低熔可切削生物活性微晶玻璃的研究

选择一种出SiO₂-MgO-Al₂O₃-K₂O-CaO-P₂O₅-F基础玻璃体系,并添加不同量的ZnO,制备出性能良好的可切削生物微晶玻璃.结果表明,由于ZnO的添加,可使母玻璃的熔化温度由1450℃降至1300℃,可切削生物活性微晶玻璃的母玻璃能够在较低的温度熔化制备.母玻璃晶化后析出相主要为云母相和氟磷灰石相;各种晶相的组合形貌为花瓣形态,其断口呈现穿晶断裂的特征,并有晶体拔出,使材料具备了较高的强度;由于析出了较多的云母相,该微晶玻璃兼具良好的可切削性能.     

晶核剂的选择对可切削玻璃陶瓷析晶性能的影响

对可切削玻璃陶瓷材料来讲,其内部云母微晶相的含量及云母晶体间交错程度的大小直接影响材料的性能.本文采用添加不同的晶核剂的方法,通过差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)测试分析,研究了晶核剂对可切削玻璃陶瓷析晶性能的影响.研究表明同时采用F和Ti作为晶核剂时,材料内部的晶相含量明显提高,并且材料的可切削性能也得到了改善.     

晶化热处理对新型牙科玻璃陶瓷微观结构和性能的影响

分析不同晶化热处理条件对新型牙科二硅酸锂玻璃陶瓷微观结构和性能的影响.对Li2O-SiO2-K2O-Al2O3-ZrO2-P2O5玻璃进行不同的晶化热处理,X射线衍射(XRD)分析玻璃陶瓷的物相组成,扫描电镜(SEM)观察材料的微观结构,根据ISO6872标准测试材料的弯曲强度,半透性分析采用对比度测试法.结果表明,随着晶化温度的升高,玻璃陶瓷的晶相组成由偏硅酸锂(Li2SiO3)为主转变为以二硅酸锂(Li2Si2O5)为主,晶体尺寸增大,由呈团簇状分布的球形晶逐渐转变成均匀分布的棒状晶,玻璃陶瓷的挠曲强度和对比度值均显著增大.通过调控晶化热处理条件,可实现基础玻璃的受控析晶,制备的玻璃陶瓷可获得较高的挠曲强度和适宜的对比度,能够满足牙科美学修复材料的要求.     

Cr2O3对尾矿氟金云母微晶玻璃电学性能和切削性能的影响

以金尾矿为主要原料,采用传统熔融法制备尾矿氟金云母微晶玻璃。利用DSC、XRD、SEM等检测手段,对尾矿氟金云母微晶玻璃的组织结构、电学性能、加工性能进行研究。实验结果表明:以Cr_2O_3为晶核剂,650℃核化2 h,860℃晶化3 h,可制备主晶相为KMg_3(Si_3AlO_(10))F_2的氟金云母微晶玻璃。随着Cr_2O_3含量增加,其晶体交错程度增大,径厚比达73。常温下,尾矿微晶玻璃体积电阻率达10~(12)Ω·m,而温度达到600℃时,尾矿微晶玻璃体积电阻率为10~6Ω·m;常温100 kHz时,尾矿微晶玻璃的介电常数为8.79～9.64,介电损耗为10~(-3)。随着Cr_2O_3含量增加,材料硬度逐渐下降后达到稳定,材料切削性能先增强,之后趋于稳定,基于材料硬度计算所得的切削性大于0.032。     

CaO-MgO-Al2O3-SiO2-F系可切削微晶玻璃的晶化机理研究

在CaO MgO Al2 O3 SiO2 F系可切削微晶玻璃体系中 ,本研究分析了K2 O和ZrO2 对玻璃析晶和显微结构的影响 ,探讨了晶化机理。K+ 促使云母相的生成和球晶的形成 ;晶化过程中 ,云母和顽辉石互为外延生长 ,使球晶中条状晶解离为片状晶。ZrO2 与F- 一起促使玻璃晶化后形成棒状云母晶粒 ,并具有晶粒长径比大、相互交错的显微结构     

