Fe3Al/HAP生物陶瓷的制备及力学性能

本文采用化学沉淀法制备了羟基磷灰石(HAP)纳米粉体,利用铁粉和铝粉经过高能机械球磨和热处理工艺制备了金属间化合物Fe3Al粉体;将制备的HAP粉体为基体按质量百分含量加入4;的Fe3Al粉体,经过球磨分散得到复合粉体,然后经过冷压成型和160MPa冷等静压成型及1200℃真空无压烧结,得到羟基磷灰石与金属间化合物Fe3Al的生物复合材料.通过XRD、SEM等测试方法揭示了材料的相组成及微观结构,研究结果表明:采用化学沉淀法制备的羟基磷灰石粉体粒径在100纳米以内,结晶度高、粒度均匀,纯度高;Fe3Al质量含量为4;的Fe3Al/HAP生物复合材料HAP的基本晶体结构没有因为Fe3Al的加入而发生变化,其抗弯强度为89.6MPa,较纯羟基磷灰石陶瓷有了较大的提高,证明Fe3Al增强HAP是有效的.     

TiAl金属间化合物/羟基磷灰石生物复合材料的制备及性能表征

首先采用机械合金化的方法制备出TiAl金属间化合物,用化学沉淀法制备出HA粉体,然后将二者球磨混合,经过真空热压烧结工艺制得TiAl/HA复合材料.力学性能检测结果表明,TiAl/HA复合材料的硬度比纯HA生物陶瓷要低,并且随TiAl质量分数的增加呈现降低趋势;复合材料的抗弯强度随着TiAl金属间化合物含量的增加呈上升趋势,含量为15;以下,其强度低于纯羟基磷灰石,含量处于15;到30;之间,其强度高于纯羟基磷灰石;断裂韧性高于纯HA生物陶瓷,最高可比纯羟基磷灰石提高78.7;,并且随着TiAl质量分数的增加呈上升趋势.X射线衍射结果表明复合材料中只含有TiAl金属间化合物和HA两种成分;断口扫描电镜照片显示,纯羟基磷灰石材料比较致密,而复合材料中存在一定量的气孔,其部分断裂区域显示出穿晶断裂的形态.     

EDTA辅助Ti3Al/HAP复合材料表面沉积HAP涂层及表征

本研究利用Ca(NO3)2·4H2O,EDTA-2Na,NaH2PO4配制钙磷溶液,将热压烧结法制备的Ti3Al/HAP复合材料进行抛光并酸蚀后,放入钙磷溶液中浸泡矿化.经过一定矿化阶段,可以在复合材料样品条表面形成一层由六方棱柱状HAP晶体组成的致密涂层,SEM测试结果显示,六方棱柱状HAP晶体平行排列,垂直于复合材料表面,XRD图谱显示晶体沿c轴排列,(001)晶面平行于复合材料表面.将上述涂层放入模拟体液中浸泡,可以在其上面再形成一层由细小晶粒组成的涂层,新涂层新晶粒发育不完整,晶体取向不明显.     

纳微米复合HAp-ZrO2生物复合材料的制备与微观结构研究

本文主要对纳米氧化锆与羟基磷灰石(HAp)复合制备纳微米复合HAp-ZrO2复合材料的制备工艺及微观结构进行了初步研究.用XRD分析了原料及复合材料的相组成,用IR研究了HAp粉体的结构,发现所制备HAp纯度高,羟基稳定存在.用TEM观察了HAp粉体以及HAp与ZrO2复合粉体的形貌与颗粒大小,发现HAp粉体呈颗粒状,粒径在60～70nm,这表明用化学沉淀法可制备出纳米级的HAp粒子,但在后续过程中往往发生团聚而达到微米级;纳米ZrO2粒子加入后在HAp基体中分散均匀.SEM观察发现,纳米ZrO2粒子的加入可以起到抑制羟基磷灰石晶粒长大、改善材料微观结构的作用.     

纳米羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖多孔生物复合材料的制备与性能研究

采用化学沉淀法合成了纳米羟基磷灰石粉体(HAP),以无水乙醇为沥滤剂,以16.7%(质量分数)的柠檬酸水溶液作粘结剂,通过粒子沥滤法制备了HAP/CMCS多孔材料,并对其进行了IR、XRD、SEM、孔隙率及抗压强度的测试。结果表明HAP/CMCS复合材料复合前后两组份的化学组成未发生显著变化,但两相间发生了相互作用。多孔材料孔隙率高,孔径分布范围宽,其尺寸分布大约从几微米到600微米,以圆形为主,具有良好的贯通性,非常有利于组织在其中的长入与扩展。当复合材料中CMCS含量为40%,复合材料/造孔剂的质量比为1:1时,多孔材料的孔隙率接近75%,其抗压强度可达21MPa以上,可以满足骨组织工程支架材料的要求。     

溶解-析晶法制备结构可控的氟羟基磷灰石微球

以羟基磷灰石(HAP)粉体为原料,用简便方法制备氟羟基磷灰石(FAP)微球.将HAP粉体在不同pH值的NaOAc缓冲液中充分搅拌,加入NaF并水浴加热,制得氟羟基磷灰石(FAP)微球, 并利用TEM、SEM、XRD、FT-IR对微球的结构、成分进行表征, 研究与探讨了微球形成的机制.研究结果表明可以通过改变缓冲液的pH值来控制FAP微球结构.     

