羟基磷灰石陶瓷人造骨的制备及其电学性能研究

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羟基磷灰石与生物体硬组织有相似的化学成分和结构。它具有良好的生物活性和相容性,植入人体后对组织无刺激和排斥作用,能与骨形成很强的化学结合,是理想的硬组织替代材料。以前的研究只注重研究羟基磷灰石的力学,生物化学,降解等性能。而从没研究过它的电学性能,而这对以后羟基磷灰石人造骨植入生物体内有很大的影响。为了研究这个问题,本文从羟基磷灰石陶瓷制备入手,研究了羟基磷灰石陶瓷的电学性能。本文采用共沉淀法制备了羟基磷灰石粉体、然后采用干压成型、常温烧结制备出羟基磷灰石陶瓷。通过大量实验研究了本实验方法制备羟基磷灰石粉体和陶瓷的最佳工艺参数。制备粉体的最佳工艺为反应温度85℃;pH为10;药品最佳配比Ca/P为1.67;搅拌速度为120转/分钟,时间为3小时;陈化时间12小时。制备陶瓷的最佳工艺为采用干压成型压力为30MPa,保压时间20秒,常压烧结温度为1250℃。然后对制备的羟基磷灰石粉体和陶瓷做X光衍射,扫描电镜,差热分析等检测。并对制备的粉体进行表征,得到的羟基磷灰石粉体晶体属于弱结晶范畴,粉体形状大致呈球形、粒度分布比较均匀、粒径大小为90nm左右、比表面积为2.018×105m2/kg。而制备出的羟基磷灰石陶瓷最高的相对密度可达到93.37%,介电常数最大可达到70.73。最后,对羟基磷灰石陶瓷的电学性能进行了系统的分析。结果表明,羟基磷灰石陶瓷的晶体取向、致密度和晶体形貌对其电学性能有很大的影响。羟基磷灰石不属于强电介质材料,介电常数随致密度升高而增大,介电损耗随致密度升高而减小,陶瓷的缺陷对电学性能也有很大的影响。
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