一種氧化鋯生物陶瓷及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種氧化鋯生物陶瓷及其制備方法，涉及生物材料領(lǐng)域，陶瓷的平均粒徑為0.2-0.5mm，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個(gè)組分：氧化鋯60-80份、納米氧化鈦2-6份、納米氧化鋁3-7份、稀土氯化物0.2-0.5份、海藻纖維3-8份。一種氧化鋯生物陶瓷的制備方法，制備步驟如下：（1）稱(chēng)量；（2）球磨；（3）冷壓成型；（4）高溫高壓煅燒；（5）冷卻取出。本發(fā)明提供的氧化鋯生物陶瓷，具有耐磨性能好，韌性高，生物相容性高的特點(diǎn)，可作為一般醫(yī)用植入品，或作為口腔牙齒的替代材料。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種氧化鋯生物陶瓷及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，特別涉及一種氧化鋯生物陶瓷及該生物陶瓷的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著材料科技的發(fā)展，生物材料因其對(duì)機(jī)體組織進(jìn)行修復(fù)、替代與再生的特殊性能，已經(jīng)成為當(dāng)今生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重要的研究方向之一。生物硬組織代用材料最早是使用體骨、動(dòng)物骨，后來(lái)發(fā)展到采用不銹鋼和塑料，由于不銹鋼存在溶析、腐蝕和疲勞問(wèn)題，塑料存在穩(wěn)定性差和強(qiáng)度低的問(wèn)題。因此造成生物材料發(fā)展的瓶頸，生物陶瓷的出現(xiàn)，改善了現(xiàn)有替代材料的不足，因其諸多優(yōu)勢(shì)，因此，生物陶瓷具有了廣闊的發(fā)展前景。
[0003]氧化鋯生物陶瓷屬于生物惰性陶瓷材料，具有化學(xué)穩(wěn)定性好，生物相容性高的特點(diǎn)，而且具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，可作為醫(yī)用植入品使用。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01410215201.3的專(zhuān)利文獻(xiàn)“一種制備高透性義齒用二氧化鋯彩色瓷塊的新工藝”公開(kāi)了一種氧化鋯生物陶瓷及其制備方法，包括如下步驟:稱(chēng)取納米二氧化鋯粉末93.5-99%、的氧化鈰0.5-5%、、氧化鉺0.5-1.5%進(jìn)行混合，將所得混合物裝入模具中，采用60T壓機(jī)進(jìn)行壓制；采用等靜壓機(jī)壓制形成致密二氧化鋯彩色瓷塊；再在1000-1100°C的高溫下預(yù)燒1-2小時(shí)；在含有無(wú)水乙醇的溶液中進(jìn)行浸泡，取出即得產(chǎn)品。
[0005]由此可知，該技術(shù)方案提供的彩色瓷塊的致密度較高，且較為平整和穩(wěn)定，具有一定的抗壓性能，但是耐磨性能和斷裂韌性較差，因此不是一種較為理想的氧化鋯生物陶瓷材料。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)上述不足，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種氧化鋯生物陶瓷及其制備方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種氧化鋯生物陶瓷，陶瓷的平均粒徑為0.2-0.5mm，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個(gè)組分:
氧化錯(cuò)60-80份、納米氧化鈦2-6份、納米氧化招3-7份、稀土氯化物0.2-0.5份、海藻纖維3-8份。
[0008]作為優(yōu)選，所述納米氧化鋁為β -氧化鋁。
[0009]作為優(yōu)選，所述稀土氯化物為三氯化鑭或三氯化鐿。
[0010]作為優(yōu)選，所述稀土氯化物為三氯化鑭。
[0011]一種氧化鋯生物陶瓷的制備方法，制備步驟如下:
(1)稱(chēng)量:準(zhǔn)確稱(chēng)取各個(gè)組分；
(2)球磨:將各個(gè)組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體進(jìn)行冷壓成型；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1100°C-1300°C，壓力300-700MPa，時(shí)間 3_8h ； (5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀氧化鋯生物陶瓷。
[0012]作為優(yōu)選，步驟(4)中煅燒的溫度為1240°C，壓力為525MPa。
[0013]有益效果:本發(fā)明提供的氧化鋯生物陶瓷，是一種以氧化鋯為主體材料的生物惰性陶瓷。傳統(tǒng)的氧化鋯陶瓷，氧化鋯粉體的含量一般在97%以上，因此，生物陶瓷的性能較為單一。本發(fā)明提供的氧化鋯生物陶瓷，是在原料中，加入納米氧化物和稀土氯化物，其中納米氧化物可提高生物陶瓷的強(qiáng)度和韌性；加入的稀土氯化物，稱(chēng)為生物活性金屬調(diào)節(jié)劑，可提高生物陶瓷的生物相容性，且還能提高材料的強(qiáng)度。
[0014]因此，本發(fā)明提供的氧化鋯生物陶瓷，具有耐磨性能好，韌性高，生物相容性高的特點(diǎn)，可作為一般醫(yī)用植入品，或作為口腔牙齒的替代材料。

【具體實(shí)施方式】
[0015]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0016]實(shí)施例1:
一種氧化鋯生物陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個(gè)組分:
氧化鋯60份、納米氧化鈦2份、納米β -氧化鋁3份、三氯化鑭0.2份、海藻纖維3份。
[0017]根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備氧化鋯生物陶瓷，步驟如下:
(1)稱(chēng)量:準(zhǔn)確稱(chēng)取各個(gè)組分；
(2)球磨:將各個(gè)組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60Τ壓機(jī)進(jìn)行壓制；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1150°C，壓力600MPa，時(shí)間4h；
(5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀氧化鋯生物陶瓷。
[0018]將得到的塊狀氧化鋯生物陶瓷破碎至平均粒徑為0.3mm，檢測(cè)生物陶瓷的性能:硬度1360HV ;壓縮強(qiáng)度2230MPa ;抗彎強(qiáng)度1060MPa ;韌性22MPa.m1/2。
[0019]實(shí)施例2:
一種氧化鋯生物陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個(gè)組分:
