【正文】 e5O12)構(gòu)成的 石榴石型 磁性材料，特別是作為微波波段的低損耗材料受到了人們的重視。? 同時(shí)還出現(xiàn)了在特高頻和甚高頻帶具有高磁導(dǎo)率的材料，該材料具有六方晶系晶體結(jié)構(gòu)，是含有 Ba， Sr， Pb的鐵系氧化物，它具有特殊的磁晶各向異性。? 屬于陶瓷磁性材料的鐵氧體除上述的軟磁鐵氧體之外，還有稱為硬磁鐵氧體的磁鐵材料。? 硬磁鐵氧體也是日本在 30年代初發(fā)現(xiàn)的，是以 CoFe2O4為主要成分的材料，具有高矯頑力、制造容易、抗老化和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 第四 類 高溫超導(dǎo)陶瓷 ? 1986年以來，超導(dǎo)領(lǐng)域發(fā)生了戲劇性的變化，高溫超導(dǎo)體的研究取得了重大的突破。? 1986年 4月，瑞士蘇黎世 IBM研究實(shí)驗(yàn)室的繆勒和柏諾茲在對鋇鑭銅氧系統(tǒng)進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)，采用鋇、鑭、銅的硝酸鹽水溶液加入草酸而發(fā)生共沉淀的方法，制各組分為 BaxLa5xCu5O5(3y)(x＝ 1和 ，y0)的樣品。? 當(dāng)時(shí)世界上掀起了一股以研究金屬氧化物陶瓷材料為對象，以尋找高溫臨界溫度超導(dǎo)體為目標(biāo)的 “ 超導(dǎo)熱 ”繆 勒和柏 諾茲 的研究? 將草酸鹽混合物在 900℃ 加熱 5h，使 沉淀物分解 、并進(jìn)行 固相反應(yīng) 。? 然后壓成片狀，再在還原性氣氛中以 900℃ 的溫度進(jìn)行燒結(jié)，形成金屬型缺氧化合物多晶體。? 經(jīng) x射線衍射實(shí)驗(yàn)分析，樣品內(nèi)含有三個(gè)相，其中之一為層狀類似鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的銅混合價(jià)化合物。? 在 300K以下溫區(qū)內(nèi)，得到電阻率 — 溫度關(guān)系。開始時(shí)，隨溫度的下降，電阻率呈線性地減??；然后經(jīng)一極小值后，電阻率又以溫度的對數(shù)函數(shù)形式增大；最后，電阻率急劇下降 3個(gè)數(shù)量級而變?yōu)榱恪? 對于 x(Ba)＝ ，其電阻率峰值所處的溫度為 35K，而電阻完全消失的溫度為 13K。? 由于 繆勒 和 柏諾茲 的開創(chuàng)性工作、導(dǎo)致了在全世界范圍內(nèi)探索高溫超導(dǎo)體的熱潮。? 1986年 12月 15日，美國體斯敦大學(xué)的 朱經(jīng)武 等人在 La— Ba—Cu—O 系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)了 導(dǎo)轉(zhuǎn)變。? 12月 26日中國科學(xué)院物理研究所的 趙忠賢 等人發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變溫度為 Sr—La—Cu—O ，在 La— Ba—Cu—O 中轉(zhuǎn)變溫度為 70K。? 1987年 2月 16日， 朱經(jīng)武 領(lǐng)導(dǎo)的阿拉巴馬大學(xué)和休斯敦大學(xué)組成的實(shí)驗(yàn)小組，發(fā)現(xiàn) Y— Ba—Cu—O 的轉(zhuǎn)變溫度為 92K。? 2月 24日， 趙忠賢 等人獲得液氮溫區(qū)的超導(dǎo)體 Y— Ba—Cu—O ，轉(zhuǎn)變溫度在 100K以上，出現(xiàn)零電阻的溫度為。這樣，人們終于實(shí)現(xiàn)了獲得液氮溫區(qū)超導(dǎo)體的多年夢想。? 朱經(jīng)武 領(lǐng)導(dǎo)的休斯敦大學(xué)研究小組，成功地把高溫超導(dǎo)體制成了棒材，這種棒材能夠載大電流，從而朝著使這項(xiàng)新技術(shù)達(dá)到實(shí)用化方向邁進(jìn)了一大步。該小組開發(fā)出一種 “ 連續(xù)制造法 ” ，應(yīng)用此法有可能制造出各種規(guī)格的超導(dǎo)體，諸如片狀、棒狀、線狀，甚至厚膜。 第五 類 生物陶瓷? 