可加工生物活性云母、氟磷灰石玻璃陶瓷的制備及生物活性

目的:探討氟金云母/磷灰石玻璃陶瓷涂層作為口腔種植材料的可行性。方法:將小鼠的成骨細胞與涂層有氟金云母/磷灰石玻璃陶瓷的純鈦進行體外復合培養(yǎng),通過掃描電鏡觀察,上清液堿性磷酸酶活性測定和流式細胞儀細胞周期測定以明確氟金云母/磷灰石涂層對成骨細胞生物學性狀的影響。結(jié)果:成骨細胞在氟金云母/磷灰石涂層表面生長狀態(tài)良好,兩種材料不同比例實驗組(f5組和f8組)的上清液堿性磷酸酶活性和細胞增殖指數(shù)與對照組差異有統(tǒng)計學意義(p<0.05)。結(jié)論:氟金云母/磷灰石玻璃陶瓷涂層具有良好的生物相容性。成骨細胞在氟金云母/磷灰石涂層上較對照組有更高的細胞增殖率。氟金云母/磷灰石涂層可用于純鈦涂層作為口腔種植材料。

目的：探討氟金云母／磷灰石玻璃陶瓷涂層作為口腔種植材料的可行性。方法：將小鼠的成骨細胞與涂層有氟金云母／磷灰石玻璃陶瓷的純鈦進行體外復合培養(yǎng)，通過掃描電鏡觀察，上清液堿性磷酸酶活性測定和流式細胞儀細胞周期測定以明確氟金云母／磷灰石涂層對成骨細胞生物學性狀的影響。結(jié)果：成骨細胞在氟金云母／磷灰石涂層表面生長狀態(tài)良好，兩種材料不同比例實驗組（f5組和f8組）的上清液堿性磷酸酶活性和細胞增殖指數(shù)與對照組差異有統(tǒng)計學意義（p〈0．05）。結(jié)論：氟金云母／磷灰石玻璃陶瓷涂層具有良好的生物相容性。成骨細胞在氟金云母／磷灰石涂層上較對照組有更高的細胞增殖率。氟金云母／磷灰石涂層可用于純鈦涂層作為口腔種植材料。

通過粉末冶金方法制備羥基磷灰石玻璃/氟金云母生物醫(yī)用玻璃陶瓷材料。利用力學性能檢測、顯微觀察和相成分分析等手段,研究燒結(jié)溫度以及玻璃相含量對材料抗彎強度、斷裂韌性和硬度等力學性能的影響。結(jié)果表明:隨著燒結(jié)溫度的升高,材料的致密度不斷提高,力學性能也得到改善,對于含80%氟金云母的玻璃陶瓷而言,抗彎強度從1000℃的55.1mpa,提高到1100℃的120.1mpa。隨著玻璃陶瓷中氟金云母的增加,材料的抗彎強度、彈性模量、斷裂韌性都有所提高。當氟金云母的含量達到80%時,得到的玻璃陶瓷復合材料的力學性能最佳。組分對ha/fg生物醫(yī)用玻璃陶瓷力學性能的影響主要歸因于其對材料致密度、相組成和結(jié)晶度的作用。

以滑石、高嶺土和化學試劑合成了兩種析晶促進劑,加入到廢玻璃粉末中燒結(jié)制備成透輝石-鈉長石玻璃陶瓷。研究了析晶促進劑的組成和加入量對玻璃陶瓷析晶和性能的影響。結(jié)果表明,在燒結(jié)過程中,析晶促進劑和玻璃發(fā)生反應,析出透輝石和鈉長石。析晶促進劑的組成和加入量對反應析晶有一定影響,隨析晶促進劑加入量的增加,玻璃陶瓷密度和強度先增后降,存在一最佳加入量,這時燒結(jié)的玻璃陶瓷有較高的密度和強度。

