羟基磷灰石热稳定性研究进展

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1、·66·材料导报：综述篇2010年9月(上)第24卷第9期羟基磷灰石热稳定性研究进展薛兴勇。，崔学民，昝青峰。，韩要丛，王晨。，董利民(1广西大学化学化工学院，南宁530004；2清华大学核能与新能源技术研究院精细陶瓷北京市重点实验室，北京100084)摘要概述了化学计量比HA及缺钙型HA在高温下的热分解机制，综述了国内外对HA热稳定性研究的成果，总结了通过提高钙磷比、向晶格中引入F一或K、改变测试气氛等提高HA热稳定性的方法及其机理，展望了制备高温稳定的HA粉末和晶须的研究方向和可能的途径。关键词羟基磷灰石晶须热稳定性分解机制TheTherma

2、lStability0fHydrOxyapatite：AReviewXUEXingyong，CUIXuemin，ZANQingfeng。，HANYaocong，WANGChen。，DONGLimin(1SchoolofChemistryandChemicalEngineering，GuangxiUniversity，Nanning530004；2BeijingKeyLaboratoryofFineCeramics，InstituteofNuclearandNewEnergyTechnology，TsinghuaUniversity，Beijing

3、100084)AbstractThemechanismsofdecompositionaboutstoichiometricHAandcalcium-deficientHAaredescribedfirstly，thentheresearchresultsonthermalstabilityofHAarereviewed．AndsomemethodstoimprovethethermalstabilityofHA，suchasincreasingCa／P，introducingotherionsintocrystallatticeofHA，cha

4、ngingatmosphereoftestingandSOon，aresummarized．ThepossibleroutesofpreparingHAwithhighthermalstabilityareputforward．Keywordshydroxyapatite，whisker，thermalstability，mechanismofdecomposition性的研究较多，但还没有HA热稳定性相关综述性文章的报0引言道，基于此，本文首先介绍HA的热分解机制，然后综述国内羟基磷灰石(HA)由于与人体硬组织如骨、牙等具有相外研究HA热稳定性

5、的最新成果，最后展望制备高温稳定似的无机矿物成分和结构，因而具有良好的生物相容性和生HA材料的方法和工艺。物活性，是理想的骨移植替代材料，已被成功应用在牙科和1HA热分解机制矫形学上l_1]。尽管HA涂层已被应用在承重骨移植的场合，但对于块体HA来说其断裂韧性与人骨相比非常低_3]，HA化学式为Ca。(PO)(OH)，Ca／P物质的量比为仅为1MPa·m。左右，而人骨的断裂韧性为2～12MPa·1．67，属六方晶系，化学计量比的HA具有较高的高温稳定m。，因而目前HA主要还是应用在非承重的骨替代部位。性，而非化学计量比的HA高温稳定性会不同程度地

6、降低。为提高HA陶瓷材料的强度和韧性，各种晶须被加入到HACihlar等[1]认为，化学计量比的HA分解包括两个阶基体中，如SiC[、Si3N[5]、C]、A12O。[及金属晶须[等。段，第一阶段是水分排除过程(如式(1)所示)，这个过程是可尽管这些晶须的加入在一定程度上可以提高HA陶瓷的韧逆的，对HA的性质影响不大。这一阶段中，随着温度的升性，但同时也大大降低了HA陶瓷的生物相容性和生物活高，HA逐渐失去水分变为氧羟基磷灰石(Hydroxyoxyapa—性。此时，人们将关注的目光逐渐集中在与基体材料具有相tite，Ca1。(PO4)6(OH)2

7、(1，HOA，O≤-z≤1)。在这一过似的生物学特性的HA系列增强材料上，因而近年来HA增程中，有40～50水分移除，同时伴随有约30体积收强材料逐渐引起了人们的重视l8，晶须和纤维作为较佳的缩。形式已被采用[11133。2Ca5(PO4)2OH—用HA晶须或纤维增强生物陶瓷材料，需要在高温下对Ca1o(P04)6()r(OH)2(1一+xH2O(1)陶瓷材料进行烧结，而目前文献报道所制备的HA晶须或纤第二阶段是H0A分解产生磷酸三钙，这一过程是不可维往往是缺钙型的，在高温下容易发生分解，造成成分和形逆的，对HA力学性能影响很大。反应如下：貌上的

8、变化_8’14,15~，无法实现增强增韧的作用。因此，研究Calo(P04)6Ox(OH)2(1一3Ca3(PO4)2+HA的热稳定性显