納米Al 2 O 3 /HA粉體及其復(fù)合陶瓷的制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-03 16:39
羥基磷灰石(HA)生物陶瓷具有優(yōu)異的生物相容性、生物活性和骨傳導(dǎo)性能,然而在臨床應(yīng)用中,由于脆性大、強(qiáng)度低,限制了其在承重人工骨領(lǐng)域的應(yīng)用。氧化鋁(Al2O3)作為一種惰性生物材料,曾被應(yīng)用于人工牙齒、人工關(guān)節(jié)等部位,具有較好的生物相容性,納米Al2O3作為增強(qiáng)相來提高基體的力學(xué)性能在近幾年得到了廣泛關(guān)注,納米Al2O3增韌補(bǔ)強(qiáng)的HA復(fù)合生物陶瓷也得到了廣泛研究。但是,目前常用的復(fù)合方法為球磨混料法,不僅實(shí)驗(yàn)周期較長,混料效果也不佳,另外HA的高溫分解也一直是復(fù)合材料制備過程中普遍存在的問題。因此,本文采用化學(xué)沉淀法制備了納米Al2O3/HA復(fù)合粉體,并采用熱壓燒結(jié)法制備了Al2O3/HA復(fù)合生物陶瓷,研究了Al2O3的加入以及F摻雜對HA結(jié)構(gòu)和性能的影響。主要研究內(nèi)容如下:(1)采用化學(xué)沉淀法制備了納米Al2O3/HA前驅(qū)體粉體,通過煅燒原位制備了納米Al2O3/HA復(fù)合粉體,研究了制備條件對粉體性能的影響。結(jié)果表明:隨著沉淀溫度的提高,前驅(qū)體粉體的結(jié)晶度提高,并且晶粒尺寸增大;當(dāng)起始反應(yīng)物濃度為0.2mol/L時(shí),制備的前驅(qū)體粉體分散性良好且粉體的尺寸均勻;PEG的分子量對前驅(qū)體粉...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 人工骨材料的研究概述
1.2.1 人工骨材料概述
1.2.2 人工骨材料研究進(jìn)展
1.3 HA復(fù)合陶瓷的研究概述
1.3.1 HA復(fù)合生物陶瓷的燒結(jié)工藝
1.3.2 HA復(fù)合生物陶瓷的研究現(xiàn)狀
1.4 HA熱穩(wěn)定性研究概述
1.4.1 HA高溫分解機(jī)理
1.4.2 HA熱穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
第二章 研究內(nèi)容與研究方法
2.1 研究內(nèi)容
2.2 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)過程
2.3.1 工藝路線
2O3/HA復(fù)合粉體的制備"> 2.3.2 納米Al2O3/HA復(fù)合粉體的制備
2O3/HA生物陶瓷的制備"> 2.3.3 納米Al2O3/HA生物陶瓷的制備
2O3/HA復(fù)合陶瓷的制備"> 2.3.4 F摻雜納米Al2O3/HA復(fù)合陶瓷的制備
2.4 材料表征方法
2.4.1 物相分析
2.4.2 微觀形貌分析
2.4.3 熱分析
2.4.4 紅外分析
2.5 材料性能測試方法
2.5.1 彎曲強(qiáng)度測試
2.5.2 斷裂韌性測試
2.5.3 體外生物活性測試
2O3/HA粉體及表征">第三章 原位法制備納米Al2O3/HA粉體及表征
2O3/HA前驅(qū)體粉體的影響"> 3.1 沉淀溫度對納米Al2O3/HA前驅(qū)體粉體的影響
3.1.1 前驅(qū)體的物相組成
3.1.2 前驅(qū)體的微觀形貌
2O3/HA粉體前驅(qū)體形貌的影響"> 3.2 初始反應(yīng)物濃度對納米Al2O3/HA粉體前驅(qū)體形貌的影響
2O3/HA粉體前驅(qū)體形貌的影響"> 3.3 表面活性劑對納米Al2O3/HA粉體前驅(qū)體形貌的影響
2O3/HA復(fù)合粉體的影響"> 3.4 煅燒對納米Al2O3/HA復(fù)合粉體的影響
3.4.1 復(fù)合粉體的物相組成
3.4.2 復(fù)合粉體的微觀形貌
3.4.3 復(fù)合粉體的熱分析
2O3/HA復(fù)合粉體的紅外分析"> 3.5 納米Al2O3/HA復(fù)合粉體的紅外分析
3.6 本章小結(jié)
2O3/HA復(fù)合陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能">第四章 納米Al2O3/HA復(fù)合陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能
4.1 燒結(jié)溫度對復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響
4.1.1 復(fù)合陶瓷的物相組成
4.1.2 復(fù)合陶瓷的斷口形貌
4.1.3 復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能
2O3含量對復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響"> 4.2 納米Al2O3含量對復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響
4.2.1 復(fù)合陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)
4.2.2 復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能
4.3 F摻雜后復(fù)合陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能
4.3.1 F摻雜后復(fù)合陶瓷的物相組成
4.3.2 F摻雜后復(fù)合陶瓷的斷口形貌
4.3.3 F摻雜后復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能