CaO—MgO—Al2O3—SiO2—F系可切削微晶玻璃的晶化机理研究

在CaO-MgO-Al2O3-SiO2-F系可切削微晶玻璃体系中，本研究分析了K2O和ZrO2c对玻璃析晶和显微结构的影响，探讨了晶化机理。K^ 促使云母相的生成和球晶的形成，晶化过程中，云母和顽辉石互为外延生长，使球晶中条状晶解离为片状晶。ZrO2与F^-一起促使玻璃晶化后形成棒状云母晶粒，并具有晶粒长径比大、相互交换的显微结构。     

以钙云母为主相的可切削微晶玻璃的显微结构和性能

研究根据提高云母层结合强度的构想,研制以钙云母为主相可切削微晶玻璃,以钙云母和氧化锆为主相的微晶玻璃,具有棒状,长径比大,相互交错的晶粒,强度184MPa,断裂韧性2.17MPa.m^1/2,比目前临床用VITA提高了一倍,切削性能优良,材料的断裂和加工断口主要是云母层间的解理断裂和准解理断裂,故切削面光滑,易于保证加工的精度。同时说明提高云母层间结合强度是此类材料增强的本质所在。     

预处理对云母晶体析出机制的影响

采用高温融熔法制备SiO2-Al2O3-MgO—F系可加工玻璃陶瓷基础玻璃，应用XRD、SEM和EPMA等方法对不同预处理条件下样品晶体种类、显微组织进行分析，研究不同预处理条件下云母晶体的析出机制．结果表明：在相同组成的玻璃体系中，由于预处理条件的不同，导致了云母晶体以不同的析出机制析出，并且在不同的析出机制下，云母晶体的形态有着显著的差异．在快速升温的情况下，针状云母晶体在试样表面直接形核，相互平行的云母晶体几乎垂直于试样表面向中心长大；当试样预先在分相区处理后再加热到析晶温度时，针束状云母晶体以分相时形成的晶体为异质核心，呈相互交错方式长大；而当试样在过渡相析出区处理后再加热到析晶温度时，片状云母晶体呈相互交错状以异质外延长大机制析出。     

ZrO2/钙铝硅系微晶玻璃复合材料热处理制度研究

采用Sol-gel法制备ZrO2/CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃复合材料,通过差热分析、X射线衍射和扫描电镜等对材料进行表征.结果表明:烧结温度范围为1035～1065℃,晶化温度约为870℃条件下所制得的复合微晶玻璃材料主晶相为t-ZrO2和β-CaSiO3,具有较高的抗折强度,可以用于制备高强度牙科材料.     

碳纤维增强可切削金云母微晶玻璃复合材料的制备及其特性

金云母微晶玻璃 KMg_3[AlSi_3O_(10)]F_2是一种脆性、可切削的陶瓷材料,经碳纤维增强制成复合材料(CPMC)后,其脆性和力学性能得到显著改善,而可切削性能保持不变。实验结果证明:金云母基体的缺口弯曲强度 S_b=11.26MPa,断裂韧性 K_(lc)=0.24MPa·m~(1/2),断裂功 W_F=145.9(?),而含碳纤维5.56%的 CPMC,其 S_b=47.10MPa,K_(lc)=1.1MPa·m~(1/2),W_F=2133.2(J/(m~2)),二者相比提高4至14倍。     

中钛型含钛高炉渣制微晶玻璃及其性能研究

以中钛型含钛高炉渣为主原料制备微晶玻璃,利用渣中的TiO2作晶核剂.采用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析技术研究了含钛高炉渣用量的变化对基础玻璃晶化、微晶玻璃性能的影响.结果表明,渣中适量的TiO2对玻璃晶化有较好的促进作用.渣用量较低时制得的微晶玻璃的主晶相为硅灰石,但当渣用量超过70％时,主晶相发生变化,变为钙铝黄长石等长石类矿相.中钛型含钛高炉渣用量为63％左右时,制得的微晶玻璃晶相含量合适,性能最好.此时采用的热处理制度为:核化温度720℃,保温1h,晶化温度945℃,保温2h,制得的微晶玻璃抗弯强度为121.68MPa,显微硬度为7.81 GPa.     

