收藏本站
《武汉理工大学》 2002年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多孔梯度HAP生物陶瓷人工骨的制备及性能研究

韩颖超  
【摘要】: 仿人长干骨的结构梯度进行材料设计:外层为致密层,内层为多孔松质层。采用HAP粉末为原料,添加一定量的生物玻璃,来制备多孔梯度HAP人工骨。 本研究首次采用自燃烧法合成了纳米级HAP粉末。自燃烧法以溶胶-凝胶法为基础,特别适合于纳米粉体的合成。按照摩尔比n(Ca)/n(P)=1.67及n(Ca离子)/n(柠檬酸)=1将Ca(NO_3)_2·4H_2O、(NH_4)_2HPO_4与柠檬酸混合,在80℃加热蒸发,几小时后凝胶形成。然后在200℃燃烧,最后经750℃煅烧得到纳米HAP粉末。经XRD分析及TEM观察,为纯相的HAP,平均粒径为85nm。通过对自燃烧法制备的纳米级羟基磷灰石(HAP)粉末,进行的DTA、TG和XRD测试,分析纳米HAP的生成历程,并对反应机理进行了初步探讨。对该工艺的影响因素:水量、PH值、温度和柠檬酸的量进行了初步讨论。结果发现,反应机理主要为溶胶凝胶生成阶段的络合物sol-gel法机理和煅烧阶段的氧化还原燃烧机理;HAP的生成主要经历了β-Ca_2P_2O_7、γ-Ca_2P_2O_7、CaH_2P_2O_7、C_2Ca、CaCO_3等相;最佳工艺条件是:[H_2O]/[Ca~(2+)]=30~35,PH值在2~3之间,加热温度为80℃左右,柠檬酸与钙离子的比在1~2之间。 本研究采用含生物玻璃前驱体粉末原料,添加柠檬酸造孔剂,模压成型,在1050℃烧结保温3小时,获得了显气孔率为54%、体积密度为1.28S/cm~3、抗弯强度为13.25MPa的多孔HAP人工骨材料。 研究发现,加入玻璃粘结剂可以促进材料的烧结,降低烧结温度。随着烧结温度的升高和保温时间的延长,显气孔率和吸水率逐渐减小,体积密度逐渐增加。抗弯强度随着烧结温度的升高和保温时间的延长而增加,多孔烧结体的强度可以主要通过气孔率来判断。 通过1050℃不同保温时间烧结的多孔HAP的形貌观察,可以清楚地看到孔径大小的梯度变化,与人长骨的梯度结构基本一致。致密层存在少量的尺寸为50μm左右的气孔和大量的尺寸为5μm左右的微孔,这是原料中残留有机物烧失以及粉末颗粒烧结不致密形成的;多孔层存在大量的尺寸为500μm左右的大孔,这是柠檬酸造孔剂烧失形成的,在大孔之间存在一些约50μm、100μm的气孔。随着保温时间的延长,梯度界面变得更加致密,宏观气孔孔的边缘钝化,且较大的缺陷被愈合,气孔的形状更加近似球形,气孔的尺寸由500μm左右减小到400μm左右。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:R318.17

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张玉军,尹衍升,王迎军;羟基磷灰石及其复合生物陶瓷材料研究进展[J];生物医学工程学杂志;1999年S1期
2 刘学建,黄莉萍,古宏晨,符锡仁;陶瓷成型方法研究进展[J];陶瓷学报;1999年04期
3 谢平波,张慰萍,尹民,陶冶,夏上达;纳米Ln_2O_3:Eu(Ln=Gd,Y)荧光粉的燃烧法合成及其光致发光性质[J];无机材料学报;1998年01期
4 姚秀敏,谭寿洪,江东亮;多孔羟基磷灰石陶瓷的制备[J];无机材料学报;2000年03期
5 张明福,赫晓东,韩杰才,杜善义;自燃烧法合成BaNd_2Ti_5O_(14)的凝胶化及热处理研究[J];无机材料学报;2000年05期
6 闫玉华,樊东辉,刘畅,江昕;β-TCP多孔陶瓷药物载体的制备与微观结构[J];武汉工业大学学报;1995年04期
7 陈晓明,张士成,刘秋霞,刘雁;β-Ca_3(PO_4)_2陶瓷人工骨的组成与结构特征[J];武汉工业大学学报;1995年04期
8 李世普,冯凌云,贾莉;β-Ca_3(PO_4)_2粉末的制备及其有关性能[J];武汉工业大学学报;1995年04期
9 王志强,马铁成,韩趁涛,蔡英骥,吕秉玲;湿法合成纳米羟基磷灰石粉末的研究[J];无机盐工业;2001年01期
10 邱明才;骨结构与骨代谢[J];医用生物力学;1995年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡军,徐燕申,林彬,刘全忠,高勇;铝合金陶瓷镶块摇臂批量生产的工艺技术研究[J];汽车技术;2001年11期
2 李延强,于新峰,宋君素,戚凭;凝胶注模成型ZTA坯体影响因素的研究[J];青岛大学学报(自然科学版);2004年01期
3 栾世军;隋万美;牟坤昌;;溶胶低温燃烧法制备Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3纳米粉体[J];青岛大学学报(工程技术版);2006年02期
4 王金敏,杜芳林,崔作林,张志;纳米ZrO_2的制备及应用研究进展[J];青岛化工学院学报(自然科学版);2001年03期
5 邓晓燕;吕敏峰;崔作林;;纳米ZnO前驱体的热分析表征[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2006年03期
6 熊卓,颜永年,张人佶,孙磊,张曙明;骨组织工程聚左旋乳酸多孔框架快速成形研究[J];清华大学学报(自然科学版);2002年02期
7 王笠,张人佶,颜永年;快速成形工艺过程的描述与分析[J];清华大学学报(自然科学版);2002年04期
8 郑卫国,颜永年,周赫赫,刘振宁;快速成形技术在临床外科手术中的潜在应用[J];清华大学学报(自然科学版);2002年08期
9 王树栋,高建阳,王立家;氧化铝粉体的物化性能对其制品性能的影响[J];轻金属;2003年12期
10 李晓生,梁桂琴,林蔚;BGHC─钛合金种植牙的研制[J];齐齐哈尔轻工学院学报;1997年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吕迎;李慕勤;杨涵崧;;不同生物玻璃添加量对多孔HA陶瓷微观形貌的影响[A];第五届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2004年