氧化鋯80份、納米氧化鈦6份、納米β -氧化鋁7份、三氯化鑭0.5份、海藻纖維8份。
[0020]根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備氧化鋯生物陶瓷，步驟如下:
(1)稱(chēng)量:準(zhǔn)確稱(chēng)取各個(gè)組分；
(2)球磨:將各個(gè)組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60Τ壓機(jī)進(jìn)行壓制；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1250°C，壓力460MPa，時(shí)間5h；
(5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀氧化鋯生物陶瓷。
[0021]將得到的塊狀氧化鋯生物陶瓷破碎至平均粒徑為0.3mm，檢測(cè)生物陶瓷的性能:硬度1380HV ;壓縮強(qiáng)度2340MPa ;抗彎強(qiáng)度1120MPa ;韌性25MPa.m1/2。
[0022]實(shí)施例3:
一種氧化鋯生物陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個(gè)組分:
氧化鋯71份、納米氧化鈦3份、納米β -氧化鋁4份、三氯化鐿0.4份、海藻纖維5份。
[0023]根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備氧化鋯生物陶瓷，步驟如下:
(1)稱(chēng)量:準(zhǔn)確稱(chēng)取各個(gè)組分；
(2)球磨:將各個(gè)組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60T壓機(jī)進(jìn)行壓制；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1240°C，壓力525MPa，時(shí)間4h；
(5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀氧化鋯生物陶瓷。
[0024]將得到的塊狀氧化鋯生物陶瓷破碎至平均粒徑為0.3mm，檢測(cè)生物陶瓷的性能:硬度1450HV ;壓縮強(qiáng)度2310MPa ;抗彎強(qiáng)度1170MPa ;韌性24MPa.m1/2。
[0025]實(shí)施例4:
一種氧化鋯生物陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個(gè)組分:
氧化鋯65份、納米氧化鈦3份、納米β -氧化鋁6份、三氯化鐿0.3份、海藻纖維5份。
[0026]根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備氧化鋯生物陶瓷，步驟如下:
(1)稱(chēng)量:準(zhǔn)確稱(chēng)取各個(gè)組分；
(2)球磨:將各個(gè)組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60Τ壓機(jī)進(jìn)行壓制；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1240°C，壓力525MPa，時(shí)間5h；
(5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀氧化鋯生物陶瓷。
[0027]將得到的塊狀氧化鋯生物陶瓷破碎至平均粒徑為0.4_，檢測(cè)生物陶瓷的性能:硬度1290HV ;壓縮強(qiáng)度2210MPa ;抗彎強(qiáng)度1070MPa ;韌性23MPa.m1/2。
[0028]實(shí)施例5:
一種氧化鋯生物陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個(gè)組分:
氧化鋯75份、納米氧化鈦5份、納米β -氧化鋁4份、三氯化鑭0.5份、海藻纖維6份。
[0029]根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備氧化鋯生物陶瓷，步驟如下:
(1)稱(chēng)量:準(zhǔn)確稱(chēng)取各個(gè)組分；
(2)球磨:將各個(gè)組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60Τ壓機(jī)進(jìn)行壓制；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1240°C，壓力525MPa，時(shí)間5h；
(5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀氧化鋯生物陶瓷。
[0030]將得到的塊狀氧化鋯生物陶瓷破碎至平均粒徑為0.2mm，檢測(cè)生物陶瓷的性能:硬度1410HV ;壓縮強(qiáng)度2270MPa ;抗彎強(qiáng)度1120MPa ;韌性25MPa.m1/2。
[0031]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氧化鋯生物陶瓷，其特征在于，陶瓷的平均粒徑為0.2-0.5_，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個(gè)組分: 氧化錯(cuò)60-80份、納米氧化鈦2-6份、納米氧化招3-7份、稀土氯化物0.2-0.5份、海藻纖維3-8份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋯生物陶瓷，其特征在于:所述納米氧化鋁為氧化招。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋯生物陶瓷，其特征在于:所述稀土氯化物為三氯化鑭或三氯化鐿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋯生物陶瓷，其特征在于:所述稀土氯化物為三氯化鑭。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋯生物陶瓷的制備方法，其特征在于，制備步驟如下: (1)稱(chēng)量:準(zhǔn)確稱(chēng)取各個(gè)組分； (2)球磨:將各個(gè)組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合； (3)冷壓成型:將混合粉體進(jìn)行冷壓成型； (4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1100°C-1300°C，壓力300-700MPa，時(shí)間 3_8h ； (5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀氧化鋯生物陶瓷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化鋯生物陶瓷的制備方法，其特征在于:步驟(4)中煅燒的溫度為1240°C，壓力為525MPa。
【文檔編號(hào)】C04B35/488GK104446462SQ201410626269
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】殷飛, 劉大學(xué), 李永超 申請(qǐng)人:蘇州維泰生物技術(shù)有限公司