云母微晶玻璃/Y-TZP复相材料的制备和力学性能

本文用烧结法制备了云母微晶玻璃／－TZP复相材料,用X光衍射分析（XRD）法测定了材料断裂过程中氧化锆的相变体积分数,用拉曼微探针谱测定了相变区宽度,并对增韧机制进行了研究．结果表明：氧化锆的加入可以显著提高材料的力学性能．当加入40vol％ZrO₂时,云母微晶玻璃的强度和断裂韧性分别可达446MPa和4．8MPam^1／2氧化锆的相变分数随氧化锆含量的增加而减小,而相变区宽度随氧化锆含量的增加而增大;氧化锆主要通过应力诱导相交增韧机制来提高云母微晶玻璃的断裂韧性,但随着氧化锆含量的增加,裂纹在氧化锆颗粒附近的偏转会进一步提高材料的断裂韧性．     

硬盘基板用微晶玻璃的析晶过程研究

利用差热分析、热膨胀曲线与Ｘ射线衍射等方法研究了含ＴｉＯ_２和ＺｒＯ_２的 ＭｇＯ－Ａｌ_２Ｏ_３－ＳｉＯ_２玻璃的析晶过程．７８０℃时玻璃中析出的镁铝钛酸盐促使玻璃在８００℃析出Ｍｇ－透辉石,随后在 ９３０℃Ｍｇ－透辉石和镁铝钛酸盐开始向假蓝宝石、金红石和Ｚｒ／Ｔｉ固溶体转变;１０３０℃假蓝宝石开始转变为β－石英固溶体,而在１１２５℃以上温度,β－石英固溶体转化为α－堇青石、方石英和顽火辉石,同时金红石和Ｚｒ／Ｔｉ固溶体向锆英石和钛酸镁转变．依据玻璃析晶序列,选择在９３０～１０５０℃间温度下对玻璃进行热处理,制得以假蓝宝石为主晶相的微晶玻璃．此微晶玻璃具有细小均匀的晶粒结构,具有高的弹性模量（１２０ＧＰａ）和良好的表面性能,是适宜的硬盘基板材料．     

玻璃料对可陶瓷化硅橡胶基复合材料耐高温性能的影响

玻璃料可以改善可陶瓷化硅橡胶基复合材料高温热解后的力学强度,保持结构的完整性。为了研究玻璃料的成分对云母/硅橡胶复合材料耐高温性能的影响,分别以玻璃料A和B为助熔剂,制得了2种复合材料,研究了其力学性能、微观形貌、热分解性能及陶瓷化机制。结果表明:云母/硅橡胶复合材料常温拉伸强度为3~4 MPa,600~1 200℃下热解后试样的弯曲强度在0.3~4.5 MPa之间,且保持结构完整;SEM结果显示玻璃料B有助于形成大量的液相结构,更好地改善热解后形成的陶瓷层的强度和结构;TG结果显示玻璃料可以加速硅橡胶的分解,因此要控制玻璃料的加入量;XRD结果显示在温度变化过程中,添加含SiO₂和K₂O成分较多的玻璃料B至云母/硅橡胶复合材料中形成了非晶相和钾长石（K₂O·Al₂O₃·6SiO₂）,从而提高陶瓷层的强度。      

柔性非织造布和玻璃纤维布叠层热压制备玻璃纤维布/聚苯硫醚复合板材

为改善玻璃纤维增强聚苯硫醚（PPS）复合板材的力学性能,分别以柔性的玻璃纤维布和PPS非织造布作为增强体和基体,采用叠层热压成型法制备出刚性的复合板材,采用力学性能测试、XRD、PLM、SEM研究了热压温度、热压时间、玻璃纤维含量和处理玻璃纤维布的硅烷偶联剂种类对复合板材的力学性能、结晶度、结晶形态和微观形貌的影响。结果表明,在无硅烷偶联剂处理玻璃纤维布时,控制热压温度为320℃,热压时间为30 min,压力为30 MPa,玻璃纤维质量分数为50%,复合板材的拉伸强度和弯曲强度最佳,分别为286.0 MPa和175.0 MPa,缺口冲击强度达到61.6 MPa。使用硅烷偶联剂KH560处理玻璃纤维布,在最佳成型工艺条件下,复合板材力学性能改善最明显,其弯曲强度为394.9 MPa,弯曲模量为23.6 GPa,层间剪切强度为16.4 MPa,缺口冲击强度为81.0 MPa。通过优化实验条件和使用硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面,复合板材的力学性能得到了明显提高。     