采用溶膠-凝膠法制備磷灰石-硅灰石(aw)生物玻璃粉體,研究了加料方式、反應溫度、ph對凝膠特性的影響。通過x射線衍射儀(xrd)、紅外譜圖分析(ft-ir)和掃描電鏡(sem)分析測試方法對產(chǎn)品的晶相組成及微觀結(jié)構(gòu)進行了分析。結(jié)果表明:凝膠形成的最佳工藝條件是加料方式為先讓正硅酸乙酯乙醇溶液在硝酸催化作用下水解30min后加入磷酸三乙酯,再以硝酸鹽形式引入鈣、鎂元素,以氟化氫銨形式引入氟元素;反應溫度為25℃;ph為1~2。燒結(jié)后的樣品中主晶相為磷灰石和硅灰石,且顆粒大小均勻,形狀規(guī)整,無明顯團聚現(xiàn)象,孔結(jié)構(gòu)規(guī)整,孔隙率為35%~40%。

采用溶膠-凝膠法制備磷灰石-硅灰石(aw)生物活性玻璃陶瓷納米前驅(qū)體粉末,前驅(qū)體粉末經(jīng)熱處理后,采用有機泡沫浸漬成型,燒結(jié)制備了多孔aw生物活性玻璃陶瓷。通過差熱和熱重分析、x射線衍射分析、紅外圖譜分析、掃描電鏡、透射電鏡等分析測試方法,對aw前驅(qū)體粉末的微觀結(jié)構(gòu),及其在煅燒過程中的晶相轉(zhuǎn)變進行了研究,確定了制備納米級aw前驅(qū)體粉的最佳工藝條件,推測出微晶玻璃體中各晶相的析出溫度,確定了溶膠-凝膠法制備多孔aw玻璃陶瓷的煅燒工藝,體外模擬體液浸泡實驗表明材料具有較高的礦化功能和生物活性。

采用沉淀法合成羥基磷灰石粉體,將r2oal2o3b2o3sio3體系玻璃粉按一定的比例與hap粉混合,采用等靜壓成型和干壓法成型2種成型方法對羥基磷灰石玻璃復合粉體成型,分別在1150℃、1200℃、1250℃下微波燒結(jié)。利用xrd、ir和sem等手段對燒結(jié)過程中的相變和陶瓷顯微結(jié)構(gòu)進行研究,結(jié)果表明隨著燒結(jié)溫度的升高,羥基磷灰石玻璃復合陶瓷的結(jié)構(gòu)逐漸致密;燒結(jié)溫度低于1200℃時主晶相沒有發(fā)生明顯變化,當燒結(jié)溫度達到1250℃時等靜壓成型的樣品中hap發(fā)生了明顯的分解;等靜壓成型的羥基磷灰石—玻璃復合陶瓷的致密度優(yōu)于普通干壓法成型的陶瓷。

可加工氟云母微晶玻璃是一個有吸引力的材料,可以用在生物、化工等領(lǐng)域。然而,低的機械強度,又限制了其應用。為了改善其機械強度,引入透輝石基玻璃。當透輝石基玻璃引入量為40%時其性能最好,在1010℃下燒結(jié)可以得到抗彎強度達148.5mpa的可加工復合微晶玻璃。

基于sio2mgoal2o3k2ocaob2o3f系可切削玻璃陶瓷,進行了成分對透明玻璃的形成與云母析晶影響的研究·結(jié)果表明,通過適當調(diào)整k2o,cao含量及比例,既可防止失透,又能獲得大量的云母相·在cao穩(wěn)定作用下,zro2的加入可抑制云母晶體的長大,并在室溫仍可保留較多的四方相zro2,大大提高了云母玻璃陶瓷的強度·

基于sio2-mgo-al2o3-k2o-cao-b2o3-f系可切削玻璃陶瓷，進行了成分對透明玻璃的形成與云母析晶影響的研究。結(jié)果表明，通過適當調(diào)整k2o，cao含量及比例，既可防止失透，又能獲得大量的云母相。在cao穩(wěn)定作用下，zro2的加入可抑制云平晶體的長大，并在室溫仍可保留較多的四方相zro2，大大提高了云母玻璃陶瓷的強度。

