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熔融法制备生物活性玻璃

发布时间:2016/5/27

很早制备生物活性玻璃的方法是熔融法。通常原料要求有一定的纯度,不含有超过限量 或未知的对生物体有害的成分。粉状原料在配合时应按适当的称量步骤及次序称出,并放在 一起混合,混合时又须注意使配合料保持一定的湿度,以避免粉尘飞扬,一般水分可控制在 4%〜10%之间。从不同类型生物玻璃中可以看出,多数玻璃都含有CaO和P25的组分, 与生物骨骼和牙齿的组成相适应,从熔融玻璃的技术角度来说,一般P205组分都用磷酸盐 作为原料引入,如果组分中同时含有ai2o3则部分也可用磷酸铝引入,对p2o5的不足部分 亦可用磷酸引入,或使之与其他原料反应以合成盐类,这样制得的配合料可避免p2o5的大 量挥发,从而使玻璃组成得以控制。

有些生物玻璃属于高碱类型,如45S5玻璃熔制时,坩埚的选择也很重要。由于组成中 含碱性氧化物高,对黏土或高铝坩埚侵蚀严重,在这种坩埚内熔制这类玻璃,坩埚会被严重 侵蚀而影响到玻璃的性能;特别是外来氧化铝进入玻璃时,玻璃表面由于化学稳定性的提 高,将使材料的生物活性降低,所以这类玻璃的熔制,很好在铂坩埚内进行。而磷酸盐玻璃 对一般的铝硅质耐火材料侵蚀严重,对石英玻璃侵蚀也很严重,因此在坩埚的选择上更为 困难。

高碱和含磷较高的生物玻璃的熔制,很高温度约在1300〜1350°C。但以CaO-Al2O3- P205系统为基础的玻璃,常需要在1500°C下用铂坩埚盛料熔制。熔好的玻璃可水淬成碎 屑,或浇注成形。在需要作微晶化处理时,一般在600°C左右保温一定时间,以进行核化, 然后在更高温度范围使之晶化。

熔融法是制备生物玻璃的常用方法,但用这种方法制备生物活性玻璃的要求较高,具有 一*定的局限性。

①对原料要求高作为熔融法制备生物玻璃所用原料,要求纯度有保证,不含有超过 限量或未知对生物体有害的成分。

②熔融过程中易侵蚀坩埚制备高碱性生物玻璃(如45S5)时,由于组成中碱性氧化 物含量高,熔制过程中会对黏土和高铝坩埚造成侵蚀而影响表面性能,而磷酸盐玻璃对一般 的铝硅质坩埚侵蚀严重。

③熔融所需温度高高碱和含磷较高的生物玻璃的熔制,很高温度约在1350°C左右, 以CaO-Al23-P25系统为基础的玻璃常需要在1500°C下熔制,而MgO-Al2 03-Si〇2系统 微晶玻璃熔制温度需达1650°C。高温烧结易造成k料成分不均匀,降低材料的生物活性。

④组分不易控制含氟玻璃中的氟化物容易挥发,影响组成;而熔制过程中坩埚本身的Si〇2容易被侵蚀下来,影响玻璃的成分和性能。采用该方法制备的生物玻璃密实无孔、 比表面积小,一般当Si02含量超过60%(质量分数)时,玻璃就不再具有生物活性。

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