Formation of a new bioactive glass-ceramic

A new bioactive glass-ceramic with a nominal composition of CaO (54.5), MgO (6.0), SiO₂ (32.8), P₂O₅ (6.1) and CaF₂ (0.6), by weight ratio, has been developed. The crystalline phases termed hydroxyfluoroxyapatite, akermanite, and wollastonite were found to be present simultaneously at a temperature of 930°C. Furthermore, no cracks appear after the bulk glass is crystallized. This newly developed glass-ceramic has an average flexural strength of 233 MPa and a fracture toughness of 2.95 MPa m^1/2, which are higher values than for dense hydroxyapatite and known glass-ceramic. An apatite layer containing Ca, P and Si is formed on the surface after the glass-ceramic is soaked in a simulated body fluid for a short period of time, which is indicative of a high bioactivity.     

含Zn生物玻璃、玻璃陶瓷与聚酯复合骨组织工程支架的制备及性能

采用溶胶凝胶法在58S生物玻璃的基础上用氧化锌取代3? mol％的氧化钙制备了含锌的生物玻璃粉体 (58S3Z),对合成的粉体采用有机泡沫浸渍法在700℃及1200℃制备出58S3Z-700℃、58S3Z-1200℃玻璃及玻璃陶瓷多孔支架。在所得支架表面涂覆PLGA及PBS薄膜制备出58S3Z-1200℃-PLGA及58S3Z-1200℃-PBS复合支架。对其形貌、 孔隙率、 力学性能、 体外降解性及细胞相容性进行了系统研究。复合后多孔支架仍然保持三维连通的多孔结构,孔隙率与复合前(86.9%±0.8% (58S3Z-700℃),80.1%±0.6% (58S3Z-1200℃)）相比稍有下降,分别为75.9%±0.6% (58S3Z-1200℃-PLGA)和77.9%±0.9% (58S3Z-1200℃-PBS)。但复合多孔支架显示出较高的抗压强度,分别达到1509.4 kPa±162.8 kPa (PLGA) 和901.6 kPa±94.5 kPa (PBS),与玻璃和玻璃陶瓷支架 (258.4 kPa±23.6 kPa) 相比具有较大的提高。体外降解实验表明58S3Z-1200℃-PLGA、58S3Z-1200℃-PBS复合多孔支架可降解, 经过28天的浸泡其失重率分别达到13.3％和2.1％。体外研究结果表明:58S3Z玻璃陶瓷支架复合PBS或PLGA后支持成骨细胞黏附、铺展和生长。这种新型的复合支架具有三维的网状多孔结构,良好的力学性能、降解性和细胞相容性,有望成为一种较理想的骨组织工程支架。      

Ce-YAG微晶玻璃的制备及其发光性能

采用高温固相熔融法在弱还原气氛下制备了Ce3+离子掺杂的Y2O3-A12O3-SiO2(SAY)系基础玻璃,并在1250℃~1300℃热处理一定时间制备了晶相为YAG的黄色微晶玻璃。通过XRD、SEM研究了微晶玻璃的结构及相组成;激发和发射光谱分析了Ce3+离子在玻璃及微晶玻璃不同基质中的发光特性,以及Al2O3/Y2O3摩尔比对微晶玻璃样品发光性能的影响。结果表明:基础玻璃经热处理能得到Ce-YAG微晶玻璃,晶粒大小在80~120nm范围内,晶粒发育良好。该微晶玻璃样品能被450nm有效激发,并在530nm处有宽带发射峰,归属于Ce3+的5d-4f(2F2/7)。该微晶玻璃在LED照明领域中有很大的应用开发价值。Al2O3和Y2O3的摩尔含量变化对微晶玻璃发光性能有较大影响,在Al2O3/Y2O3的摩尔比为1.5时,样品的发光性能最佳。     

化学组成对微晶玻璃/金属复合材料性能的影响

研究了一种新型装饰材料—微晶玻璃/金属复合材料。在微晶玻璃与金属基体复合过程中,基础玻璃组分的选择对两者结合质量有较大的影响,借助XRD、DTA及各种性能测试手段对基础玻璃及微晶玻璃和复合材料试样进行了研究,结果表明,ZnO/Al2O3>1组成的微晶玻璃与金属达到了良好的匹配,具有较好的结合强度。