短切碳纤维羟基磷灰石生物复合材料的制备及性能

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1、短切碳纤维/羟基磷灰石生物复合材料的制备及性能简介作为骨修复材料，羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2](HA)的骨传导性、生物相容性、界面活性均优于各类传统医用钛合金、硅橡胶及植骨用碳素材料等,但其脆性高、抗折强度低,自身力学性能差。通过HA与第二相材料的复合制备强韧化的复合材料可以解决这一问题。简介碳纤维(Cf)是一类力学性能优异的无机非金属材料,无蠕变,耐疲劳,热膨胀系数小,弹性模量高,而且具有生物惰性,在人体中可以稳定存在,无毒性,与人体的各种组织相容性好,无排异反应,在纤维的表面能诱发组织生长,是一种理想的

2、增强材料,已广泛应用于医学、生命科学等领域。实验过程短切Cf的预处理长度<100μm,直径10~15μm,抗拉强度650MPa。实验过程试样的制备实验采用原位复合法制备复合粉末。结果与讨论短切Cf氧化处理前后SEM形貌结果与讨论处理前后的碳纤维FTIR谱图结果与讨论短切Cf/HA生物复合材料力学性能分析结果与讨论短切Cf/HA生物复合材料断口SEM形貌分析结果与讨论短切Cf/HA生物复合材料断口SEM形貌分析结论(1)氧化处理后的碳纤维表面变粗糙,有羟基羧基官能团出现。(2)采用原位复合法制备的短切Cf/HA生物复合材料在

3、Cf质量分数为3%时相对密度达到最大,力学性能最好,弯曲强度达到130MPa,超过自然骨50~80MPa的水平,比自然骨高出约40%,弯曲模量达到36GPa,达到自然骨22~36GPa的水平。(3)复合材料断口SEM照片表明,Cf质量分数在低于6%时能够实现在基体中的均匀分布,达到11%时均匀性下降,而且氧化处理Cf比未氧化处理Cf与基体结合的紧密。谢谢！