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Ca_（10）（PO_4）_6（OH）_2-Al_2O_3复合材料的结构和力学性质研究

作　者: 王国强
导　师: 许大鹏
学　校: 吉林大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 羟基磷灰石氧化铝复合物高压高温方法力学性质
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文使用羟基磷灰石和氧化铝作为初始原料,按一定比例,利用球磨法充分混合形成羟基磷灰石-氧化铝复合物,以此复合物为研究对象,在常压烧结或在高压高温下合成块体材料,进行结构和力学性质研究。实验结果表明:球磨制备的掺氧化铝的羟基磷灰石复合物粉体,在常压下1000℃烧结后,衍射峰显著锐化,结晶度提高,晶体结构为羟基磷灰石和Al₂O₃共存。使用AFM观察到颗粒粒径随温度升高而显著增大的区域为440-1000℃,400℃以下和1000℃以上颗粒尺寸增加不明显。常压烧结制备的羟基磷灰石-氧化铝复合物,其抗压强度随氧化铝的含量增加而增加。但烧结温度对抗压强度的影响显著,当Al₂O₃含量大于25%时,7000C烧结抗压强度显著提高。高压高温合成的复合物块体样品,晶体结构也没有改变,但氧化铝含量越高,结晶度越差。在3.9GPa冷压压制的羟基磷灰石和羟基磷灰石-氧化铝（5%）样品,显微硬度高于2.0GPa冷压压制的同配比样品。当氧化铝含量增加到15%时,高压和低压样品的硬度基本相同。继续提高氧化铝的含量,高压样品的显微硬度明显下降。热压的样品,在一定高温下,提高压力硬度有升有降,无规则变化。一种配比的样品在同一压力下改变温度时,硬度改变也没有规律。

全文目录

第一章前言  8-25
  1.1 陶瓷材料简介  8-12
  1.2 生物陶瓷材料的研究和发展概况  12-17
    1.2.1 生物惰性(Bioinert)陶瓷  14-15
    1.2.2 生物活性(Bioactive)陶瓷  15-17
    1.2.3 生物吸收性(Biodegradable)陶瓷  17
  1.3 生物陶瓷的应用前景  17-19
  1.4 羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2, 简称HAP或者HA)的研究现状及制备  19-22
    1.4.1 羟基磷灰石的研究现状  19-21
    1.4.2 羟基磷灰石的制备  21-22
  1.5 高压方法介绍  22-23
  1.6 本文研究的意义和目的  23-25
第二章实验方法和测试分析仪器  25-31
  2.1 前驱粉体的制备  25
  2.2 高压实验方法  25-30
    2.2.1 高压实验装置  25-26
    2.2.2 高压组件制作  26-28
    2.2.3 压力定标与温度定标  28-29
    2.2.4 高压高温合成过程  29-30
  2.3 结构和物性分析仪器  30-31
    2.3.1 差热分析(TG—DTA)  30
    2.3.2 X-射线衍射(XRD)  30
    2.3.3 Raman 谱  30
    2.3.4 抗压强度和显微硬度  30-31
第三章常压烧结及高压高温处理对羟基磷灰石和羟基磷灰石-氧化铝复合物的结构和物性的影响  31-56
  3.1 实验过程  31-32
    3.1.1 羟基磷灰石-氧化铝复合物的制备  31
    3.1.2 常压高温处理  31-32
    3.1.3 高压高温处理  32
  3.2 羟基磷灰石原料和羟基磷灰石-氧化铝复合物常压高温下的结构稳定性和抗压强度  32-43
    3.2.1 HAP和HAP-Al_2O_3复合物粉体的热稳定性  32-34
    3.2.2 XRD结构分析  34-36
    3.2.3 不同温度烧结对晶粒生长的影响  36-37
    3.2.4 拉曼测量  37-40
    3.2.5 不同掺杂样品抗压强度  40-43
  3.3 羟基磷灰石和掺氧化铝的羟基磷灰石复合物在高压高温下的结构和显微硬度  43-56
    3.3.1 XRD结构分析  43-49
    3.3.2 显微硬度测试  49-56
第四章结论与展望  56-63
  4.1 结论  56-58
  4.2 展望  58-63
摘要  63-66
Abstract  66-71
致谢  71

Ca_（10）（PO_4）_6（OH）_2-Al_2O_3复合材料的结构和力学性质研究

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