Исследование особенностей спекания керамических материалов на основе гидроксиапатита и его замещенных форм
Е.А. Богданова1, И.А. Веретенникова2
1 ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
2 ФГБУН «Институт машиноведения Уральского отделения РАН»
DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.535
Оригинальная статья
Аннотация: Порошки стехиометрического и фторзамещенного гидроксиапатита с повышенной активностью к спеканию (температура начала уплотнения составляет 600 °С) синтезированы методом осаждения из раствора. Исследованы свойства синтезированных порошков и керамики после обжига. Показано, что введение фторид-ионов позволяет термически стабилизировать фазу апатита до температуры 1000 °С, повысить степень дисперсности и площадь удельной поверхности, почти в три раза увеличить микротвердость материала. Сопоставление распределения частиц по размерам в синтезированных порошках и распределения зерен в спеченной керамике подтвердили наследование керамикой наноструктуры исходных порошков.
Ключевые слова: гидроксиапатит, фторзамещенный гидроксиапатит, спекание, биокерамика
- Богданова Екатерина Анатольевна – к.х.н., старший научный сотрудник лаборатории химии гетерогенных процессов, ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»
- Веретенникова Ирина Андреевна – к.т.н., научный сотрудник лаборатории микромеханики материалов, ФГБУН «Институт машиноведения Уральского отделения РАН»
Ссылка на статью:
Богданова, Е.А. Исследование особенностей спекания керамических материалов на основе гидроксиапатита и его замещенных форм / Е.А. Богданова, И.А. Веретенникова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2020. — Вып. 12. — С. 535-545. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.535.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Tadic, D. A thorough physicochemical characterisation of 14 calcium phosphate-based bone substitution materials in comparison to natural bone / D. Tadic, M. Epple // Biomaterials. – 2004. – V. 25. – I. 6. – P. 987-994. DOI: 10.1016/S0142-9612(03)00621-5.
2. Баринов, С.М. Биокерамика на основе фосфатов кальция / С.М. Баринов, В.С. Комлев. – М.: Наука, 2006. – 204 с.
3. Беляков, А.В. Регулирование открытой пористости и прочности варьированием зернового состава керамики на основе электроплавленого корунда с фарфоровой связкой / А.В. Беляков, Зо Е Мо У, Н.А. Попова, Йе Аунг Мин, Чжо Лвин У // Новые огнеупоры. – 2016. – № 2. – С. 34-37. DOI: 10.17073/1683-4518-2016-2-34-37.
4. Пат. 2406693 Российская Федерация, МПК C01B25/32. Способ получения суспензии гидроксиапатита / Сабирзянов Н.А., Богданова Е.А., Хонина Т.Г.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела УрО РАН. – № 2008140563/15; заявл. 13.10.08; опубл. 20.12.10, Бюл. № 35. – 5 с.
5. Пат. 2652193 Российская Федерация, МПК C01B25/32. Способ получения суспензии апатита / Богданова Е.А., Сабирзянов Н.А., Скачков В.М.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела УрО РАН. – № 2017113484; заявл. 19.04.17; опубл. 25.04.18, Бюл. № 12. – 5 с.
6. Государственная система обеспечения единства измерений. Металлы и сплавы. Измерение твердости и других характеристик материалов при инструментальном индентировании. Часть 1. Метод испытаний: ГОСТ Р 8.748-2011 (ISO 14577-1:2002); введ. 01.05.2013.
7. Сафронова, Т.В. Керамические материалы на основе гидроксиапатита, полученные из растворов различной концентрации / Т.В. Сафронова, М.А. Шехирев, В.И. Путляев, Ю.Д. Третьяков // Неорганические материалы. – 2007. – Т. 43. № 8. – С. 1005-1014.
8. Ergun, C. Synthesis and microstructural characterization of nano-size calcium phosphates with different stoichiometry / C. Ergun, Z. Evis, T.J. Webster, F.C. Sahin // Ceramics International. – 2011. – V. 37. – I. 3. – Р. 971-977. DOI: 10.1016/j.ceramint.2010.11.004.
9. Ramesh, S. The influence of Ca/P ratio on the properties of hydroxyapatite bioceramics / S. Ramesh, C.Y. Tan, M. Hamdi, I. Sopyan, W.D. Teng // International conference on smart materials and nanotechnology in engineering, 1-4 July 2007, Harbin, China: proceedings. – 2007. – V. 6423. – P. 64233A-1-64233A-6. DOI: 10.1117/12.779890.
10. Богданова, Е.А. Исследование термической устойчивости фторзамещенного гидроксиапатита / Е.А. Богданова, Н.А. Сабирзянов // Материаловедение. – 2015. – № 1. – С. 52-56.
11. Лукин, Е.С. Современная высокоплотная оксидная керамика с контролируемой микроструктурой. Часть I. Влияние агрегации оксидных порошков на спекание и микроструктуру керамики / Е.С. Лукин // Огнеупоры и техническая керамика. – 1996. – № 1. – С. 5-14.
12. Dorozhkin, S.V. Calcium orthophosphate deposits: Preparation, properties and biomedical applications / S.V. Dorozhkin // Materials Science and Engineering: C. – 2015. – V. 55. – P. 272-326. DOI: 10.1016/j.msec.2015.05.033.
13. Yetmez, M. Sintering effects of mullite-doping on mechanical properties of bovine hydroxyapatite / M. Yetmez, Z.E. Erkmen, C. Kalkandelen, A. Ficai, F.N. Oktar // Materials Science and Engineering: C. – 2017. – V. 77 – P. 470-475. DOI: 10.1016/j.msec.2017.03.290.
14. Hoepfner, T.P. The influence of the microstructure on the hardness of sintered hydroxyapatite / T.P. Hoepfner, E.D. Case / Ceramics International. – 2003. – V. 29. – I. 6. – P. 699-706. DOI: 10.1016/S0272-8842(02)00220-1.
15. Gubicza, J. Comment on indentation size effect: reality or artifact / J. Gubicza, N. Rozlosnik, A. Juhász // Journal of Material Science Letter. – 1997. – V. 16. – I. 23. – P. 1904-1905.