【摘 要】
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本文采用溶胶-凝胶法制备了CaO-ZnO-P2O5-SiO2生物微晶玻璃及其碳纤维增强的Cf/CaO-ZnO-P2O5-SiO2生物复合材料,研究了热处理工艺和烧结温度对微晶玻璃及其复合材料的物相组
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本文采用溶胶-凝胶法制备了CaO-ZnO-P2O5-SiO2生物微晶玻璃及其碳纤维增强的Cf/CaO-ZnO-P2O5-SiO2生物复合材料,研究了热处理工艺和烧结温度对微晶玻璃及其复合材料的物相组成、微观组织和力学性能的影响,并对材料在模拟体液（SBF）中的表面沉积行为进行了初步探讨。研究结果表明:热压烧结和无压烧结制备的CaO-ZnO-P2O5-SiO2生物微晶玻璃的抗弯强度和断裂韧性均随烧结温度的升高而逐渐降低,热压制备材料的抗弯强度和致密度要明显高于无压制备结果,热压烧结CaO-ZnO-P2O5-SiO2生物微晶玻璃在1050℃,10MPa时可达到的最高力学性能分别为:抗弯强度65.9MPa和断裂韧性1.29MPa.m1/2,无压烧结分别可达到20.1MPa和0.49MPa.m1/2。热压烧结Cf/CaO-ZnO-P2O5-SiO2生物复合材料的抗弯强度和断裂韧性在相同压力下,随温度的升高而逐渐降低;在相同温度下,随压力的增大而增大;热压烧结Cf/CaO-ZnO-P2O5-SiO2生物复合材料在1050℃,15MPa时可达到的最高力学性能分别为:抗弯强度237.1MPa和断裂韧性6.45MPa.m1/2,较CaO-ZnO-P2O5-SiO2生物微晶玻璃分别提高了大约3倍和5倍,弹性模量21.8GPa,基本符合了骨代替和移植材料的力学性能方面的要求。裂纹偏转和纤维拔出是Cf/CaO-ZnO-P2O5-SiO2生物复合材料力学性能提高的主要机理。通过对CaO-ZnO-P2O5-SiO2体系微晶玻璃和Cf/ CaO-ZnO-P2O5-SiO2材料体外法试验,由XRD图和SEM图知该体系具有很好的生物活性,而且表面的粗糙度影响材料的体外生物行为。
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