為了進一步提高磷灰石/硅灰石(apatite-wollastonite,aw)生物玻璃骨水泥的性能,采用不同組成的檸檬酸/磷酸鹽溶液作為固化液,與溶膠-凝膠法制備的aw生物玻璃調(diào)合制備了aw-玻璃骨水泥(aw-glassbonecement,aw-gbc)。利用x射線衍射和掃描電鏡對骨水泥的晶相組成和顯微結(jié)構(gòu)進行了研究,探討了固化液組成對骨水泥固化時間、生物活性及力學性能的影響。結(jié)果表明:采用檸檬酸/k2hpo4/kh2po4復合固化液制備的骨水泥固化后,浸泡于模擬體液7d,即生成較多的羥基磷灰石,且抗壓強度較高,說明復合固化液更有利于獲得較高生物活性和力學性能的aw生物玻璃骨水泥。

為了獲得高性能的玻璃基骨水泥,采用溶膠–凝膠法制備了磷灰石/硅灰石(apatite/wollastonite,aw)生物玻璃,將其作為固相粉末與檸檬酸固化液均勻混合制得了aw玻璃基骨水泥(glass-basedbonecement,gbc),探討了溶膠–凝膠法制備的aw生物玻璃作為gbc固相粉末的可能性。用x射線衍射、紅外光譜和強度測試儀對不同溫度熱處理的aw生物玻璃粉末的晶相轉(zhuǎn)變以及骨水泥在人體模擬體液中浸泡不同時間后的晶相組成和抗壓強度進行了研究。結(jié)果表明:aw生物玻璃粉末經(jīng)700℃熱處理后形成了硅灰石和羥基磷灰石晶相,且溫度越高晶相越完整;以900℃熱處理后的aw生物玻璃粉末作為固相所制備的gbc隨著浸泡時間的增加,骨水泥固化體中生成了更多量的caco3晶體及少量的羥基磷灰石晶體,且此種gbc的抗壓強度最大。

以陶瓷材料的物理、力學性能為依據(jù),應用模糊數(shù)學中的模糊綜合評判原理,建立了陶瓷材料可加工性的模糊綜合評判模型,提出了一種對陶瓷材料可加工性進行綜合評判的新方法。根據(jù)提出的評判方法,對幾種可加工陶瓷材料的可加工性進行評價,結(jié)果表明,該方法是可行的,而且易于運用計算機來處理,具有較高的效率和準確性。

目的:探討適合氟硅云母玻璃陶瓷著色的著色工藝制度。方法:選用鋯基色料鋯鐵紅,采用熔融法著色和燒結(jié)法著色工藝分別對氟硅云母玻璃陶瓷進行著色,對其進行微觀結(jié)構(gòu)與色度學檢測。結(jié)果:兩種著色工藝均未對其原有的晶體微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯影響;熔融法著色后氟云母玻璃陶瓷呈無色半透明狀;燒結(jié)法著色后氟硅云母玻璃陶瓷呈色穩(wěn)定,色相未發(fā)生改變。結(jié)論:對氟硅云母玻璃陶瓷著色工藝而言,燒結(jié)法著色工藝優(yōu)于熔融法著色工藝。

本文介紹本廠低溫快燒彩釉磚乳濁釉中，采用氟磷灰石完全代替硅酸鋯作為乳濁劑的試驗。通過試驗得出氟磷灰石乳濁釉的組成范圍、基礎釉組成對白度的影響。結(jié)果表明，在適當?shù)呐浞街?，氟磷灰石可以取代硅酸鋯，獲得很好的經(jīng)濟效益和社會效益。

介紹云母玻璃陶瓷、氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷3類可加工陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)特性與材料可加工性的關(guān)系,層片狀結(jié)構(gòu)與弱界面使陶瓷材料具備可加工性。分析了可加工陶瓷材料機械加工過程中的特性;適宜的加工工藝參數(shù)、低加工損傷及材料的沿晶界斷裂模式。結(jié)合金屬材料的可加工性研究,討論了適于陶瓷材料可加工性評價的研究方法。

