氟羟基磷灰石范文7篇(全文).pdf

氟羟基磷灰石范文7篇(全文)氟羟基磷灰石范文(精

选7篇)

氟羟基磷灰石第1篇

人体自然骨中磷灰石矿物主要是非化学计量的磷灰石晶体，

行于c轴方向排列的位置形成了含氟羟基磷灰石

具有比ha更低的溶解度，有更长的存留时间和更好的热稳定性

[1,2]。因此近年来在生物材料研究领域，fha已成为一个研究

热点[3,4]。然而无论是fha还是ha的力学性能都较差，限制了

它们单独在人体负重部位的使用。在人工骨方面，它最有希望的

用途仍是制备生物活性涂层。目前fha作为涂层材料被广泛用

于在钛合金、氧化铝(锆)等力学性能优异的材料表面，热膨胀系

数(cet)和抗折强度是直接影响其应用的关键性能。目前对fha

的研究大部分集中在fha的制备[5]和热稳定性[6]方面，曾麟等

[7]虽然研究了fha块体在1250℃下处理后块体的热物性能，然

而由于不同氟含量的fha在1250℃处理后其致密度不一样，而

气孔的存在对cet值和抗折强度的影响不可忽视。本实验采用

沉淀法制备不同氟含量的氟羟基磷灰石(fha),通过xrd、高温

膨胀仪、sem和电子万能试验机研究了f掺杂对fha烧结体高

温热稳定性、高温烧结性能、热膨胀系数和抗折强度的影响，为

fha作为涂层和块体材料在生物陶瓷领域的应用提供理论支持。

解度，有更长的存留时间和更好的热稳定性[1,2]。因此近年来

在生物材料研究领域，fha已成为一个研究热点[3,4]。然而无

论是fha还是ha的力学性能都较差，限制了它们单独在人体负

重部位的使用。在人工骨方面，它最有希望的用途仍是制备生物

活性涂层。目前fha作为涂层材料被广泛用于在钛合金、氧化

铝(锆)等力学性能优异的材料表面，热膨胀系数(cet)和抗折强

度是直接影响其应用的关键性能。目前对fha的研究大部分集

fha块体在1250℃下处理后块体的热物性能，然而由于不同氟含

量的fha在1250℃处理后其致密度不一样，而气孔的存在对cet

值和抗折强度的影响不可忽视。本实验采用沉淀法制备不同氟

万能试验机研究了f掺杂对fha烧结体高温热稳定性、高温烧

结性能、热膨胀系数和抗折强度的影响，为fha作为涂层和块体

材料在生物陶瓷领域的应用提供理论支持。

1材料与方法

1.1FHA粉末和块体的制备

在整个反应过程中通过添加氨水的方式控制反应的pH≥10,通

过水浴控制反应温度为60℃。原料滴加结束后，继续搅拌3h,然

干燥和1000℃预烧得到粉末。将粉末在不锈钢模具中于80MPa

压制成φ30mm×10mm圆饼块体，用作致密度的测定，压制成尺寸

定。

1.2样品的表征

的物相结构，实验结果与JCPDS卡片对照分析。分析条件为Cuk

扫描范围25~45°。采用排水法测定烧结体的致密度。通过PCY

型卧式高温热膨胀仪测定烧结体的热膨胀系数，温度范围为室温

分析烧结体的微观形貌。

2结果与讨论

2.1氟替代对致密度的影响

图1为样品的相对密度与烧结温度的关系图。由图1可

见，HA的致密化温度最低，在1200℃就达到了理论密度的

高温才能烧结。

随着F含量的增加，所需烧结温度提高。分析上述原因为：1)

成的Ca-F键，键能增强，导致在高温烧结过程中晶体中的离子扩

散速率降低，不易烧结。2)晶粒尺寸的影响。在固态烧结过程中，

粗颗粒由于减弱了烧结的推动力，增大了原子扩散距离而导致不

易烧结。有研究表明[8],晶粒尺寸会随着F含量的增加而增大，

从而烧结温度会随着氟含量的增加而增大。3)晶体结构的影响。

成OH-基团，并随机地排列，造成HA一定程度的结构无序。当F-

F-周围，形成一个相对有序的磷灰石结构，烧结难度加大[1]。

从图1还可以看出：随着温度的升高，相对密度至最大值后，

继续升温将导致相对密度减小。烧结是个致密化与晶粒长大同

时进行的过程，两者是竞争关系。烧结后期一般都会有正常的晶

粒长大，且由晶界迁移引起，晶界迁移本身是一个热激活的机制，

如果温度过高，导致晶粒长大过快，气孔就来不及排出烧结体而

被“埋”在晶粒内部，导致致密度下降。不同氟含量FHA的合适

烧结条件列于表1。

2.2FHA的热稳定性

从图2不同氟含量的FHA在各自的烧结温度下热处理后的

却到室温后没