本文關(guān)鍵詞：硅酸鈣生物陶瓷的制備工藝與生物活性研究

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【摘要】：硅酸鈣（CaSiO3）陶瓷是一種近年來發(fā)現(xiàn)的具有良好生物活性的新型陶瓷。有著廣泛的應(yīng)用前景。但是，普通硅酸鈣陶瓷難于燒結(jié)、力學(xué)性能差的缺陷限制了硅酸鈣陶瓷在骨移植尤其是在承重骨移植方面的應(yīng)用。為了改善硅酸鈣陶瓷的力學(xué)性能，本文從納米陶瓷技術(shù)與熱壓燒結(jié)技術(shù)兩方面入手，著重討論了納米粉體的制備工藝，陶瓷的熱壓燒結(jié)工藝和后期對(duì)陶瓷試樣的生物活性檢測(cè)與評(píng)價(jià)。 以硝酸鈣（CaNO3·6H2O）和正硅酸乙酯（Si(OC2H5)4）為原料，利用溶膠-凝膠法制備納米硅酸鈣粉體，研究了制備過程中的熱處理溫度及熱處理時(shí)間對(duì)粉體晶相及粉體顆粒尺寸的影響。以熱壓燒結(jié)設(shè)備對(duì)制備的粉體進(jìn)行燒結(jié)，研究了燒結(jié)過程中燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間以及燒結(jié)壓力等因素對(duì)陶瓷性能的影響。對(duì)制備的陶瓷試樣進(jìn)行體外生物活性測(cè)試，研究了硅酸鈣生物陶瓷對(duì)類骨羥基磷灰石的誘導(dǎo)能力。 研究結(jié)果表明：不同的熱處理溫度及時(shí)間對(duì)粉體的晶相和形貌影響較大，，干凝膠粉體在880℃，保溫時(shí)間1小時(shí)時(shí)熱處理所得的粉體顆粒較為均勻，為直徑30納米、長(zhǎng)度50納米左右的短棒狀結(jié)構(gòu)。在950℃，燒結(jié)壓力35MPa，保溫時(shí)間20分鐘時(shí)制備了力學(xué)性能比較好的硅酸鈣陶瓷，其抗壓強(qiáng)度達(dá)到241MPa，硬度660Hv。在對(duì)試樣進(jìn)行體外活性測(cè)試時(shí)，三天后試樣表面就出現(xiàn)了羥基磷灰石膜層，15天內(nèi)膜層的厚度一直在增加，表明這種高強(qiáng)度的硅酸鈣陶瓷具有良好的生物活性。
【關(guān)鍵詞】：硅酸鈣 納米粉體 溶膠-凝膠法 熱壓燒結(jié) 力學(xué)性能 生物活性
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TQ174.1;R318.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-24
• 1.1 生物醫(yī)用材料概述8-11
• 1.1.1 生物醫(yī)用材料的概念和分類8-10
• 1.1.2 生物醫(yī)用材料的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.1.3 生物醫(yī)用材料的發(fā)展趨勢(shì)11
• 1.2 生物陶瓷材料概述11-13
• 1.2.1 生物陶瓷材料的發(fā)展及研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 硅酸鈣陶瓷的特點(diǎn)和應(yīng)用13
• 1.3 納米陶瓷技術(shù)簡(jiǎn)介13-18
• 1.3.1 納米陶瓷技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 納米技術(shù)在生物材料中的應(yīng)用14-15
• 1.3.3 納米陶瓷技術(shù)機(jī)理15-18
• 1.4 陶瓷燒結(jié)理論簡(jiǎn)述18-21
• 1.4.1 燒結(jié)理論的發(fā)展過程18-20
• 1.4.2 熱壓燒結(jié)的原理20-21
• 1.5 本課題的研究背景與方案21-22
• 1.6 本課題的目的與意義22-24
• 第二章 硅酸鈣陶瓷的制備與性能研究24-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備24-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)中常用的原料24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)中常用的設(shè)備24-25
• 2.2 硅酸鈣粉體的制備25-26
• 2.3 硅酸鈣陶瓷的燒結(jié)26-29
• 2.4 陶瓷的生物相容性測(cè)試29-32
• 2.4.1 陶瓷試樣的處理29-30
• 2.4.2 模擬體液的配置30-32
• 2.5 硅酸鈣粉體和硅酸鈣陶瓷的性能測(cè)試32-36
• 2.5.1 X-射線衍射分析32-33
• 2.5.2 差熱-熱重分析33
• 2.5.3 粉體與陶瓷試樣的形貌分析33
• 2.5.4 能譜分析33
• 2.5.5 抗彎強(qiáng)度測(cè)試33-34
• 2.5.6 硬度測(cè)試34-35
• 2.5.7 密度測(cè)試35-36
• 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析36-47
• 3.1 焙燒對(duì)粉體的影響36-41
• 3.1.1 焙燒溫度對(duì)粉體的影響36-38
• 3.1.2 焙燒時(shí)間對(duì)粉體的影響38-40
• 3.1.3 硅酸鈣凝膠的成膠機(jī)理40-41
• 3.2 陶瓷的燒結(jié)41-47
• 3.2.1 陶瓷燒結(jié)溫度的確定41-44
• 3.2.2 陶瓷保溫時(shí)間的確定44-45
• 3.2.3 陶瓷燒結(jié)壓力的確定45-47
• 第四章 陶瓷的體外性能測(cè)試47-56
• 4.1 體外性能測(cè)試的目的和意義47
• 4.2 羥基磷灰石的形成機(jī)制47-48
• 4.3 模擬體液中的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)48-56
• 4.3.1 培養(yǎng)前的試樣形貌分析48-50
• 4.3.2 培養(yǎng) 3 天后的表面形貌分析50-51
• 4.3.3 培養(yǎng) 7 天后的形貌分析51-53
• 4.3.4 培養(yǎng) 15 天后的形貌分析53-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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本文編號(hào)：624307