磁性可切削生物活性微晶玻璃的研究.pdf

1、恒定的磁場和電場能夠刺激骨質(zhì)形成,加快愈合骨壞損處.本研究根據(jù)磁場能夠促進(jìn)骨細(xì)胞生長這一生物學(xué)特點(diǎn),設(shè)計(jì)并研制了一種磁性可切削生物活性微晶玻璃(MMBGC),它既有生物相容性和生物活性,又具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的韌性和可切削性.該論文以K<,2>O-MgO-CaO-SiO<,2>-P<,2>O<,5>-Fe<,2>O<,3>-F系統(tǒng)微晶玻璃作為研究對象,通過調(diào)整添加劑的含量,研究其對磁性可切削生物活性微晶玻璃的顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響.利

2、用DTA曲線制定晶化溫度制度.用XRD、SEM、EDS、ASTM和磁天平等方法對材料的相組成、顯微結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行測試.結(jié)果表明,ZnO、Fe<,2>O<,3>和ZrO<,2>添加劑的含量與物理性能呈非線性關(guān)系.該系統(tǒng)中,ZnO含量為4(wt)％、Fe<,2>O<,3>為6(wt)%、ZrO<,2>為4(wt)%時,微晶玻璃的綜合性能最好,其抗彎強(qiáng)度190.26MPa、斷裂韌性為3.35 MPa·m1/2、顯微硬度為411HV、飽和磁化強(qiáng)

3、度為3.818 Am2/Kg及居里溫度為124℃.適量的ZnO和Fe<,2>O3能夠促進(jìn)晶體生長,有助于樣品中形成框架狀結(jié)構(gòu),使之具有長徑比大、相互交織的顯微結(jié)構(gòu),有利于其強(qiáng)度和韌性的提高.通過t-ZrO2的相變增韌,能夠顯著增加玻璃的韌性,并且和F離子一起促成棒狀云母晶體的形成.三種添加劑都可以作為晶核劑.兩種或兩種以上的多種晶核劑同時添加具有復(fù)合效應(yīng),與添加一種晶核劑相比,復(fù)合添加劑具有更細(xì)的晶粒尺寸和更高的機(jī)械性能.該論文還分析了

4、溫度制度對相組成和顯微結(jié)構(gòu)的影響,以及相組成和顯微結(jié)構(gòu)對性能的影響.研究表明,延長保溫時間和提高晶化溫度對晶化有同樣的功效;晶粒尺寸越大的微晶玻璃抗彎強(qiáng)度越高,斷裂韌性越好;片狀云母晶體的含量越高可切削性越好;微晶玻璃中存在多種增韌作用:t-ZrO2相變增韌、斷裂紋偏轉(zhuǎn)增韌和彌散增韌等.利用SEM、EDS、EPMA及拉曼光譜等方法對浸泡在模擬體液(SBF)中的MMBGC和植入兔子體內(nèi)的MMBGC和生物玻璃(BG)進(jìn)行了分析.結(jié)果顯示,M