本文采用放電等離子燒結(jié)（SPS）方法制備了HAP陶瓷、HAP/CNTs復(fù)相陶瓷、xCNTs-HAP/yCNTs-HAP層狀復(fù)合陶瓷以及HAP/45S5生物玻璃層狀復(fù)合陶瓷。系統(tǒng)研究了燒結(jié)工藝及CNTs含量對HAP陶瓷及HAP/CNTs復(fù)相陶瓷的顯微組織結(jié)構(gòu)、物相變化及力學(xué)性能的影響規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造性地提出了不同CNTs含量的HAP/CNTs層狀復(fù)合陶瓷的制備思路,配合正交實(shí)驗(yàn)探討了影響xCNTs-HAP/yCNTs-HAP層狀復(fù)合陶瓷力學(xué)性能的各因素的顯著性,分析計(jì)算出最佳組合方案并進(jìn)行了驗(yàn)證。為了在提高HAP力學(xué)性能的同時(shí)兼顧改善其生物降解性能,提出了HAP/45S5生物玻璃層狀復(fù)合陶瓷的制備思路并在不同溫度下進(jìn)行了燒結(jié),對燒結(jié)體的顯微結(jié)構(gòu)、物理性能和力學(xué)性能進(jìn)行了研究,探討了這一制備思路的工藝可行性及應(yīng)用前景。研究發(fā)現(xiàn),燒結(jié)溫度達(dá)到950℃時(shí),HAP陶瓷中出現(xiàn)HAP晶粒由球形長大成柱狀。1000℃燒結(jié)時(shí),HAP開始出現(xiàn)部分的分解。燒結(jié)溫度在900℃時(shí)燒結(jié)體的各項(xiàng)性能最優(yōu)。采用SPS技術(shù)成功制備致密的HAP/CNTs復(fù)相陶瓷。探討了CNTs含量和燒結(jié)溫度對燒結(jié)體性能的影響。研究... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 碳納米管
        2.1.1 碳納米管概述
        2.1.2 碳納米管的分類
        2.1.3 碳納米管的制備
        2.1.4 碳納米管的性能
        2.1.5 碳納米管強(qiáng)化復(fù)合材料的研究
    2.2 羥基磷灰石(HAP)研究現(xiàn)狀
        2.2.1 羥基磷灰石簡介
        2.2.2 HAP的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
        2.2.3 HAP活性生物材料的缺點(diǎn)
        2.2.4 HAP粉體的制備
        2.2.5 HAP生物陶瓷制備與研究
        2.2.6 HAP國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
    2.3 放電等離子體燒結(jié)技術(shù)(SPS)
        2.3.1 SPS技術(shù)的工藝特點(diǎn)
        2.3.2 SPS的燒結(jié)機(jī)理
        2.3.3 SPS技術(shù)在新材料研究中的應(yīng)用
    2.4 層狀陶瓷材料的研究現(xiàn)狀
        2.4.1 層狀陶瓷材料的制備方法
        2.4.2 層狀結(jié)構(gòu)陶瓷復(fù)合材料的增韌現(xiàn)象及機(jī)理
    2.5 選題意義
3 材料制備與研究方法
    3.1 實(shí)驗(yàn)用原材料
    3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.2.1 CNTs的純化與共價(jià)鍵改性
        3.2.2 SPS燒結(jié)工藝的制定
    3.3 試驗(yàn)設(shè)備
    3.4 性能測試方法
        3.4.1 致密度
        3.4.2 維氏硬度
        3.4.3 彎曲強(qiáng)度
        3.4.4 斷裂韌性
        3.4.5 斷裂功
        3.4.6 XRD分析
        3.4.7 形態(tài)與微觀結(jié)構(gòu)觀察
    3.5 燒結(jié)溫度對HAP陶瓷的組織與性能的影響
        3.5.1 燒結(jié)溫度對HAP陶瓷顯微結(jié)構(gòu)的影響
        3.5.2 燒結(jié)溫度對HAP陶瓷物理性能的影響
        3.5.3 燒結(jié)溫度對HAP陶瓷力學(xué)性能的影響
    3.6 本章小結(jié)
4 碳納米管增強(qiáng)HAP陶瓷組織與性能的影響
    4.1 成分設(shè)計(jì)及燒結(jié)工藝
    4.2 碳納米管含量對HAP/CNTs陶瓷組織與性能的影響
        4.2.1 HAP/CNTs陶瓷SPS燒結(jié)致密化過程的分析
        4.2.2 CNTs含量對HAP/CNTs陶瓷物理性能的影響
        4.2.3 CNTs含量對HAP/CNTs陶瓷力學(xué)性能的影響
        4.2.4 CNTs含量對HAP陶瓷顯微結(jié)構(gòu)的影響
    4.3 本章小結(jié)
5 層狀復(fù)合HAP陶瓷材料的研究
    5.1 層狀復(fù)合HAP陶瓷材料的制備
    5.2 層狀復(fù)合HAP陶瓷材料的性能
        5.2.1 物理性能
        5.2.2 力學(xué)性能
        5.2.3 顯微結(jié)構(gòu)
    5.3 層狀復(fù)合HAP陶瓷材料的影響因素分析
        5.3.1 正交實(shí)驗(yàn)中三因素對致密度的影響
        5.3.2 正交試驗(yàn)中三因素對硬度的影響
        5.3.3 正交試驗(yàn)中三因素對抗彎強(qiáng)度的影響
        5.3.4 正交試驗(yàn)中三因素對斷裂功的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 HAP/45S5生物玻璃層狀復(fù)合材料的研究
    6.1 層狀復(fù)合HAP/45S5生物玻璃陶瓷材料的制備
        6.1.1 實(shí)驗(yàn)用材料
        6.1.2 燒結(jié)工藝的制定
    6.2 層狀復(fù)合HAP/45S5生物玻璃陶瓷材料的微觀組織與性能
        6.2.1 顯微結(jié)構(gòu)
        6.2.2 層狀結(jié)構(gòu)對性能的影響
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3167752