2O3/HA復(fù)合陶瓷增韌補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理"> 4.4 納米Al2O3/HA復(fù)合陶瓷增韌補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理
4.4.1 第二相強(qiáng)化
4.4.2 細(xì)晶強(qiáng)化
4.4.3 其他強(qiáng)化機(jī)制
4.5 本章小結(jié)
2O3/HA復(fù)合陶瓷的體外生物活性">第五章 納米Al2O3/HA復(fù)合陶瓷的體外生物活性
5.1 SBF浸泡前后復(fù)合陶瓷的質(zhì)量變化
5.2 SBF浸泡后復(fù)合陶瓷的表面物相分析
5.3 SBF浸泡后復(fù)合陶瓷的表面微觀形貌
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鈦合金表面激光熔覆生物陶瓷梯度涂層的組織性能分析[J]. 石磊,李蘭蘭,張立君,王振生,馬良超,王振林. 兵器材料科學(xué)與工程. 2016(01)
[2]醫(yī)用鈦合金的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 王運(yùn)鋒,何蕾,郭薇. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2015(01)
[3]醫(yī)用鈦合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 許標(biāo),姜云海,朱淵. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2015(06)
[4]Ca(OH)2-H3PO4體系合成羥基磷灰石粉末的工藝參數(shù)[J]. 張迎盈,董寅生. 稀有金屬材料與工程. 2014(S1)
[5]鈦合金表面改性與骨結(jié)合能力的研究進(jìn)展[J]. 徐娟,胡敏. 中華老年口腔醫(yī)學(xué)雜志. 2013(02)
[6]石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 匡達(dá),胡文彬. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2013(03)
[7]全陶瓷人工髖關(guān)節(jié)的研究進(jìn)展[J]. 馬軍峰,劉志斌,賈托,葛郁龍. 延安大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)科學(xué)版). 2012(03)
[8]陶瓷材料微波燒結(jié)研究進(jìn)展與工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 周書助,伍小波,高凌燕,李海艷. 硬質(zhì)合金. 2012(03)
[9]生物材料改性聚乳酸的研究進(jìn)展[J]. 潘麗愛,吳艷麗,林高強(qiáng),崔毅,吳文福. 農(nóng)業(yè)機(jī)械. 2011(14)
[10]醫(yī)用金屬表面羥基磷灰石復(fù)合涂層研究進(jìn)展[J]. 李亞鵬,葉雅靜,鹿芹芹,郭云珠,尹大川. 材料導(dǎo)報(bào). 2011(07)
博士論文
[1]石墨烯/碳納米管/雙相磷酸鈣生物陶瓷復(fù)合材料研究[D]. 趙琰.山東大學(xué) 2013
碩士論文
[1]表面活性劑對羥基磷灰石納米線合成的影響研究[D]. 高珊.山東大學(xué) 2012
[2]納米α-氧化鋁的制備及其改性[D]. 尹良果.中南大學(xué) 2007
本文編號:2896421
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 人工骨材料的研究概述
1.2.1 人工骨材料概述
1.2.2 人工骨材料研究進(jìn)展
1.3 HA復(fù)合陶瓷的研究概述
1.3.1 HA復(fù)合生物陶瓷的燒結(jié)工藝
1.3.2 HA復(fù)合生物陶瓷的研究現(xiàn)狀
1.4 HA熱穩(wěn)定性研究概述
1.4.1 HA高溫分解機(jī)理
1.4.2 HA熱穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
第二章 研究內(nèi)容與研究方法
2.1 研究內(nèi)容
2.2 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)過程
2.3.1 工藝路線
2O3/HA復(fù)合粉體的制備"> 2.3.2 納米Al2O3/HA復(fù)合粉體的制備
2O3/HA生物陶瓷的制備"> 2.3.3 納米Al2O3/HA生物陶瓷的制備
2O3/HA復(fù)合陶瓷的制備"> 2.3.4 F摻雜納米Al2O3/HA復(fù)合陶瓷的制備
2.4 材料表征方法
2.4.1 物相分析
2.4.2 微觀形貌分析
2.4.3 熱分析
2.4.4 紅外分析
2.5 材料性能測試方法
2.5.1 彎曲強(qiáng)度測試
2.5.2 斷裂韌性測試
2.5.3 體外生物活性測試
2O3/HA粉體及表征">第三章 原位法制備納米Al2O3/HA粉體及表征
2O3/HA前驅(qū)體粉體的影響"> 3.1 沉淀溫度對納米Al2O3/HA前驅(qū)體粉體的影響
3.1.1 前驅(qū)體的物相組成
3.1.2 前驅(qū)體的微觀形貌
2O3/HA粉體前驅(qū)體形貌的影響"> 3.2 初始反應(yīng)物濃度對納米Al2O3/HA粉體前驅(qū)體形貌的影響
2O3/HA粉體前驅(qū)體形貌的影響"> 3.3 表面活性劑對納米Al2O3/HA粉體前驅(qū)體形貌的影響
2O3/HA復(fù)合粉體的影響"> 3.4 煅燒對納米Al2O3/HA復(fù)合粉體的影響
