特种陶瓷课件氧化锆陶瓷氧化锆增韧陶瓷

在骨髓细胞中包含有能分化成骨细胞的干细胞，所以预先从患者身上采一些骨细胞，把它放置于多孔性的人体活性陶瓷之中，在体外 培养直至分化出骨芽细胞，再把它随同陶瓷埋人骨缺损部，这时骨形成就更有效，人们正期待着开发出这种骨填充陶瓷材料。
利用玻璃陶瓷结晶化之前的高温流动性，可制成精密铸造的玻璃陶瓷。
1 几种新型的生物陶瓷 金属、聚合体与陶瓷复合而成的生物陶瓷是较好的生物材料，它是把HAP粒子注入到超塑性钛合金中，现已通过磷酸化处理表面，成 功地增强了生物纤维的性质，这种复合陶瓷可用于过滤器，人造导管等，它有很好的应用前景。 4)用作放射治疗癌症的陶瓷 (2)陶瓷的组成范围比较宽，可以根据实际应用的要求设计组成，控制性能的变化。 (6)在移植陶瓷应用范围不断扩大基础上，人造血管和人造气管等软组织材料的应用将是今后的重点研究课题。 由于生物体硬组织(牙齿、骨)的主要成分是羟基磷灰石，因此有人也把羟基磷灰石陶瓷称之为人工骨。 一种新型的生物陶瓷是Fe2O3-Li2O-P2O5-SiO2-Al2O3-ZnO-Mg系统的磁性材料，可用于治疗肿瘤，也可将该材料与磷酸三钙材料复合 制成人工骨材料用于修复骨缺损。
特种陶瓷课件66生物陶瓷 1113
1 引言
随着经济的发展和人口老龄化，以及工业、交通、体育 等事故导致的创伤增加，人们对生物医用材料及其制品 的需求量越来越大。近三十年来，生物医用材料的研究 与开发取得了令人瞩目的成就，使数以百万计的患者获 得康复，大大提高了骨伤患者的生活质量。
由于陶瓷可在相当大的范围内改变其成分和结构，并影 响其理化性能，因此，陶瓷已由单一的器皿发展为结构 材料、功能材料；由日常生活进人到各行各业，直到尖 端科技领域，陶瓷在生物医学领域也有广泛应用，如人 工牙、人工骨、人工关节等。
(5)易于着色，如陶瓷牙可与天然牙媲美，利于整容、 美容。

第一章 特种陶瓷粉体的制备及其性能表征
制备工艺过程→显微结构→特殊性能
制备工艺过程：粉体制备、成型、烧结。
粉体制备是基础。
如：粉体的流动性、团聚状况、颗粒度→坯 体的质地、致密度、是否有缺陷→陶瓷件的 显微结构均匀性、致密度、内部有无缺陷、 外表是否平整。
1.1 特种陶瓷粉体应有的特性
1、化学组成精确：它决定了产品晶

3、等沉降速度球相当径：也称为斯托克斯径，它 是以在流体中与实际颗粒以相等沉降速度下降的球 的直径来表示实际颗粒的粒度的。斯托克斯定律：
其中，V--斯托克斯沉降速度；D--斯托克斯径；η— 流体介质的粘度；ρs、ρf—分别是颗粒及流体的 密度。
4、马丁径：沿一定方向把颗粒的投影面 积二等分线的长度。该等分线可以在任何 方向画出，只要对所有颗粒来说，保持同 一方向； 5、费莱特径：颗粒影象的二对边切线 （相互平行）之间的距离。只要选定一个 方向后，任意颗粒影象的切线都必须与该 方向平行； 6、投影面积径：与颗粒影象有相同面积 的圆的直径。 其中，只有显微镜法，可以有目的地将一 次颗粒径与团聚颗粒径分开。
4、研究制备材料的最佳工艺；
5、对烧后制品进行冷加工技术。
7、研究趋向与展望
研究趋向：
从单一的力学、热学、电学、磁学、光学等向 复合功能的发展； 制备过程中多种材料组成、形式的复合化，以 改善陶瓷材料的脆性； 基础科学的研究。 展望： 特种陶瓷材料的产业化 the honour of “china”
dv
=
3
6V π
2、等面积球相当径：与颗粒等表面积的球的直径称为等表
面积球相当径，其大小
对表面积的测定一般通过流体透过法或吸附法间接得到，流体
透过多孔体的运动在层流条件下服从达西公式；氩气、液体吸 附法是当吸附与脱附平衡后，服从朗格缪尔方程。