使用水基羥基磷灰石(ha,ca_5(po_4)_3oh)漿料,用冰模板法制備定向?qū)訝疃嗫議a陶瓷,研究了漿料中ha陶瓷顆粒含量和冷端溫度的影響。結(jié)果表明:隨著漿料中ha陶瓷顆粒含量的提高,漿料的粘度值增大,層狀多孔結(jié)構(gòu)的層厚度相應增加,孔道層間距減小甚至消失,多孔材料的抗壓強度從1.4mpa提高到5.7mpa,孔隙率從76.2%降低到44.2%。降低冷端溫度使片層狀結(jié)構(gòu)的層間距從大約20μm減小到3-5μm,陶瓷層厚度從23μm增大到15-20μm。

為了解決真空中的沿面閃絡現(xiàn)象制約真空絕緣系統(tǒng)的整體性能的問題,提出將一種具有優(yōu)良的可加工性能及表面耐電性能的微晶玻璃(又稱可加工陶瓷)引入真空絕緣領(lǐng)域,研究了氫氟酸的體積分數(shù)φ(hf)不同時處理可加工陶瓷樣品前后其電學特性的變化。利用x射線衍射(xrd)技術(shù),定性分析了φ(hf)不同時處理樣品后表面的玻璃相的體積分數(shù)φ(gp);采用光電結(jié)合的方法,測量了φ(hf)不同時處理樣品在真空高壓脈沖下的沿面閃絡特性。φ(hf)不同時處理可加工陶瓷后,其表面φ(gp)和真空表面耐電性能均改變;φ(hf)越高,則樣品表面的φ(gp)越低,真空耐電特性越好。通過氫氟酸處理可以腐蝕掉樣品表面的玻璃相,從而改變了脫陷電子的"爬電高度",進而影響了可加工陶瓷的真空表面耐電性能。

對微晶玻璃高硬度復合板進行了系統(tǒng)試驗,探討了微晶玻璃高硬度復合板的配方組成以及相關(guān)制造工藝參數(shù),成功的制備了以β-硅灰石(β-cao·sio2)晶體為主晶相的微晶玻璃高硬度復合板產(chǎn)品。

以岫巖玉廢料為主要原料,輔以其他化工原料,采用熔融-澆注-微晶化工藝,制備mgo-al2o3-sio2系透明玻璃陶瓷.采用dsc分析熱處理制度的主要溫度點,通過xrd分析析出晶體的晶相,利用sem觀察透明玻璃陶瓷的晶體形貌.用快速升溫和控制升溫2種熱處理方法,研究不同熱處理制度對晶體形貌的影響.確定控制升溫是最佳的熱處理方法.分析表明,原料中引入氟硅酸鈉和氟化鉛很好地起到晶核劑的作用,析出晶相為單一的氟金云母.

本文采用正交試驗法系統(tǒng)考察了煤矸石玻璃陶瓷制備過程中各因素對材料三點抗彎強度的影響,得出了最佳的熱處理工藝條件,為獲得具有實用價值的cao-mgo-al2o3-sio2系統(tǒng)煤矸石玻璃陶瓷提供了有益的參考。

煤矸石主要由黏土質(zhì)礦物組成,利用其礦物成分特點可用作制備陶瓷的原料。以煤矸石為主要原料,輔加少量工業(yè)氧化鋁和氧化鎂,制備出堇青石玻璃陶瓷。用x射線衍射物相分析方法研究了陶瓷的物相組成,采用掃描電鏡和電子探針研究了陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)。樣品由晶相、玻璃相和氣孔組成,晶相主要為堇青石,還有少量莫來石等。堇青石晶體結(jié)構(gòu)中固溶了少量的二價鐵,形成了鐵堇青石。陶瓷最佳合成溫度為1210~1240℃,氣孔均為封閉氣孔,樣品的吸水率接近于0,抗折強度為60mpa。