自然铜/KBT生物陶瓷的制备与性能研究

发布时间：2022-09-17 13:52

　　目前,利用陶瓷电活性提高植入体的生物效应已成为新型植入材料研究的热点。本研究采用柠檬酸铵盐溶胶-凝胶法成功合成了KBT粉体并常压烧结制备自然铜/KBT无铅生物陶瓷。利用XRD、SEM、EDS对粉体及复合陶瓷材料的相组成、表面形貌进行表征,接触角测试仪测试陶瓷材料表面润湿性,准静态测试仪测量陶瓷的压电常数,通过模拟体液浸泡实验、抗菌实验等方法对复合材料的生物活性及抗菌性进行了研究。通过XRD、SEM等检测手段对自然铜/KBT生物陶瓷进行表征并得出,KBT陶瓷粉体具有钙钛矿结构,且颗粒大小比较均匀,晶粒尺寸大约在60μm;预烧温度过高,样品较硬、粉碎困难,过高烧结温度会导致熔化现象,故最佳烧结温度1030℃,预烧结温度为500℃,升温速率为2℃/min,此时的陶瓷晶体结晶性好,晶粒发育完整,晶粒尺寸大,晶界清晰烧;自然铜的掺杂不改变自然铜/KBT陶瓷的钙钛矿结构,但由于烧结过程中钾离子的挥发和铁离子聚集在晶界处而出现了第二相BixFeyTizO3x和Fe2O3,陶瓷晶粒尺寸先增大后减少,晶粒形状由针状向块状转变,相对密度ρr和压电常数d33先增加后减小,在自然铜含量为3%时达到最大值,分别... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题目的及意义
    1.2 无铅生物陶瓷
        1.2.1 无铅生物陶瓷的种类及其特点
        1.2.2 生物陶瓷的合成方法
    1.3 自然铜简介
    1.4 生物陶瓷在骨修复材料中的研究与应用
        1.4.1 生物活性材料
        1.4.2 生物抗菌材料
        1.4.3 生物陶瓷植入材料的国内外研究现状
        1.4.4 自然铜/KBT复合材料在骨修复中的研究
    1.5 研究内容
    1.6 创新点
第2章 实验材料及方法
    2.1 实验药品及仪器设备
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器设备
    2.2 自然铜/KBT生物陶瓷的制备
        2.2.1 KBT粉体的制备
        2.2.2 自然铜/KBT生物陶瓷的制备
    2.3 模拟体液浸泡实验
        2.3.1 试样的预处理
        2.3.2 模拟体液(SBF)的配制
    2.4 抗菌活性实验-菌落计数法
    2.5 分析测试方法
        2.5.1 相结构测试
        2.5.2 微观组织测试
        2.5.3 密度测试
        2.5.4 材料接触角的测量
        2.5.5 压电性能测试
        2.5.6 材料降解性能研究
第3章 自然铜/KBT生物陶瓷的制备及表征
    3.1 KBT陶瓷粉体的结构分析
        3.1.1 KBT陶瓷粉体的物相结构分析
        3.1.2 KBT陶瓷粉体的表面形貌分析
    3.2 预烧结对自然铜/KBT生物陶瓷的影响
        3.2.1 预烧结温度结对KBT/自然铜陶瓷粉体相结构的影响
        3.2.2 预烧结温度对KBT/自然铜生物陶瓷显微结构的影响
    3.3 升温速率对自然铜/KBT的影响
        3.3.1 升温速率对自然铜/KBT陶瓷相结构的影响
        3.3.2 升温速率对自然铜/ KBT陶瓷显微结构的影响
    3.4 烧结温度对自然铜/KBT生物陶瓷的影响
        3.4.1 烧结温度对自然铜/KBT相结构的影响
        3.4.2 烧结温度对KBT/自然铜压电常数和密度的影响
        3.4.3 烧结温度对KBT/自然铜陶瓷接触角的影响
    3.5 不同自然铜含量对/KBT自然铜结构的影响
        3.5.1 不同自然铜含量对KBT/自然铜生物陶瓷相结构的影响
        3.5.2 不同自然铜含量对KBT/自然铜生物陶瓷微观结构的影响
        3.5.3 不同自然铜含量对自然铜/KBT压电陶压电常数和密度的影响
        3.5.4 不同自然铜含量对自然铜/KBT生物陶瓷接触角的影响
    3.6 本章小结
第4章 自然铜/KBT生物陶瓷性能研究
    4.1 正负电荷对陶瓷生物活性的影响
        4.1.1 正负电荷对表面新物相结构的影响
        4.1.2 正负电荷对表面新物相表面形貌的的影响
    4.2 烧结温度对陶瓷负极面生物活性的影响
        4.2.1 烧结温度对表面新物相结构的影响
        4.2.2 烧结温度对表面新物相形貌的影响
    4.3 浸泡时间对陶瓷负极面生物活性的影响
        4.3.1 浸泡时间对陶瓷表面相结构的影响
        4.3.2 浸泡时间对陶瓷表面形貌的影响
    4.4 不同自然铜含量对自然铜/KBT陶瓷生物活性的影响
        4.4.1 不同自然铜含量对陶瓷物表面物相结构的影响
        4.4.2 不同自然铜含量对陶瓷物表面物微观结构的影响
        4.4.3 模拟体液培养期间试样质量值变化分析
    4.5 表面预处理对自然铜/KBT陶瓷生物活性的影响
        4.5.1 多巴胺预处理对陶瓷表面物相的影响
        4.5.2 多巴胺预处理对陶瓷表面形貌及成分的影响
        4.5.3 不同表面预处理对陶瓷生物活性的影响
    4.6 自然铜/KBT生物陶瓷的抗菌性实验研究
    4.7 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3679344