一文认识氧化锆陶瓷的增韧方法及应用
氧化锆陶瓷是具有独特的物理和化学性质，如高硬度，低的热传导性，熔点高，抗高温和腐蚀，化学惰性和两性性质，在电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷等方面的应用迅速发展。

作为特种陶瓷材料在电子、航天、航空和核工业等高新技术领域具有广阔的应用前景。

然而氧化锆陶瓷材料的致命缺点是脆性，低可靠性和低重复性，这些不足严重影响了其应用范围。

只有改善氧化锆陶瓷的断裂韧性，实现材料强韧化，提高其可靠性和使用寿命，才能使氧化锆陶瓷真正地成为一种广泛应用的新型材料，因此，氧化锆陶瓷增韧技术一直是陶瓷研究的热点。

 一、陶瓷的增韧方法
 目前，陶瓷的增韧方法主要有：相变增韧、颗粒增韧、纤维增韧、自增韧、弥散韧化、协同增韧、纳米增韧等。

 1、相变增韧
 相变增韧是指亚稳定四方相t—ZrO2在裂纹尖端应力场的作用下发生一相变，形成单斜相，产生体积膨胀，从而对裂纹形成压应力，阻碍裂纹扩展，起到增韧的作用。

此外，外界条件（如激光冲击、疲劳断裂韧性、低温、晶粒尺寸和含量、临界转变能量等）对氧化锆陶瓷相变增韧有很大的影响，如果相变产生大的应力和体积变化，则产品容易断裂，因此生产过程中，应避免外界因素对氧化锆陶瓷相变增韧的影响。

 2、颗粒增韧
 颗粒增韧是指用颗粒做增韧剂，添加入ZrO2陶瓷粉体中，尽管效果不及晶须与纤维，但若颗粒种类、粒径、含量和基体材料选择得当，仍有一定。

Harbin Aurora Optoelectronics Technology Co.,Ltd.
二、氧化锆陶瓷的重要性能和机理
1、熔点 氧化锆的熔点为2715℃，较高的熔点以及化学惰性 使氧化锆可作为较好的耐火材料。
氧化锆耐火砖
Harbin Aurora Optoelectronics Technology Co.,Ltd.
应力作用图
三、氧化锆陶瓷应用对比与思考
1、氧化锆齿科应用
Harbin Aurora Optoelectronics Technology Co.,Ltd.
牙科氧化锆加工历史进程
软质到硬质
or
硬质到软质
？
Harbin Aurora Optoelectronics Technology Co.,Ltd.
Harbin Aurora Optoelectronics Technology Co.,Ltd.
5、Y-TZP Y-TZP为钇稳定四方氧 化锆陶瓷。ZrO2中掺杂 2%-3%（摩尔分数）的 Y2O3，抑制了氧化锆陶 瓷在室温下向单斜相的 转变，并且相对稳定地 保持四方相的形态。
Harbin Aurora Optoelectronics Technology Co.,Ltd.
氧化锆坩埚
2、硬度大、耐磨性好 由于氧化锆陶瓷具有较大的强度和较好的耐磨性，
所以其在冷成型工具、拉丝模等方面有所应用。
氧化锆陶瓷刀
Harbin Aurora Optoelectronics Technology Co.,Ltd.
氧化锆拉丝模
3、强度大、韧性大 氧化锆陶瓷具有的较大的强度（可达1500MPa），虽
？ 为什么不一样
Harbin Aurora Optoelectronics Technology Co.,Ltd.