耐腐蚀氧化锆陶瓷及其制备方法与流程

文档序号:12450971阅读:732来源:国知局

本发明涉及生物技术领域,尤其涉及一种耐腐蚀氧化锆陶瓷及其制备方法。



背景技术:

氧化锆陶瓷(Zirconia Bioceramics)是以氧化锆为主要成分的生物惰性陶瓷,其显著特征是具有高断裂韧性、高断裂强度和低弹性模量。氧化锆具有极高的化学稳定性和热稳定性(Tm=2953K),在生理环境中呈现惰性,具有很好的生物相容性。纯氧化锆具有三种同素异型体,在一定条件下可以发生晶型转变(相变)。在承受外力作用时,其 t 相向 m 相转变的过程需吸收较高的能量,使裂纹尖端应力松弛,增加裂纹扩散阻力而增韧,因而具有非常高的断裂韧性。

氧化锆陶瓷的生产要求制备高纯、分散性能好、粒子超细、粒度分布窄的粉体,氧化锆超细粉末的制备方法很多,氧化锆的提纯主要有氯化和热分解法、碱金属氧化分解法、石灰熔融法、等离子弧法、沉淀法、胶体法、水解法、喷雾热解法等。粉体加工方法有共沉淀法、溶胶一凝胶法、蒸发法、超临界合成法、微乳液法、水热合成法网及气相沉积法等。

相比金属,氧化锆陶瓷与内衬的摩擦因数更小,研究结果表明氧化锆陶瓷与聚四氟乙烯间的磨损率比Co-Cr-Mo合金与聚四氟乙烯的磨损率低20倍,同时氧化锆由于具有高强度、高韧性和高表面光洁度且无毒耐腐蚀,化学性能稳定的特点,被认为是制备高载荷条件下人工关节球头的理想替代材料,是一种替代人骨的材料,但是在人体中,容易被腐蚀。



技术实现要素:

本发明针对现有技术的不足,提供一种耐腐蚀氧化锆陶瓷及其制备方法,耐人体体液腐蚀性能强。

本发明采用以下技术方案:

耐腐蚀氧化锆陶瓷,包括以下重量份计的原料:氧化锆100~120份、高岭土7~8份、氧化镁10~15份、琥珀酸二辛酯磺酸钠20~30份、羟基磷灰石10~20份、交联剂10~20份、引发剂5~9份。

作为优选,羟基磷灰石的粒径为20~90μm。

作为优选,交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或二乙烯基苯或二异氰酸酯。

作为优选,引发剂为偶氮二异丁腈或过硫酸铵或过氧化苯甲酰。

上述耐腐蚀氧化锆陶瓷的制备方法,包括以下步骤:将氧化锆、高岭土、氧化镁、琥珀酸二辛酯磺酸钠、羟基磷灰石、交联剂、引发剂混合均匀,放在质量含量为10~12%铑的铂金坩埚内,密封坩埚,保持温度在1200~1300℃,反应2~3h,立刻转到退火炉内在200~300℃热处理4~5h,缓慢冷却至室温,即可。

作为优选,铂金坩埚的铑质量含量为11%。

本发明的高岭土、氧化镁可以和氧化锆形成低聚物,对氧化锆表面润湿,通过表面张力使颗粒靠紧并填充气孔,促进烧结,提高陶瓷的硬度和耐腐蚀性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。

实施例1

耐腐蚀氧化锆陶瓷,包括以下重量份计的原料:氧化锆100份、高岭土7份、氧化镁10份、琥珀酸二辛酯磺酸钠20份、羟基磷灰石10份、交联剂10份、引发剂5份。

羟基磷灰石的粒径为20μm。

交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。

引发剂为偶氮二异丁腈。

上述耐腐蚀氧化锆陶瓷的制备方法,包括以下步骤:将氧化锆、高岭土、氧化镁、琥珀酸二辛酯磺酸钠、羟基磷灰石、交联剂、引发剂混合均匀,放在质量含量为10%铑的铂金坩埚内,密封坩埚,保持温度在1200℃,反应2h,立刻转到退火炉内在200℃热处理4h,缓慢冷却至室温,即可。

实施例2

耐腐蚀氧化锆陶瓷,包括以下重量份计的原料:氧化锆120份、高岭土8份、氧化镁15份、琥珀酸二辛酯磺酸钠30份、羟基磷灰石20份、交联剂20份、引发剂9份。

羟基磷灰石的粒径为90μm。

交联剂为二异氰酸酯。

引发剂为过氧化苯甲酰。

上述耐腐蚀氧化锆陶瓷的制备方法,包括以下步骤:将氧化锆、高岭土、氧化镁、琥珀酸二辛酯磺酸钠、羟基磷灰石、交联剂、引发剂混合均匀,放在质量含量为12%铑的铂金坩埚内,密封坩埚,保持温度在1300℃,反应2h,立刻转到退火炉内在200℃热处理4h,缓慢冷却至室温,即可。

实施例3

耐腐蚀氧化锆陶瓷,包括以下重量份计的原料:氧化锆110份、高岭土7.5份、氧化镁12份、琥珀酸二辛酯磺酸钠25份、羟基磷灰石15份、交联剂15份、引发剂7份。

羟基磷灰石的粒径为50μm。

交联剂为二乙烯基苯。

引发剂为过硫酸铵。

上述耐腐蚀氧化锆陶瓷的制备方法,包括以下步骤:将氧化锆、高岭土、氧化镁、琥珀酸二辛酯磺酸钠、羟基磷灰石、交联剂、引发剂混合均匀,放在质量含量为11%铑的铂金坩埚内,密封坩埚,保持温度在1250℃,反应2.5h,立刻转到退火炉内在250℃热处理4.5h,缓慢冷却至室温,即可。

实施例4

耐腐蚀氧化锆陶瓷,包括以下重量份计的原料:氧化锆108份、高岭土7.8份、氧化镁14份、琥珀酸二辛酯磺酸钠28份、羟基磷灰石12份、交联剂11份、引发剂8份。

羟基磷灰石的粒径为30μm。

交联剂为二乙烯基苯。

引发剂为过氧化苯甲酰。

上述耐腐蚀氧化锆陶瓷的制备方法,包括以下步骤:将氧化锆、高岭土、氧化镁、琥珀酸二辛酯磺酸钠、羟基磷灰石、交联剂、引发剂混合均匀,放在质量含量为11%铑的铂金坩埚内,密封坩埚,保持温度在1230℃,反应2.3h,立刻转到退火炉内在230℃热处理4.2h,缓慢冷却至室温,即可。

对比例1

与实施例1相同,不同在于,不加高岭土和氧化镁。

性能测试

对实施例1~4的陶瓷进行性能测试,结果见表1。

表1

结论:本发明的高岭土、氧化镁可以和氧化锆形成低聚物,对氧化锆表面润湿,提高陶瓷的硬度,硬度达到2000以上,

将单一的氧化锆陶瓷和本发明的陶瓷放在模拟体液中浸泡7天后,观察陶瓷表面。单一的氧化锆陶瓷表面被腐蚀,而本发明的陶瓷表面无变化,说明本发明具有良好的耐体液腐蚀性能。

以上公开的仅为本申请的其中几个具体实施例,但本申请并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化,都应落在本申请的保护范围内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1