医用纳米晶tzp陶瓷的制备工艺与性能分析

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1、目录2．3．1真空无压两步烧结法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2l2．3．1．1模压成型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2l2．3．1．2无压两步烧结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2l2．3．2真空热压两步烧结法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯222．3．3真空热压一步烧结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯232．4烧结体的结构表征与性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯232．4．1相对密度的测量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯232．4．2抗弯强度测试⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯242．4．3硬度测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯252．4．4物相分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．252．4．5微观形貌分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯262．5抗老化性能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26第三章Z内2．A1203纳米粉体的制备工艺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯273．1pH值对粉体的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。273．2水热反应温度和时间对粉体的影响⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯303．3干燥方式对粉体的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯323．4煅烧温度对粉体的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯343．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35第四章TZP的两步烧结工艺与性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯374．1真空无压两步烧结工艺及其对烧结体结构与性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯374．1．1坯体的成型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．374．1．1．1成型压力对坯体相对密度的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯．384．1．1．2成型压力对烧结体结构与性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．394．1．2真空无压两步烧结制度对烧结体结构与性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯414．1．3稳定剂对烧结体结构与性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯454．2真空热压两步烧结工艺及其对烧结体结构与性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯474．2．1第一步烧结温度对烧结体结构与性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯484．2．2第二步烧结温度对烧结体结构与性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯494．3热压和无压两步烧结样品的结构和性能比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯524．4本章

5、小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52第五章TZP陶瓷抗老化性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯545．1水热介质对TZP陶瓷抗老化性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯545．1．1真空无压烧结样品⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．545．1．2真空热压烧结样品⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯555．2晶粒尺寸对TZP陶瓷抗老化性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．57V目录5．3稳定剂和密度对TZP陶瓷抗老化性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯585．4本章小结

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯60第六章结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6l致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．62参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。63攻读学位期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．69Ⅵ第一章绪论1．1选题背景弟一旱瑁比四方相氧化锆陶瓷(TZP)不仅具有良好的力学性能，还具有良好的耐磨性和抗腐蚀性，且呈生物惰性，是一种重要的人体

7、硬组织替换材料【1。31。目前，TZP陶瓷在生物医学中主要用于全髋关节的置换(T陬)和牙科的修复。由于TZP陶瓷的断裂韧性远远高于氧化铝，其髋关节植入体的球头直径较小，因此，全髋关节置换所使用的球头几乎都是TZP，且失效率很低pJ。TZP陶瓷在牙科修复上是目前唯一的可以用于制作“桥”的陶瓷修复材料【4-51。TZP在受到较大外力作用时，其内部裂纹尖端的应力会诱导四方相向单斜相转变，即所谓的应力诱导马氏体相变，并伴随着体积膨胀11,6】。由于相变过程会吸收一部分裂纹扩展的能量，同时，相变区域的体积膨胀在裂纹尖端产生的压

8、应力中和了裂纹扩展的张应力，从而抑制了裂纹的扩展，因此，在宏观上就表现出较高的断裂韧性(7．10MPa．m-l彪)，远远高于氧化铝(4MPa．m。1尼)。然而氧化锆陶瓷在室温下的稳定相为单斜相，所以在氧化锆粉体制备过程中需要向其中掺入具有四方相晶体结构的稳定剂，从而使得高温下的四方相氧化锆在冷却过程中稳定，这样就可以制得所希望的TZP陶瓷，常用