HAP/SiO 2 复合材料的制备与性能研究

发布时间：2023-03-18 16:21

　　羟基磷灰石(HAP)是人体和动物牙齿、骨骼的主要无机成分,纤维性蛋白骨胶原规则排列在无机成分周围。人骨成分中羟基磷灰石的质量分数约为65%,人的牙釉质中羟基磷灰石的质量分数则在95%以上,羟基磷灰石无生物毒性,且具有良好的生物相容性,植入活体组织后能够在界面上形成很强的化学结合,是与组织相容性最好的生物活性材料,目前广泛用作生物组织修复及替换材料。 本实验以Ca(NO3)2·4H2O和NH4H2PO4作为钙源和磷源制备了HAP材料,然后将其与Si02复合,制备出新的HAP/SiO2复合体系,还探讨了SiO2组分含量对复合陶瓷物理力学性能的影响,并对HAP/SiO2复合体系的生物性能和表而诱导产生碳酸羟基磷灰石的机理进行了研究。 结果表明,在溶液浓度0.3M、pH值为10、反应温度为70℃和陈化时间24h条件下制备出棒状HAP; DTA-TG、XRD、SEM检测表明,在复合及烧结过程中SiO2没有进入HAP的晶体结构中。 通过对复合陶瓷进行硬度测试,讨论了SiO2含量对复合材料硬度的影响,加入SiO2后,样品的硬度随着SiO2含量的增加先增加后减小,硬度范围在4.23GPa到4.90GP...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 生物材料概述
        1.1.1 生物材料的概念
        1.1.2 生物材料的发展
        1.1.3 生物材料的分类
    1.2 羟基磷灰石的性能
        1.2.1 物理化学性能
        1.2.2 力学性能
        1.2.3 生物学性能
    1.3 羟基磷灰石国内外研究现状
        1.3.1 羟基磷灰石粉体的制备
        1.3.2 羟基磷灰石复合材料的制备与研究
    1.4 存在的问题及展望
    1.5 课题研究的主要内容
2 实验原材料、实验方案及测试方法
    2.1 实验原料及设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验设备
    2.2 HAP/SiO₂复合材料制备工艺流程
        2.2.1 羟基磷灰石粉体的制备
        2.2.2 HAP/SiO₂复合粉体的制备
    2.3 性能测试
        2.3.1 粉体比表面积检测
        2.3.2 体积密度的测试
        2.3.3 硬度测试
        2.3.4 物相分析
        2.3.5 红外光谱(FT-IR)分析
        2.3.6 形貌分析
        2.3.7 差热-热重(DTA-TG)分析
    2.4 模拟体液的制备
        2.4.1 制备模拟体液所需要的试剂
        2.4.2 模拟体液中各离子的浓度
        2.4.3 模拟体液的制备过程
        2.4.4 模拟体液的保存
    2.5 样品在模拟体液中浸泡
3 HAP/SiO₂复合材料的制备及表征
    3.1 羟基磷灰石粉体的制备与表征
        3.1.1 羟基磷灰石粉体的制备
        3.1.2 羟基磷灰石粉体的表征
    3.2 HAP/SiO₂复合粉体的制备与表征
        3.2.1 HAP/SiO₂复合粉体的制备
        3.2.2 HAP/SiO₂复合粉体的表征
    3.3 HAP/SiO₂复合材料的物理力学性能
        3.3.1 致密度
        3.3.2 硬度
        3.3.3 弯曲强度
        3.3.4 断裂韧性
    3.4 本章小结
4 模拟体液环境下HAP/SiO₂复合材料的生物活性研究
    4.1 浸泡后的样品表征
        4.1.1 表面形貌和能谱分析
        4.1.2 晶型分析
        4.1.3 红外光谱(FT-IR)分析
        4.1.4 浸泡过程中的质量变化
        4.1.5 模拟体液pH值的变化
    4.2 诱导形成HAP机理分析
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 HAP/SiO₂复合材料的制备及力学性能
    5.2 SiO₂对HAP/SiO₂生物相容性的影响
    5.3 对今后工作的建议和展望
参考文献
个人简历
致谢



本文编号：3763463