【摘要】：氮化硅具有良好的生物相容性和力學性能,成為越來越多人研究的熱點,但其抗菌性能低,限制了其在生物醫(yī)學領域的許多方面的使用,本實驗采用氣氛壓力燒結工藝,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。在燒結溫度1600℃、1650℃、1700℃、1750℃,燒結壓力為4MPa,保溫時間為2小時的工作條件下,通過氣氛壓力燒結工藝制備氮化硅陶瓷材料,測試結果表明,隨著溫度的升高材料的抗彎強度先增加后減小,陶瓷材料的硬度和斷裂韌性也隨燒結溫度升高呈先增加后減小的趨勢。燒結溫度的升高有利于Si_3N_4陶瓷材料的致密化,改善了陶瓷材料的力學性能,最終確定適宜的燒結溫度為1700℃,此時復合材料的密度、收縮率、維氏硬度、彎曲強度和斷裂韌性分別為3.21g/cm~3、19.49%、612MPa、2060HVI和6.68MPa·m~(1/2)。在燒結溫度1700℃,燒結壓力為4MPa,保溫2h的工藝條件下,通過氣氛壓力燒結工藝制備了添加ZnO的氮化硅生物陶瓷材料,研究不同種類ZnO的摻加量對氮化硅陶瓷抗菌性能、力學性能、微觀結構等的影響,其中最主要研究其抗菌性能的影響。實驗結果表明: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晶須復合抗菌劑的添加量3wt%,此時其密度、收縮率、維氏硬度、彎曲強度和斷裂韌性分別為3.34g/cm~3、19.29%、579MPa、2005HVI和6.03MPa·m~(1/2),對大腸埃希菌的抑菌率為99.93%,對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節(jié)造型和脊柱重建的制品

圖 1.2 氮化硅陶瓷的晶體結構Si3N4屬于六方晶系，晶型包括α-Si3N4和β-Si3N4兩種結構。α-Si3N4中每個晶胞子，，在結構上，Si-N 原子層按 ABCDABCD……次序堆垛成六方結構；β-Si3N4胞有兩個分子，在結構上，Si-N 原子層按 ABAB……次序排列成六方結構，
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ174.1

【參考文獻】

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本文編號：2667099