品表面的晶相組成和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，探討燒結(jié)工藝和浸泡時(shí)間對(duì)樣品表面碳酸羥基磷灰石形成的影響。測(cè)試了模擬體液中pH值的變化。

3、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熔融晶化法合成的硅灰石其主晶相為β-CaSiO<,3>。對(duì)于兩種粉碎方式，氣流磨粉碎的產(chǎn)品為針柱狀結(jié)構(gòu)，適合生產(chǎn)大長(zhǎng)徑比的硅灰石針狀粉，而介質(zhì)攪拌磨破壞了硅灰石原有的針狀結(jié)構(gòu)，不適合生產(chǎn)大長(zhǎng)徑比產(chǎn)品。通過(guò)XRD分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微波燒結(jié)對(duì)HAP的分解有促進(jìn)作用，隨著燒結(jié)溫度升高和時(shí)間延長(zhǎng)HAP分解程度增大，當(dāng)燒結(jié)溫度達(dá)到1250℃時(shí)，羥基磷灰石與硅灰石發(fā)生作用生成硅磷酸鈣物質(zhì)。SEM觀察結(jié)果顯示：陶瓷樣品中晶體大多為針柱

4、狀結(jié)構(gòu)，隨著燒結(jié)溫度的升高，晶粒大小變化不大，說(shuō)明硅灰石在燒結(jié)過(guò)程中起到促進(jìn)HAP定向生長(zhǎng)的作用，并有效抑制了HAP的過(guò)分長(zhǎng)大。性能測(cè)試結(jié)果表明微波燒結(jié)有利于陶瓷的致密化，并能提高陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度，利用微波燒結(jié)可以實(shí)現(xiàn)陶瓷的快速燒成。1250℃燒結(jié)15min的樣品體積密度為2.895g/cm<'3>，達(dá)到理論值的98.8％，其抗折強(qiáng)度最高，為154.28MPa。試樣于模擬體液浸泡后，其表面均形成了碳酸羥基磷灰石沉積層，這表明試樣具有良好的