羟基磷灰石合成及高温稳定性的研究

以Ca(NO₃)₂·4H₂O和(NH₃)₂HPO₄为原料,用沉淀法合成羟基磷灰石(HA)。在合成过程中添加明胶,考察明胶对HA成核、生长、粉末形态及热稳定性的影响。研究表明:当明胶加入量超过4wt％时,将阻碍HA的成核和生长;加4wt％明胶合成的粉末,经900℃煅烧,其平均颗粒尺寸为40nm,明显小于未加明胶的HA粉末,但热稳定性较差;在1000℃煅烧便有部分羟基磷灰石分解,生成β-磷酸钙。此β-磷酸钙煅烧至1500℃呈熔融态,仍没有相变为α-磷酸钙,具有很好的热稳定性。     

二氧化钛纳米管上电沉积羟基磷灰石

在NaF和H3PO4水溶液体系中,用电化学阳极氧化法在钛板表面形成一层结构规整有序的高密度TiO2纳米管阵列.随后在阳极氧化的钛基材表面沉积磷酸钙盐涂层,再经碱热处理使磷酸钙涂层转变为羟基磷灰石涂层.扫描电镜(SEM)观察了TiO2纳米管的微观结构以及生成的羟基磷灰石的形貌,X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的相组成,电化学工作站(CHI660)研究了试样在模拟体液中的极化行为.结果显示,Ti金属表面制备的规整的TiO2管直径约100nm左右.电沉积涂层CaHPO4·2H2O经碱处理后转变为羟基磷灰石.     

沉淀法制备纳米AlO3过程中亚稳态相变温度的研究

采用沉淀法以Al(NO3)3·9H2O和NH3·H2O为原料制备了Al(OH)3干凝胶,经过高温煅烧合成纳米级的α-Al2O3粉末,研究了不同的Al(OH)3干凝胶样品的TG/DTA变化和煅烧过程中亚稳态Al2O3的相变过程.试验证明,Al(OH)3干凝胶中NH4NO3和α-Al2O3籽晶的存在使θ→α成核势垒降低,从而使得相变温度也降低.NH4NO3的存在使θ-Al2O3→α-Al2O3的相变温度降低了40℃;NH4NO3和2wt%α-Al2O3籽晶的双重作用则使θ→α的相变温度约降低220℃.制备出的α-Al2O3粉末,粒径分布均匀,无明显团聚,近似六方球形,平均粒径为70nm.     

羟基磷灰石生物涂层的复合制备与生物相容性

采用等离子喷涂CaHPO4和水热处理复合制备羟基磷灰石生物涂层,研究了羟基磷灰石涂层的结合强度和溶解性,用成骨细胞考察了生物相容性,结果表明,喷涂涂层由C aHPO4,β－Ca2P2O7和α-C3(PO4)2组成,其相比例,结晶性和形貌取决于喷涂电流和喷涂距离;喷涂涂导经过水热处理可转化为针状结晶的缺钙羟基磷灰石,这种羟基磷灰石涂层具有高的结合强度和稳定性,与成骨细胞的生物相容性良好。     

纳米γ-Fe_2O_3的室温固相反应工艺研究

采用室温固相法合成了γ-Fe2O3的前驱体FeC2O4·2H2O及纳米γ-Fe2O3。以FeSO4·7H2O和H2C2O4·2H2O为原料,先得到了前驱体FeC2O4·2H2O,通过对反应机理的初步探讨,并研究其物质结构、分解过程和合适煅烧温度,最后在400℃下煅烧前驱体3h得到γ-Fe2O3纳米粒子。经热重(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测试手段的分析,结果表明:室温固相法合成纳米γ-Fe2O3产物γ-Fe2O3纯净、粒子为纳米级且分布均匀。     

沉淀法制备纳米Al_2O_3过程中亚稳态相变温度的研究

采用沉淀法以Al(NO3)3.9H2O和NH3.H2O为原料制备了Al(OH)3干凝胶,经过高温煅烧合成纳米级的α-Al2O3粉末,研究了不同的Al(OH)3干凝胶样品的TG/DTA变化和煅烧过程中亚稳态Al2O3的相变过程。试验证明,Al(OH)3干凝胶中NH4NO3和α-Al2O3籽晶的存在使θ→α成核势垒降低,从而使得相变温度也降低。NH4NO3的存在使θ-Al2O3→α-Al2O3的相变温度降低了40℃;NH4NO3和2wt%α-Al2O3籽晶的双重作用则使θ→α的相变温度约降低220℃。制备出的α-Al2O3粉末,粒径分布均匀,无明显团聚,近似六方球形,平均粒径为70nm。     

