纳米Al 2 O 3 /HA粉体及其复合陶瓷的制备与性能研究

发布时间：2020-12-03 16:39

　　羟基磷灰石（HA）生物陶瓷具有优异的生物相容性、生物活性和骨传导性能,然而在临床应用中,由于脆性大、强度低,限制了其在承重人工骨领域的应用。氧化铝（Al2O3）作为一种惰性生物材料,曾被应用于人工牙齿、人工关节等部位,具有较好的生物相容性,纳米Al2O3作为增强相来提高基体的力学性能在近几年得到了广泛关注,纳米Al2O3增韧补强的HA复合生物陶瓷也得到了广泛研究。但是,目前常用的复合方法为球磨混料法,不仅实验周期较长,混料效果也不佳,另外HA的高温分解也一直是复合材料制备过程中普遍存在的问题。因此,本文采用化学沉淀法制备了纳米Al2O3/HA复合粉体,并采用热压烧结法制备了Al2O3/HA复合生物陶瓷,研究了Al2O3的加入以及F掺杂对HA结构和性能的影响。主要研究内容如下：（1）采用化学沉淀法制备了纳米Al2O3/HA前驱体粉体,通过煅烧原位制备了纳米Al2O3/HA复合粉体,研究了制备条件对粉体性能的影响。结果表明：随着沉淀温度的提高,前驱体粉体的结晶度提高,并且晶粒尺寸增大；当起始反应物浓度为0.2mol/L时,制备的前驱体粉体分散性良好且粉体的尺寸均匀；PEG的分子量对前驱体粉... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 人工骨材料的研究概述
        1.2.1 人工骨材料概述
        1.2.2 人工骨材料研究进展
    1.3 HA复合陶瓷的研究概述
        1.3.1 HA复合生物陶瓷的烧结工艺
        1.3.2 HA复合生物陶瓷的研究现状
    1.4 HA热稳定性研究概述
        1.4.1 HA高温分解机理
        1.4.2 HA热稳定性研究现状
第二章 研究内容与研究方法
    2.1 研究内容
    2.2 实验材料及设备
    2.3 实验过程
        2.3.1 工艺路线
2O₃/HA复合粉体的制备">        2.3.2 纳米Al₂O₃/HA复合粉体的制备
2O₃/HA生物陶瓷的制备">        2.3.3 纳米Al₂O₃/HA生物陶瓷的制备
2O₃/HA复合陶瓷的制备">        2.3.4 F掺杂纳米Al₂O₃/HA复合陶瓷的制备
    2.4 材料表征方法
        2.4.1 物相分析
        2.4.2 微观形貌分析
        2.4.3 热分析
        2.4.4 红外分析
    2.5 材料性能测试方法
        2.5.1 弯曲强度测试
        2.5.2 断裂韧性测试
        2.5.3 体外生物活性测试
2O₃/HA粉体及表征">第三章 原位法制备纳米Al₂O₃/HA粉体及表征
2O₃/HA前驱体粉体的影响">    3.1 沉淀温度对纳米Al₂O₃/HA前驱体粉体的影响
        3.1.1 前驱体的物相组成
        3.1.2 前驱体的微观形貌
2O₃/HA粉体前驱体形貌的影响">    3.2 初始反应物浓度对纳米Al₂O₃/HA粉体前驱体形貌的影响
2O₃/HA粉体前驱体形貌的影响">    3.3 表面活性剂对纳米Al₂O₃/HA粉体前驱体形貌的影响
2O₃/HA复合粉体的影响">    3.4 煅烧对纳米Al₂O₃/HA复合粉体的影响
        3.4.1 复合粉体的物相组成
        3.4.2 复合粉体的微观形貌
        3.4.3 复合粉体的热分析
2O₃/HA复合粉体的红外分析">    3.5 纳米Al₂O₃/HA复合粉体的红外分析
    3.6 本章小结
2O₃/HA复合陶瓷的结构与性能">第四章 纳米Al₂O₃/HA复合陶瓷的结构与性能
    4.1 烧结温度对复合陶瓷结构与性能的影响
        4.1.1 复合陶瓷的物相组成
        4.1.2 复合陶瓷的断口形貌
        4.1.3 复合陶瓷的力学性能
2O₃含量对复合陶瓷结构与性能的影响">    4.2 纳米Al₂O₃含量对复合陶瓷结构与性能的影响
        4.2.1 复合陶瓷的微观结构
        4.2.2 复合陶瓷的力学性能
    4.3 F掺杂后复合陶瓷的结构与性能
        4.3.1 F掺杂后复合陶瓷的物相组成
        4.3.2 F掺杂后复合陶瓷的断口形貌
        4.3.3 F掺杂后复合陶瓷的力学性能
2O₃/HA复合陶瓷增韧补强机理">    4.4 纳米Al₂O₃/HA复合陶瓷增韧补强机理
        4.4.1 第二相强化
        4.4.2 细晶强化
        4.4.3 其他强化机制
    4.5 本章小结
2O₃/HA复合陶瓷的体外生物活性">第五章 纳米Al₂O₃/HA复合陶瓷的体外生物活性
    5.1 SBF浸泡前后复合陶瓷的质量变化
    5.2 SBF浸泡后复合陶瓷的表面物相分析
    5.3 SBF浸泡后复合陶瓷的表面微观形貌
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金表面激光熔覆生物陶瓷梯度涂层的组织性能分析[J]. 石磊,李兰兰,张立君,王振生,马良超,王振林.  兵器材料科学与工程. 2016(01)
[2]医用钛合金的研究及应用现状[J]. 王运锋,何蕾,郭薇.  钛工业进展. 2015(01)
[3]医用钛合金的研究现状及发展[J]. 许标,姜云海,朱渊.  科技创新导报. 2015(06)
[4]Ca（OH）2-H3PO4体系合成羟基磷灰石粉末的工艺参数[J]. 张迎盈,董寅生.  稀有金属材料与工程. 2014(S1)
[5]钛合金表面改性与骨结合能力的研究进展[J]. 徐娟,胡敏.  中华老年口腔医学杂志. 2013(02)
[6]石墨烯复合材料的研究进展[J]. 匡达,胡文彬.  无机材料学报. 2013(03)
[7]全陶瓷人工髋关节的研究进展[J]. 马军峰,刘志斌,贾托,葛郁龙.  延安大学学报(医学科学版). 2012(03)
[8]陶瓷材料微波烧结研究进展与工业应用现状[J]. 周书助,伍小波,高凌燕,李海艳.  硬质合金. 2012(03)
[9]生物材料改性聚乳酸的研究进展[J]. 潘丽爱,吴艳丽,林高强,崔毅,吴文福.  农业机械. 2011(14)
[10]医用金属表面羟基磷灰石复合涂层研究进展[J]. 李亚鹏,叶雅静,鹿芹芹,郭云珠,尹大川.  材料导报. 2011(07)

博士论文
[1]石墨烯/碳纳米管/双相磷酸钙生物陶瓷复合材料研究[D]. 赵琰.山东大学 2013

硕士论文
[1]表面活性剂对羟基磷灰石纳米线合成的影响研究[D]. 高珊.山东大学 2012
[2]纳米α-氧化铝的制备及其改性[D]. 尹良果.中南大学 2007



本文编号：2896421