二氧化碳微波等离子体烧结钙磷生物陶瓷.pdf

第36卷 增刊2 稀有金属材料与工程 ％1．36，S”ppI．2 RAREMETAL AND 2007 2007年 8月 MATERJALSENGINEERrNG A“gⅡst 二氧化碳微波等离子体烧结钙磷生物陶瓷 冉旭1，一，郑青2，冉均国2，苟立2，陈继镛3，罗教明3，张兴栋3 (1．四川l大学轻纺与食品学院，四川成都610065) (2四川大学材料科学与工程学院．四川成都610065) (3．四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心．四川成都610064) 摘蔓：采用c02微波等离子体烧结制备了cHA陶瓷。研究了烧结温度、气体压力、升温速率、匣钵材料对cHA陶 瓷性能的影响。用FT．IR和sEM表征cHA陶瓷c032’含量和晶粒大小。实验结果表明．随着烧结温度，气体压力和升 温速率的提高，c032‘含量减少，CHA陶瓷晶粒尺寸随烧结温度的上升而急剧增大。虽终烧制出含5％co，“、200nm的 cHA陶瓷。 关键词：二氧化碳；微波等离子体；烧结；碳酸羟基磷灰右 中图法分类号：R318．08 文献标识码：A 文章编号：1002—185X(2007)s2．050一04 行研制的表而波耦台微波等离了体装置中进行二氧化 1 前言 碳等离子体烧结【6l。研究了烧结温度(微波功率和气 含碳酸根多孔轻基磷灰生物陶瓷(cHA)与自然体压力)、匣钵材料、压力、升温速率对cHA陶瓷中 骨化学成分和结构更相似，能提高磷酸钙陶瓷的生物 碳酸根含量和晶粒大小的影响。 活性，有望成为一种新型的骨替代材料。目前合成的 在常规马弗炉的高温空气中烧结，碳酸羟基磷灰 碳酸羟基磷灰石粉末，热稳定性较差。在常规马弗炉 石将发生如F分解： 烧结钙磷陶瓷时，不能阻止碳酸根的分解，难十制得 caIo【(P04)6．。(c03)，】[OH2．，(c03)，卜- 含碳酸根的陶瓷忆Toshiyuni【2】和AtsuoIto㈣等用同相 t 离子交换法将化学配比的羟基磷灰在800～1000℃的 利用微波等离子体烧结能降低烧结温度、缩短烧 _二氧化碳气氛中处理较长时间，促使羟基的脱除和二 鲒时间、提高陶瓷性能的特点【4】。根据化学平衡的原 氧化碳进入到羟基的晶格中．但存在反应时间长，仅 理．增大c02和H20蒸汽的分压，可阻止反应向右进 是A型取代等不足。微波等离子体烧结陶瓷是近年来 行，能制得碳酸羟基磷灰石陶瓷。 才出现的新的烧结方法。它具有加热快速、细化晶粒、 2．2分析检测 降低烧结温度、缩短烧结时间的特点【4】。我们前期用 氧气微波等离子体烧结口．TcPmA也有上述特点【51。1380～1580cm“波数间碳酸根峰面积的积分强度与 900～1300 但目前未见有COz微波等离子体烧结钙磷陶瓷的研究 cmo波数间磷酸根峰面积的积分强度之比 报道．为了制各多孔cHA生物陶瓷，采用二氧化碳 来表征碳酸根的含量‘71和分析c032。取代类型。用 微波等离子体烧结来阻止碳酸根的分解。研究了烧结 JEM一5900n，型扫描电镜观测烧结陶瓷的形貌和粒 PRoMPD 工艺对碳酸根含量的影响，制得了含5．1％c032‘、平径。采用用x’Pert x．射线衍射仪分析物相 均晶粒尺寸约200nm的碳酸羟基磷灰石生物陶瓷。 组成。 2实验方法