超声辅助湿法合成纳米HA及MWNT/HA复合材料

以Ca(NO3)2·4H2O、(NH4)2HPO4和NH3·H2O为原料,在超声波辅助下,湿法合成了羟基磷灰石,用FTIR、XRD和TEM对产物进行了分析,结果表明:合成的羟基磷灰石为纳米级纺缍状晶体,不用烧结即具有较高晶化度,且为单一的羟基磷灰石晶相。以此制备条件为基础,采用原位合成的方法制备了多壁碳纳米管/羟基磷灰石复合材料,FTIR、XRD和TEM的分析结果表明:碳纳米管能较好的分散于羟基磷灰石基体中,部分碳纳米管表面可被反应生成的羟基磷灰石所包覆,二者之间有着较好的相容性,可作为一种新型的生物复合材料应用。     

Y2O3对火法合成HA影响的扩散偶研究

采用嵌套式扩散偶法对比研究了添加稀土氧化物(1.0%Y2O3)和未添加稀土氧化物时羟基磷灰石的火法合成过程.试验选用CaO和CaHPO4·2H2O作为合成HA的原材料,制备成扩散偶放入管式炉中进行烧结,随炉冷却后进行XRD、SEM分析.结果表明:Y2O3能够促进γ-Ca2P2O7向β-Ca3(PO4)2转变;Y2O3参加了化学反应,生成了Ca3Y(PO4)3;掺杂试样的HA的峰值强度变强,可见Y2O3对Ca10(PO4)6(OH)2的生成有一定的加速作用.Ca元素的扩散系数由4.59×10-11 cm2/s提高为1.145×10-10 cm2/s.     

工艺条件对低温燃烧/水热法合成纳米羟基磷灰石的影响

以Ca(NO3)2·4H2O、(NH4)2HPO4和柠檬酸为原料,浓硝酸为溶剂,NH4NO3为助燃剂,采用低温燃烧/水热法能够快速合成羟基磷灰石纳米粉体.通过对不同工艺条件下得到的试样进行XRD、SEM等分析,研究了柠檬酸和NH4NO3的加入量对燃烧反应的影响,以及水热处理的温度和时间对水热反应的影响.研究结果表明,选择合理的工艺条件能够快速合成高纯度的羟基磷灰石纳米粉体.     

CPP/β-TCP双相磷酸钙陶瓷的制备

将聚磷酸钙(CPP)与生物羟基磷灰石(HA)复合制备出非晶态CPP/晶态β-TCP新型双相磷酸钙生物陶瓷,研究了CPP的含量和煅烧温度对其相组分、烧结性能和力学性能的影响.结果表明,高温下HA与CPP反应生成β-磷酸三钙(β-TCP)和水。当初始原料中CPP的含量(质量分数,下同)高于10%时,可制备出新型双相磷酸钙生物陶瓷CPP/β-TCP;当CPP的含量低于10%时,可制备出以HA/β-TCP为主相的复相陶瓷。在CPP含量为0-15%、煅烧温度高于1250℃或CPP含量为15%-30%、煅烧温度为1150-1250℃的条件下,都可制备出抗压强度较高的复相磷酸钙陶瓷。     

超细Mo-30Cu复合粉末的烧结行为

采用溶胶-喷雾干燥-煅烧-氧还原方法制备了晶粒尺寸为17-30 nm的超细Mo-30Cu复合粉末,在制备过程中经历了一系列的相转变,由喷雾干燥复合盐前驱体Cu7.6O8(NO3)+(NH4)2(Mo4O13)+(NH4)6(Mo7O24)(H2O)4+Cu4Mo5O17+CuMoO4在450℃煅烧后转变为CuMoO4+MoO3复合氧化物,在300℃低温还原转变为MoO2+Cu2O+Cu三相,再在700℃高温还原完全转变为Mo+Cu两相复合粉末.该粉末在1050-1200℃烧结时从亚稳态Mo(Cu)固溶体逐渐转变为Mo和Cu相,在1050℃烧结后得到致密度为99.7%的细晶合金.合金的最大抗拉强度可达755 MPa,最大延伸率可达15.8%.     

铁合金表面激光熔凝一步制备复合生物陶瓷涂层

在经过渡层预处理的TC4钛合金表面上预置设定配比的CaHPO4·2H2O、CaCO3混合粉末，比较少量Y2O3粉末对合成与涂覆生物陶瓷涂层的影响经优化激光工艺处理后，成功地实现一步激光束合成与涂覆生物陶瓷涂层该涂层具有优良的力学性能，且改善了植入材料弹性模量与生物硬组织的匹配性Y2O3对生物陶瓷涂层的合成及性能改善均有重要作用。     

α-TCP水化生成羟基磷灰石机理及其应用研究进展

介绍了α-TCP水化反应热力学基础及动力学模型,总结了原料粒度、水化温度、水化初始pH值等因素对α-TCP水化反应的影响;综述了α-TCP在制备骨水泥、羟基磷灰石晶须等方面的应用;提出了利用α-TCP水化反应,通过控制水化初始pH值等因素,制备羟基磷灰石晶须原位增强的磷酸钙基生物材料的设想.     