生物材料是用于與生命系統(tǒng)接觸和發(fā)生相互作用的，并能對其細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行診斷治療、替換修復(fù)或誘導(dǎo)再生的一類天然或人工合成的特殊功能材料。生物材料屬功能材料范疇? 對生物材料的要求既不同于醫(yī)藥，更不同于普通工業(yè)材料，具有其特殊性。? 生物材料根據(jù)材料屬性、功能可以分為：生物醫(yī)用金屬材料、生物醫(yī)用高分子材料、 生物陶瓷 、生物醫(yī)用復(fù)合材料 生物陶瓷的定 義? 生物陶瓷，又稱生物醫(yī)用非金屬材料，包括陶瓷、玻璃、碳素等無機(jī)非金屬材料。? 此類材料化學(xué)性能穩(wěn)定，具有良好的生物相容性。? 生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三類? 原先的生物陶瓷材料不論是生物惰性的還是生物活性的，強(qiáng)調(diào)的是材料在生物體內(nèi)的組織力學(xué)環(huán)境和生化環(huán)境的適應(yīng)性 (生物適應(yīng)性 )? 現(xiàn)在能參與生物體物質(zhì)、能量交換的功能已成為生物材料應(yīng)具備的條件 (生物活性 ) 生物陶瓷的 優(yōu) 點(diǎn)? 陶瓷是經(jīng)高溫處理工藝所合成的天機(jī)非金屬材料，因此它具備許多其他材料無法比擬的 優(yōu)點(diǎn) 。? 由于它是在高溫下燒結(jié)制成，其結(jié)構(gòu)中包含著鍵強(qiáng)很大的離子鍵和共價(jià)鍵，所以它不僅具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、硬度，而且在體內(nèi)難溶解，不易腐蝕變質(zhì)，熱穩(wěn)定性好，便于加熱消毒，耐磨性能好，不易產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象，滿足種植學(xué)的要求。? 陶瓷的組成范圍比較寬，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求設(shè)計(jì)組成，控制性能變化。? 陶瓷成型容易，可以根據(jù)使用要求，制成各種形態(tài)和尺寸，如顆粒型、柱形、管形；致密型或多孔型，也可制成骨螺釘、骨夾板；制成牙根、關(guān)節(jié)、長骨、頜骨、顱骨等。? 通常認(rèn)為陶瓷燒成后很難加工，但是隨著加工裝備及技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在陶瓷的切削、研磨、拋光等已是成熟的工藝。216。 近年來又發(fā)現(xiàn)了可以用普通金屬加工機(jī)床進(jìn)行車、銑、刨、鉆孔等的 “可切削性生物陶瓷 ”，216。 利用微晶玻璃結(jié)晶化之前的高溫流動(dòng)性，制成了鑄造微晶玻璃。用這種陶瓷制作的人工牙冠，不僅強(qiáng)度好，而且色澤與天然牙相似。 三類常用的生物材料對照表 生物陶瓷的性能要求? 生物學(xué)條件：(1)生物相容性好，對機(jī)體無免疫排異反應(yīng)，種植體不致引起周圍組織產(chǎn)生局部或全身性反應(yīng)，最好能與骨形成化學(xué)結(jié)合，具有生物活性；(2)對人體無毒、無刺激、無致畸、致敏、致突變和致癌作用；(3)無溶血、凝血反應(yīng)? 化學(xué)條件：(1)在體內(nèi)長期穩(wěn)定，不分解、不變質(zhì)；(2)耐侵蝕，不產(chǎn)生有害降解產(chǎn)物；(3)不產(chǎn)生吸水膨潤、軟化變質(zhì)等變化。 ? 力學(xué)條件：(1)具有足夠的靜態(tài)強(qiáng)度，如抗彎、抗壓、拉伸、剪切等；(2)具有適當(dāng)?shù)膹椥阅Ａ亢陀捕龋?3)耐疲勞、摩擦、磨損、有潤滑性能。 ? 其它：(1)具有良好的孔隙度、體液及軟硬組織易于長入；(2)易加工成型，使用操作方便；(3)熱穩(wěn)定好，高溫消毒不變質(zhì) 氧 化 鋁 陶瓷材料? 氧化鋁是一種傳統(tǒng)的植入生物材料，視制造方法的不同，有單晶氧化鋁、多晶氧化鋁和多孔質(zhì)氧化鋁三種產(chǎn)物。? 氧化鋁生物相容性良好，在人體內(nèi)穩(wěn)定性高，機(jī)械強(qiáng)度較大，其壓縮強(qiáng)度和耐磨性能遠(yuǎn)優(yōu)于其他無機(jī)質(zhì)人工骨、人工齒根材料? 