原位生成Fe-Al/Al2O3复合陶瓷涂层

采用化学镀法制备Fe包覆Al核(Al)-壳(Fe)结构复合粉体,以Fe-Al复合粉体为喷涂材料,利用等离子喷涂法在Q235钢基体上制备涂层,在喷涂过程中Fe、Al反应生成Fe-Al金属间化合物和Al2O3,通过控制Fe-Al和Al2O3粉体的混合比例实现涂层的梯度化。利用SEM、XRD研究涂层微观结构与组成,并测试分析了涂层的抗热震性与结合强度。结果表明,涂层主要由Al2O3、Al、Fe3Al和Fe O等组成,喷涂过程中Fe-Al发生反应原位生成了Fe3Al金属间化合物,以Fe-Al为底层的Fe Al/Al2O3梯度涂层的结合强度和抗热震性均明显高于Al2O3涂层,涂层成分的梯度分布和Fe3Al的原位形成改善了涂层的结合状态,提高了结合强度和抗热震性。     

基于正交实验优化沉淀法制备针状羟基磷灰石

羟基磷灰石(HAP)已在临床得到运用,但其强度低、韧性差、不易成型等缺点依旧制约着其的广泛应用.为制备出理想且能满足临床应用的纳米针状羟基磷灰石,本文在不添加任何分散剂和表面活性剂的条件下以磷酸钠与硝酸钙为原料,氢氧化钠调节pH,使用正交实验设计对沉淀法中针状HAP的制备工艺进行优化.结果表明,反应条件对HAP晶体形貌的影响程度为:温度>滴加速度>pH;当反应pH=9、反应温度为90 ℃和滴加速度为2 mL/min时为其优方案,可制备出性状规则、粒度均匀、结晶度高、趋向于针状的纳米羟基磷灰石粉体.反应温度升高可提高HAP的结晶速度,可增大HAP晶体的大小,使晶形更趋于针状,但温度过高时对长轴的促进作用开始逐渐降低,长径比的增加趋势有所减缓;降低滴加速度,可提高产物结晶程度,有利于针状羟基磷灰石的形成;此外,反应pH值升高虽可加速晶核形成,提高产物的结晶率和产物纯度,但是不利于晶粒长大,且pH过高会减缓形成针状的趋势.     

(β-TCP/HA)/Ti复合材料的制备及其组织结构与性能研究

用化学沉淀法制备β-磷酸钙/羟基磷灰石双向陶瓷(β-TCP/HA)粉末.采用粉末冶金法,以(HA/β-TCP)粉末和Ti粉末为原料,经1050℃真空烧结60 min制备出含不同质量分数钛粉的(HA/β-TCP)/Ti复合材料:(β-TCP/HA)/60wt;Ti、(β-TCP/HA)/70wt; Ti、(β-TCP/HA)/80wt; Ti.用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料进行了组织结构和物相成分表征,并采用维氏显微硬度计测试了复合材料的显微硬度.采用模拟体液浸泡(SPF)进行体外生物活性表征,结果表明:复合材料的物相主要为α-Ti、TiO2、Ca5(PO4)3 (OH)、β-Ca3(PO4)2和CaTiO3;块状陶瓷相沿富Ti相等形成的网状结构的孔隙中分布.(β-TCP/HA)/60wt; Ti复合材料中Ca5 (PO4)3(OH)分解程度最小,显微硬度为HV539,最接近人体骨骼的硬度.经14天SPF溶液浸泡后,Ca5(PO4)3(OH)的衍射峰沿(211)晶面具有明显的择优取向,材料表面密布结晶度良好的棒状Ca5(PO4)3(OH)晶体.     

氧化石墨烯/羟基磷灰石复合材料对酸蚀牛牙釉质体外再矿化的影响

考察不含氧化石墨烯(GO)的羟基磷灰石(HAP)和含GO质量分数为0.1;的氧化石墨烯/羟基磷灰石复合材料(GO/HAP)对酸蚀牛牙釉质体外再矿化的影响.通过场发射扫描电镜、EDX能谱、X射线衍射仪和维氏显微硬度测试仪,对再矿化前/后牛牙釉质表面和剖面形貌、表面元素、晶体结构和力学性能进行表征.结果 表明:GO/HAP复合材料在酸蚀牙釉质表面生成了结合力较弱的花状晶体,将这些晶体超声剥离后发现脱矿釉质表面和釉柱间隙均得到良好的修复.剖面形貌分析显示,GO/HAP复合材料使釉质深层脱矿得到良好修复,促进了牙釉质棱晶间大量微小晶粒的生成,以及脱矿釉柱间隙中有序排列晶体的生成.同时,经GO/HAP处理后,酸蚀牙釉质表面的Ca/P摩尔比和晶体成分均得到良好的恢复.