溶胶-凝胶法合成亚微米α-ZrW2O8的研究

以分析纯氯氧化锆、钨酸铵、氨水和浓硝酸为原材料,采用溶胶-凝胶法合成前驱体,通过后热处理生成α-ZrW2O8.所合成的前驱体为无定形,其在650℃晶型转变完全,但是其转变产物不是ZrW2O8,而是单斜的WO3和ZrO2以及WO3·0.5H2O和W2O6(H2O).温度和时间参数对所合成的前驱体转变过程影响较大.实验结果表明:低于600℃的热处理温度前驱体无法转变成ZrW2O8粉末.前驱体在600℃保温10～18h,随着保温时间的延长,其转变成ZrW2O8的量也相应增加.但在600℃保温时间超过18h,或者热处理温度高于600℃,都使生成的ZrW2O8粉末发生分解.溶胶-凝胶法合成的ZrW2O8粉末颗粒经SEM分析发现,平均粒径在0.1～0.2μm.     

P2O5对溶胶-凝胶玻璃热行为及生物活性的影响

以正硅酸四乙酯[Si(OC2H5)4,TEOS]、磷酸三乙酯[PO(OC2H5)3,TEP]和四水硝酸钙[Ca(NO3)2·4H2O]为前驱体,用溶胶-凝胶法分别制备了含有P2O5和不含P2O5的两种CaO-P2O5-SiO2系统生物活性玻璃.对凝胶采用TG-DTA技术研究了从凝胶到玻璃转变过程的热行为,探讨了其热反应机理,并通过玻璃的体外实验(in vitro)研究其生物活性.结果显示CaO-SiO2组成中加入P2O5热行为发生变化300～420℃之间TEP的酯类基团氧化分解,570℃左右磷离子脱去残余的羟基.P2O5的引入导致玻璃表面形成的羟基磷灰石的晶体颗粒增大,结晶程度提高,改善了玻璃的生物活性.     

CaF2-MoS2铁镍基自润滑复合材料的摩擦学性能研究

以不同含量的MoS2、CaF2为润滑相,加入Cu、Fe和合金等元素,采用粉末冶金烧结工艺制备了具有在室温和高温下均有自润滑作用的铁镍基复合材料.采用UMT-2摩擦磨损试验仪、扫描电镜以及X射线衍射测试并分析了复合材料的摩擦磨损性能以及机理.结果表明,随着MoS2含量的减少、CaF2含量的增加,在室温时摩擦系数、磨损率均增大;而高温时摩擦系数、磨损率先降低后增大.当MoS2、CaF2各含3％(质量百分数)时复合材料在室温和高温时拥有最佳的摩擦性能.该复合材料室温时主要是MoS2起润滑作用,降低材料的摩擦磨损;而高温时MoS2、CaF2与金属相互作用生成CrxSx+1以及MoO2、CaMoO4、Fe2O3、FeMo4F6等物质,这些物质在摩擦表面形成复合润滑膜而起润滑作用.     

纳米TiO_2在液相中的分散性研究

探讨了纳米TiO2颗粒在水分散介质中的分散工艺,研究了机械搅拌、无机电解质、表面活性剂等对TiO2分散性的影响。研究结果表明,以水作分散介质,通过机械搅拌并加入无机电解质Na4P2O7·10H2O、(NaPO4)6和表面活性剂山梨醇、三乙醇胺、OP-10、SDBS,以及选择合适的pH值可制备出分散稳定性良好的纳米TiO2分散体系。     

高温气-固反应水解制备八面体形四氧化三钻粉末

提出了一种以CoCl2·xH2O为原料,高温气-固反应水解制备四氧化三钴粉末的新方法,实验考察了反应温度、氯化钴结晶水含量及惰性分散介质的添加对产物的影响.采用X射线衍射、扫描电镜、激光粒度分析对样品的物相、形貌、粒度等进行了表征.结果表明：制备的粉末颗粒由{111}晶面所包围,呈八面体形貌,粒度在亚微米至微米级;反应温度越高,产物粒子的粒径越大;以COCl2·2H2O为原料制备的粉末粒径分布范围较窄;惰性分散介质的添加改善了粉末的单分散性.简要分析了形成八面体形貌的原因及各因素对粉末形貌与粒度的影响.     

磷酸四钙合成机理及其稳定性研究

本文讨论了直接固相反应法制备磷酸四钙的工艺过程,证明原料在煅烧过程中先生成了羟基磷灰石,接着在更高的温度由羟基磷灰石分解产生磷酸四钙.同时还发现磷酸四钙在潮湿和高温环境下均会转变为羟基磷灰石.     

低热固相反应制备纳米铈镍铁氧体粉末

采用Ce(NO3 ) 3 ·6H2 O、NiSO4·6H2 O、FeCl3 ·3H2 O和H2 C2 O4·2H2 O为原料 ,室温固相反应制备出相应的草酸盐前驱物 ,将前驱物在 3 80℃下分解 3h ,得到Ce0 .2 5NiFeO3 的棕黑色粉末 ,用热分析、X射线粉末衍射、透射电镜、扫描电镜对产物的组成、大小、形貌及有关性质进行了表征。结果表明获得了平均粒径为 3 0nm、分布均匀、无团聚的铈镍铁氧体纳米粉末