單晶氧化鋁 c軸方向具有相當(dāng)高的抗彎強(qiáng)度 (1300MPa)，因而臨床上用來制作人工骨、人工牙根、人工關(guān)節(jié)和固定骨折用的螺栓? 氧化鋁也存在幾個(gè)問題 ：(1)與骨不發(fā)生化學(xué)結(jié)合，時(shí)間一長，骨固定會(huì)發(fā)生松弛(2)楊氏模量過高 (380GPa)，質(zhì)脆(3)摩擦系數(shù)大和磨耗嚴(yán)重216。 為改善 Al2O3的韌性和抗震性，可以在 Al2O3材料中加入其他化合物或金屬元素，形成復(fù)合性的 Al2O3陶瓷材料? 為把氧化鋁陶瓷牢固地固定在骨頭上，可把陶瓷制成多孔質(zhì)形態(tài)，使骨頭長入陶瓷空隙，但這樣會(huì)降低陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度。使用在金屬表面形成多孔性氧化鋁薄層的復(fù)合法，既能保證強(qiáng)度又能形成多孔性。? 部分穩(wěn)定化的氧化鋯和氧化鋁一樣，生物相容性良好，在人體內(nèi)穩(wěn)定性高，而且比氧化鋁的斷裂韌性值更高，耐磨性也更為優(yōu)良，用作生物材料有利于減小植入物的尺寸和實(shí)現(xiàn)低摩擦、磨損，因而在人工牙根和人工股關(guān)節(jié)制造方面的應(yīng)用引人注目。 羥 基磷灰石陶瓷? 羥基磷灰石 (hydroxyapatite,簡稱 HAP)，Ca10(PO4)6(OH)2，密度為 ，性脆，微溶于純水，易溶于酸而難溶于堿。? HAP是強(qiáng)離子交換劑，分子中 Ca2+易被 Cd2+等離子置換，還可以同蛋白質(zhì)、有機(jī)酸等交換反應(yīng)。? 按照分子式計(jì)算， HAP中 Ca/P值為 ，但由于受到制造過程的影響，其組成相當(dāng)復(fù)雜， Ca/P比值有變化? 1976年，美國和日本發(fā)表了高密度羥基磷灰石多晶的研究結(jié)果。羥基磷灰石能與骨直接化學(xué)結(jié)合，其抗彎強(qiáng)度為 200MPa，壓縮強(qiáng)度為 1000MPa，楊氏彈性模量為 100GPa。? 1985年，美國將其制成顆粒狀用作齒槽骨的填充材料。日本將其制成多孔狀用作顎骨、顴骨、鼻軟骨等的填補(bǔ)材料，致密的羥基磷灰石制成人工耳小骨。? 在 Na2OK2OMgOCaOSiO2P205系玻璃中析出許多磷灰石結(jié)晶的結(jié)晶化玻璃，可與骨直接化學(xué)結(jié)合，抗彎強(qiáng)度為 100MPa，壓縮強(qiáng)度為 500MPa，可作顎骨補(bǔ)綴物。? 1983年，德國研制成一種使 金云母 [(Na，K)Mg3(AlSi3O10)F2]在磷灰石中析出形成的結(jié)晶化玻璃。這種結(jié)晶化玻璃不僅能與骨直接化學(xué)結(jié)合，而且機(jī)械強(qiáng)度高，切削加工性能優(yōu)良，可成為骨代替材料。 磷酸 鈣 陶瓷材料? 磷酸鈣 (trlcalcium phosphate, 簡稱 TCP)，分子式Ca3(PO4)2，有高溫型的 α 相單斜晶和低溫型的 β 相菱形 (六面體 )晶兩種? 其中 βTCP 的物理性能、機(jī)體親和性、可溶性、生物降解性等與羥基磷灰石 (HAP)最為相似，可用作生物陶瓷材料? 制備：與 HAP的制法相似， TCP的合成有干法和濕法? 應(yīng)用：頭蓋骨或填充缺損材料、牙科材料、緩釋藥物載體材料? 生物活性玻璃 (Bioglass)是指 Na2OCaOP2O5SiO2硅磷酸鹽系玻璃? 在水溶液中形成穩(wěn)定的表面凝膠體，具有優(yōu)良的生物親和性，因而稱為生物活性玻璃? 生物玻璃陶瓷是由生物活性玻璃控制微晶化處理制得的單晶或多晶磷灰石晶體，它在生物體內(nèi)穩(wěn)定，生物親和性特別是人骨組織親和性好? 同生物活性玻璃相比，生物玻璃陶瓷具有致密的細(xì)晶結(jié)構(gòu)，較高的機(jī)械強(qiáng)度和較低的溶解度? 制備：采用微晶玻璃的制備工藝，第 1步為玻璃的合成，第 2步為微晶玻璃的形成? 玻璃的合成方法有：氣相法、溶液法和高溫熔融法，目前最主要的是溶液合成法? 應(yīng)用：作為牙科和整形外科植入體與骨間的接合材料、人工骨材料、治療癌癥 (鐵磁玻璃微珠、含放射元素的耐腐蝕玻璃陶瓷 ) 謝謝 大家