【摘要】：氮化硅具有良好的生物相容性和力學(xué)性能,成為越來越多人研究的熱點(diǎn),但其抗菌性能低,限制了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的許多方面的使用,本實(shí)驗(yàn)采用氣氛壓力燒結(jié)工藝,在Si_3N_4中摻加四針狀ZnO晶須,納米ZnO,納米ZnO/四針狀ZnO晶須復(fù)合抗菌劑,以期待制備出抗菌性能好、綜合性能優(yōu)越的氮化硅生物陶瓷材料。在燒結(jié)溫度1600℃、1650℃、1700℃、1750℃,燒結(jié)壓力為4MPa,保溫時(shí)間為2小時(shí)的工作條件下,通過氣氛壓力燒結(jié)工藝制備氮化硅陶瓷材料,測(cè)試結(jié)果表明,隨著溫度的升高材料的抗彎強(qiáng)度先增加后減小,陶瓷材料的硬度和斷裂韌性也隨燒結(jié)溫度升高呈先增加后減小的趨勢(shì)。燒結(jié)溫度的升高有利于Si_3N_4陶瓷材料的致密化,改善了陶瓷材料的力學(xué)性能,最終確定適宜的燒結(jié)溫度為1700℃,此時(shí)復(fù)合材料的密度、收縮率、維氏硬度、彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性分別為3.21g/cm~3、19.49%、612MPa、2060HVI和6.68MPa·m~(1/2)。在燒結(jié)溫度1700℃,燒結(jié)壓力為4MPa,保溫2h的工藝條件下,通過氣氛壓力燒結(jié)工藝制備了添加ZnO的氮化硅生物陶瓷材料,研究不同種類ZnO的摻加量對(duì)氮化硅陶瓷抗菌性能、力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)等的影響,其中最主要研究其抗菌性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:添加納米ZnO的氮化硅生物陶瓷材料的抗菌性能效果并不理想,且綜合性能隨著納米ZnO的增加而變?nèi)?添加四針狀ZnO晶須、添加納米ZnO和四針狀ZnO晶須復(fù)合的氮化硅生物陶瓷材料的抗菌性能顯著提高,其綜合性能隨著ZnO的增加而稍稍降低,最終確定其抗菌效果最好、綜合性能較為優(yōu)越的氮化硅生物陶瓷材料為:納米ZnO/四針狀ZnO晶須復(fù)合抗菌劑的添加量3wt%,此時(shí)其密度、收縮率、維氏硬度、彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性分別為3.34g/cm~3、19.29%、579MPa、2005HVI和6.03MPa·m~(1/2),對(duì)大腸埃希菌的抑菌率為99.93%,對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌率為99.99%。
【圖文】：

氮化硅制備的用于人體關(guān)節(jié)造型和脊柱重建的制品

圖 1.2 氮化硅陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)Si3N4屬于六方晶系，晶型包括α-Si3N4和β-Si3N4兩種結(jié)構(gòu)。α-Si3N4中每個(gè)晶胞子，，在結(jié)構(gòu)上，Si-N 原子層按 ABCDABCD……次序堆垛成六方結(jié)構(gòu)；β-Si3N4胞有兩個(gè)分子，在結(jié)構(gòu)上，Si-N 原子層按 ABAB……次序排列成六方結(jié)構(gòu)，
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ174.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2667099