2 孙艳荣;张靠民;范涛;;羟基磷灰石形貌调控及复合材料的研究进展[A];第七届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2009年
3 王晓燕;田杰谟;王晨;董利民;徐伟;;三维多孔羟基磷灰石陶瓷骨架的制备[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
4 任强;罗宏杰;周廉;;低温燃烧/水热法制备纳米羟基磷灰石的研究[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
5 朱振峰;周燕;王宝利;;Pr-CeO_2纳米稀土颜料的低温燃烧-水热合成及其表征[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2005学术年会论文专辑[C];2005年
6 吴燕杰;刘军;唐利强;骆英;孟献丰;陈彩凤;;ZrO_2陶瓷纤维制备及性能研究[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2006学术年会论文专辑(下)[C];2006年
7 肖汉宁;;SiC—AlN复合超细粉末的溶胶—凝胶法合成[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
8 方芳;闫玉华;;多孔β-TCP生物陶瓷成骨过程的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
9 任强;武秀兰;;工艺条件对低温燃烧/水热法合成纳米羟基磷灰石的影响[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
10 肖秀峰;刘榕芳;唐晓恋;徐艺展;;纳米羟基磷灰石粉体的水热合成[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;g-HA/PLA生物复合材料的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 杨春;羟基磷灰石(HAP)材料制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 彭智伟;几种半导体和稀土纳米材料的制备与光学性质研究[D];湖南大学;2010年
4 杜景红;凝胶注模成型法制备1-3型PMN-PZT/环氧树脂压电复合材料研究[D];昆明理工大学;2009年
5 祝琳华;新型NZP族催化剂载体材料的合成及应用研究[D];昆明理工大学;2010年
6 李明忠;钛酸铝/氧化铝复相陶瓷及其梯度材料的制备与性能评价[D];武汉理工大学;2010年
7 张桂敏;莫来石的低温合成与透波性能研究[D];武汉理工大学;2010年
8 肖桂勇;雾化干燥法制备羟基磷灰石微球的结构表征及其生物学行为研究[D];山东大学;2010年
9 段连峰;溶剂热法合成不同形貌金属钴及磁性能研究[D];吉林大学;2011年
10 贺强;Ba-Fe-O铁氧体的制备、结构表征和磁性研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 殷雪萌;烧结温度与升温速率对牙科可切削硅藻土全瓷材料性能影响的实验研究[D];南京医科大学;2010年
2 李明亮;碳化硅基热电材料的制备及性能研究[D];郑州大学;2010年
3 林鹏;固相反应型Al_2O_3-TiB_2复相陶瓷涂层形成机理及力学性能研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 龙颖;Al_2O_3陶瓷及其表面金属化的低温烧成技术研究[D];长沙理工大学;2009年
5 张佳瑢;SrHfO_3:Ce闪烁陶瓷材料的制备及性能[D];沈阳理工大学;2010年
6 王振华;C粉对自蔓延合成NiCuZn铁氧体性能影响的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 孙鹏;PVP治疗骨质疏松性椎体压缩骨折疗效及椎体压缩改善率影响因素分析[D];山东中医药大学;2010年
8 程晓焜;泡界模板自组装法合成多孔碳羟基磷灰石的孔径控制及自组装机理研究[D];武汉工程大学;2010年
9 王涵;复相磷酸钙三原色荧光材料的合成及发光性能的研究[D];武汉工程大学;2010年
10 吴东;Ca-Co-O体系氧化物热电材料的制备与性能研究[D];昆明理工大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏志道,李世普;从无生命到有生命──可降解钙磷人工骨的生物转化[J];生命科学;1994年04期
2 张志杰,李素文;几种新的多孔陶瓷制造技术[J];陶瓷工程;1998年06期
3 吴建锋,徐晓虹;多孔磷酸三钙生物陶瓷的研制[J];陶瓷学报;1999年02期
4 刘学健,黄莉萍,符锡仁,古宏晨;高固含量氮化硅浆料的制备工艺[J];陶瓷学报;1999年01期
5 谢平波,张慰萍,尹民,陶冶,夏上达;纳米Ln_2O_3:Eu(Ln=Gd,Y)荧光粉的燃烧法合成及其光致发光性质[J];无机材料学报;1998年01期
6 刘学健,黄莉萍,符锡仁,古宏晨;分散剂对氮化硅浆料流变性的影响[J];无机材料学报;1999年03期
7 刘羽;磷灰石晶体化学某些方面的研究综述[J];武汉化工学院学报;1993年03期
8 李安明,王树海;泡沫陶瓷的制备方法[J];现代技术陶瓷;1998年02期
9 薛友祥,王耀明,贾光耀;饮用水净化用高性能微孔陶瓷滤芯[J];现代技术陶瓷;1999年03期
10 颜永年,张人佶,郭海滨,林峰,张伟;快速成形技术的功能集成研究[J];中国机械工程;1997年05期
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026