3.4.1 復(fù)合粉體的物相組成
3.4.2 復(fù)合粉體的微觀形貌
3.4.3 復(fù)合粉體的熱分析
2O3/HA復(fù)合粉體的紅外分析"> 3.5 納米Al2O3/HA復(fù)合粉體的紅外分析
3.6 本章小結(jié)
2O3/HA復(fù)合陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能">第四章 納米Al2O3/HA復(fù)合陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能
4.1 燒結(jié)溫度對復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響
4.1.1 復(fù)合陶瓷的物相組成
4.1.2 復(fù)合陶瓷的斷口形貌
4.1.3 復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能
2O3含量對復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響"> 4.2 納米Al2O3含量對復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響
4.2.1 復(fù)合陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)
4.2.2 復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能
4.3 F摻雜后復(fù)合陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能
4.3.1 F摻雜后復(fù)合陶瓷的物相組成
4.3.2 F摻雜后復(fù)合陶瓷的斷口形貌
4.3.3 F摻雜后復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能
2O3/HA復(fù)合陶瓷增韌補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理"> 4.4 納米Al2O3/HA復(fù)合陶瓷增韌補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理
4.4.1 第二相強(qiáng)化
4.4.2 細(xì)晶強(qiáng)化
4.4.3 其他強(qiáng)化機(jī)制
4.5 本章小結(jié)
2O3/HA復(fù)合陶瓷的體外生物活性">第五章 納米Al2O3/HA復(fù)合陶瓷的體外生物活性
5.1 SBF浸泡前后復(fù)合陶瓷的質(zhì)量變化
5.2 SBF浸泡后復(fù)合陶瓷的表面物相分析
5.3 SBF浸泡后復(fù)合陶瓷的表面微觀形貌
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鈦合金表面激光熔覆生物陶瓷梯度涂層的組織性能分析[J]. 石磊,李蘭蘭,張立君,王振生,馬良超,王振林. 兵器材料科學(xué)與工程. 2016(01)
[2]醫(yī)用鈦合金的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 王運(yùn)鋒,何蕾,郭薇. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2015(01)
[3]醫(yī)用鈦合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 許標(biāo),姜云海,朱淵. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2015(06)
[4]Ca(OH)2-H3PO4體系合成羥基磷灰石粉末的工藝參數(shù)[J]. 張迎盈,董寅生. 稀有金屬材料與工程. 2014(S1)
[5]鈦合金表面改性與骨結(jié)合能力的研究進(jìn)展[J]. 徐娟,胡敏. 中華老年口腔醫(yī)學(xué)雜志. 2013(02)
[6]石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 匡達(dá),胡文彬. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2013(03)
[7]全陶瓷人工髖關(guān)節(jié)的研究進(jìn)展[J]. 馬軍峰,劉志斌,賈托,葛郁龍. 延安大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)科學(xué)版). 2012(03)
[8]陶瓷材料微波燒結(jié)研究進(jìn)展與工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 周書助,伍小波,高凌燕,李海艷. 硬質(zhì)合金. 2012(03)
[9]生物材料改性聚乳酸的研究進(jìn)展[J]. 潘麗愛,吳艷麗,林高強(qiáng),崔毅,吳文福. 農(nóng)業(yè)機(jī)械. 2011(14)
[10]醫(yī)用金屬表面羥基磷灰石復(fù)合涂層研究進(jìn)展[J]. 李亞鵬,葉雅靜,鹿芹芹,郭云珠,尹大川. 材料導(dǎo)報(bào). 2011(07)
博士論文
[1]石墨烯/碳納米管/雙相磷酸鈣生物陶瓷復(fù)合材料研究[D]. 趙琰.山東大學(xué) 2013
碩士論文
[1]表面活性劑對羥基磷灰石納米線合成的影響研究[D]. 高珊.山東大學(xué) 2012
[2]納米α-氧化鋁的制備及其改性[D]. 尹良果.中南大學(xué) 2007
本文編號:2896421
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