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硅酸钙(Ca Si O3)有许多优良的性能,在隔热保温材料、吸附材料、建筑材料以及油井工程等领域广泛应用。除了应用于工业之外,由于硅酸钙具有良好的生物相容性、可降解性和骨传导性而广泛应用于硬组织修复材料领域。理想的骨修复材料需要满足其降解速度与新生骨形成速度匹配、力学性能与自然骨接近、孔隙率可控等要求。然而,硅酸钙生物材料的局限在于其较差的力学性能和降解速度。近年来,一些研究报道了掺杂碱土金属离子如钠离子改善了生物材料的性能,含钠的生物玻璃和生物陶瓷都已经商业化并且应用于临床取得了成功。基于以上背景,本文以廉价的天然石灰石(Ca CO3)、水玻璃(含26.5%Si O2,8.3%Na2O)等为原料,通过化学沉淀法制备出硅酸钠钙前驱体,然后用马弗炉对制备的粉体进行烧结,将烧结好的粉体与适量聚乙烯醇(PVA)混合制作成陶瓷素坯,静压后放入马弗炉中高温煅烧,获得了硅酸钠钙陶瓷。研究了制备过程中Na2O添加量和烧结过程中烧结温度、保温时间对粉体晶相、粉体颗粒尺寸、粉体形貌以及陶瓷性能的影响,对制备的陶瓷试样进行体外生物活性测试。通过差热-热重分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)分析和扫描电镜(SEM)确定样品烧结温度、晶体类型和微观结构。通过将陶瓷片浸泡在去离子水中、Tris-HCl溶液中和模拟体液(SBF)中,确定样品是否具有吸水性、可降解性和生物活性。研究结果表明,不同Na2O添加量对硅酸钠钙粉体的晶相和形貌影响较大,当在硅酸钙中添加Na2O时,所得的陶瓷为多晶相,包括Na2Ca2Si3O9、Na4Ca4Si6O18、Na2Ca Si3O8,颗粒为0.5μm的圆球形,且分散均匀,粒度可控,粒径分布服从正态分布。不同煅烧温度和保温时间影响粉体的结晶程度和陶瓷的力学性能,在1100℃下保温8h时粉体结晶程度最高,且陶瓷力学性能最好,其抗压强度达到151 MPa,和人体骨抗压强度相近。对硅酸钠钙陶瓷片进行体外活性测试,在去离子水中浸泡48小时后,其吸水率达到24.1%,表明硅酸钠钙陶瓷具有快速高效的吸水性能;在Tris-HCl溶液中浸泡84天后,陶瓷片的失重率达到38.8 wt%,表明硅酸钠钙陶瓷是一种优良的可降解生物材料,在SBF中浸泡3天后就能诱导羟基磷灰石的形成,表明硅酸钠钙陶瓷具有良好的生物活性,是一种潜在的骨修复材料。