外文翻譯(中文)羥基磷灰石的熱分解和力學(xué)性能研究-其他專(zhuān)業(yè)(已修改)
2025-02-04 00:16 本頁(yè)面
【正文】 中文 3397 字 羥基磷灰石的熱分解和力學(xué)性能 研究 楊春，郭英奎，張密林 材料科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱理工大學(xué)，中國(guó) 哈爾濱 150080； 材料科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱工程大學(xué)，中國(guó) 哈爾濱 150001； 收稿： 2021 年 2 月 10 日 ，收修改稿： 2021 年 5 月 4 日 摘要：利用等靜壓成型和無(wú)壓燒結(jié)的方法制備羥基磷灰石陶瓷和HAPB2O3復(fù)合陶瓷 ， 利用紅外光譜、 X射線(xiàn)衍射以及三點(diǎn)彎曲的方法研究 HAP陶瓷和 HAPB2O3復(fù)合陶瓷 的熱分解率和力學(xué)性能的關(guān)系，結(jié)果表明： HAP陶瓷的分解率隨燒結(jié)溫度的提高 而上升，在 1350℃幾乎達(dá)到 80%。對(duì)于 HAPB2O3復(fù)合陶瓷 而言， B2O3的加入能 明顯的抑制其熱分解。 B原子 融入 HAP晶格形成固溶體，引起晶格間距的增大，并提高了 HAP晶體的強(qiáng)度。 同時(shí)， HAP陶瓷的熱分解率會(huì)下降，但是它的彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性會(huì)得到提高。然而，當(dāng) B2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)5%， 更高電負(fù)性的 B原子與 O原子結(jié)合時(shí) ， HAP的熱穩(wěn)定性得到提高，形成穩(wěn)定的 β TCP ， sp2和滿(mǎn)電子云的 p軌道 得以形成，那些間隙便有強(qiáng)烈攝入外電子的趨勢(shì)。因此， HAP的 OH和 PO43位子很可能被外來(lái)離子所占據(jù)。 HAP是動(dòng)物 和人體骨骼 以及牙齒 的主要無(wú)機(jī)礦物成分 ， 分別占據(jù) 72%和 97%。羥基磷灰石比生物醫(yī)用鈦合金、硅膠和碳材料具有更加優(yōu)良的生物相容性和生物活性，它是最典型的生物活性物質(zhì)，傳統(tǒng)的金屬材料無(wú)法與其比擬。羥基磷灰石陶瓷主要用于 硬組織的修復(fù) 和替換，如口腔種植、 牙槽嵴的加強(qiáng)、聽(tīng)小骨和脊椎骨的修復(fù) ，而且它在仿生領(lǐng)域也存在很大的潛力。 HAP在某一溫度下很容易 分解 ，導(dǎo)致羥基磷灰石陶瓷較差的燒結(jié)特性和機(jī)械性能，這就是為什么羥基磷灰石陶瓷具有較低的彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性，不能滿(mǎn)足臨床應(yīng)用的需求。 因此，如何抑制羥基磷灰石陶瓷的分解是一個(gè)熱 點(diǎn)，需要解決。通常情況下，通過(guò)加入 ZrO2提高羥基磷灰石陶瓷的熱分解能力，抑制和改善其抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性。但是，這種改善是非常有限的，同時(shí)， 在臨床上應(yīng)用熱壓燒結(jié)材料成本太高。 B2O3由于熔點(diǎn)較低，所以它在高溫下是一種易揮發(fā)的氧化物，可以用于蒸汽摻雜。此外，它還可以作為氧化劑降低燒結(jié)溫度。迄今為止，很少有關(guān)于 B2O3的加入對(duì)羥基磷灰石陶瓷力學(xué)性能影響的報(bào)道。在本研究中，以 B2O3作為添加劑，采用冷靜壓成型，在前人的研究的基礎(chǔ)之上，采用常壓燒結(jié)探究 B2O3的存在方式對(duì)羥基磷灰石陶瓷熱分解率和機(jī)械性能的影響。 采用溶膠凝膠法制備羥基磷灰石粉體 ， B2O3：北京 順義味辛化學(xué)廠(chǎng) ，它的主要化學(xué)組成如下表 1。 B2O3粉體的主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)， %） B2O3 硫酸 堿金屬硅酸 鹽及硫酸鹽 重金屬 Pb的含量 表 1 以氧化鋁珠作為球磨介質(zhì)，將含有 20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的 B2O3HAP球磨 50h。粉末經(jīng)過(guò) 275 目篩篩選 ，用 15MP 的壓力壓制成型。這個(gè)成形體在某一外界溫度下采用（ 250177。 2） MP 的壓力進(jìn)一步壓制均衡，在環(huán)境氣氛下低壓燒結(jié)，并采用純的 HAP 粉末，繪制出如圖 1 所示的燒結(jié) 曲線(xiàn)。 HAP 復(fù)合陶瓷的燒結(jié)溫度有純的 HAP 陶瓷決定。 圖 我們采用四片 20mm179。 7mm179。 3mm 羥基磷灰石復(fù)合陶瓷片浸泡于模擬體液中 ，這種溶液是參考 KOKUBO 合成的模擬體液，它是以人體體液為基礎(chǔ)。不同離子的含量列于表 2。然后將羥基磷灰石陶瓷水?。?37177。1）℃ 14 天，再在模擬體液中浸泡一天。分別在第 3 天、第 7 天、第10 天、第 14 天測(cè)定 Ca2和 HPO42的含量，通過(guò)測(cè)定 Ca2和 HPO42的含量，
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