耐腐蝕氧化鋯陶瓷及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物技術領域，尤其涉及一種耐腐蝕氧化鋯陶瓷及其制備方法。
[0002]
【背景技術】
[0003] 氧化錯陶瓷（Zirconia Bioceramics)是以氧化錯為主要成分的生物惰性陶瓷，其 顯著特征是具有高斷裂韌性、高斷裂強度和低彈性模量。氧化鋯具有極高的化學穩(wěn)定性和 熱穩(wěn)定性（Tm=2953K)，在生理環(huán)境中呈現(xiàn)惰性，具有很好的生物相容性。純氧化鋯具有三種 同素異型體，在一定條件下可以發(fā)生晶型轉變（相變）。在承受外力作用時，其t相向m 相轉變的過程需吸收較高的能量，使裂紋尖端應力松弛，增加裂紋擴散阻力而增韌，因而具 有非常高的斷裂韌性。
[0004] 氧化鋯陶瓷的生產要求制備高純、分散性能好、粒子超細、粒度分布窄的粉體，氧 化鋯超細粉末的制備方法很多，氧化鋯的提純主要有氯化和熱分解法、堿金屬氧化分解法、 石灰熔融法、等離子弧法、沉淀法、膠體法、水解法、噴霧熱解法等。粉體加工方法有共沉淀 法、溶膠一凝膠法、蒸發(fā)法、超臨界合成法、微乳液法、水熱合成法網及氣相沉積法等。
[0005] 相比金屬，氧化鋯陶瓷與內襯的摩擦因數(shù)更小，研宄結果表明氧化鋯陶瓷與聚四 氟乙烯間的磨損率比C 0-Cr-Mo合金與聚四氟乙烯的磨損率低20倍，同時氧化鋯由于具有 高強度、高韌性和高表面光潔度且無毒耐腐蝕，化學性能穩(wěn)定的特點，被認為是制備高載荷 條件下人工關節(jié)球頭的理想替代材料，是一種替代人骨的材料，但是在人體中，容易被腐 蝕。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種耐腐蝕氧化鋯陶瓷及其制備方法，耐人體 體液腐蝕性能強。
[0007] 本發(fā)明采用以下技術方案： 耐腐蝕氧化鋯陶瓷，包括以下重量份計的原料：氧化鋯100~120份、高嶺土 7~8份、 氧化鎂10~15份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉20~30份、羥基磷灰石10~20份、交聯(lián)劑10~ 20份、引發(fā)劑5~9份。
[0008] 作為優(yōu)選，羥基磷灰石的粒徑為20~90 μ m。
[0009] 作為優(yōu)選，交聯(lián)劑為Ν，Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺或二乙烯基苯或二異氰酸酯。
[0010] 作為優(yōu)選，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或過硫酸銨或過氧化苯甲酰。
[0011] 上述耐腐蝕氧化鋯陶瓷的制備方法，包括以下步驟：將氧化鋯、高嶺土、氧化鎂、 琥珀酸二辛酯磺酸鈉、羥基磷灰石、交聯(lián)劑、引發(fā)劑混合均勻，放在質量含量為10~12%銠 的鉑金坩堝內，密封坩堝，保持溫度在1200~1300°C，反應2~3h，立刻轉到退火爐內在 200~300°C熱處理4~5h，緩慢冷卻至室溫，即可。
[0012] 作為優(yōu)選，鉑金坩堝的銠質量含量為11%。
[0013] 本發(fā)明的高嶺土、氧化鎂可以和氧化鋯形成低聚物，對氧化鋯表面潤濕，通過表面 張力使顆粒靠緊并填充氣孔，促進燒結，提高陶瓷的硬度和耐腐蝕性能。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細介紹。
[0015] 實施例1 耐腐蝕氧化鋯陶瓷，包括以下重量份計的原料：氧化鋯100份、高嶺土 7份、氧化鎂10 份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉20份、羥基磷灰石10份、交聯(lián)劑10份、引發(fā)劑5份。
[0016] 羥基磷灰石的粒徑為20 μ m。
[0017] 交聯(lián)劑為Ν，Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺。
[0018] 引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。
[0019] 上述耐腐蝕氧化鋯陶瓷的制備方法，包括以下步驟：將氧化鋯、高嶺土、氧化鎂、琥 珀酸二辛酯磺酸鈉、羥基磷灰石、交聯(lián)劑、引發(fā)劑混合均勻，放在質量含量為10%銠的鉑金 坩堝內，密封坩堝，保持溫度在1200 °C，反應2h，立刻轉到退火爐內在200 °C熱處理4h，緩慢 冷卻至室溫，即可。
[0020] 實施例2 耐腐蝕氧化鋯陶瓷，包括以下重量份計的原料：氧化鋯120份、高嶺土 8份、氧化鎂15 份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉30份、羥基磷灰石20份、交聯(lián)劑20份、引發(fā)劑9份。
[0021] 羥基磷灰石的粒徑為90 μ m。
[0022] 交聯(lián)劑為二異氰酸酯。
[0023] 弓丨發(fā)劑為過氧化苯甲酰。
[0024] 上述耐腐蝕氧化鋯陶瓷的制備方法，包括以下步驟：將氧化鋯、高嶺土、氧化鎂、琥 珀酸二辛酯磺酸鈉、羥基磷灰石、交聯(lián)劑、引發(fā)劑混合均勻，放在質量含量為12%銠的鉑金 坩堝內，密封坩堝，保持溫度在1300 °C，反應2h，立刻轉到退火爐內在200 °C熱處理4h，緩慢 冷卻至室溫，即可。
[0025] 實施例3 耐腐蝕氧化鋯陶瓷，包括以下重量份計的原料：氧化鋯110份、高嶺土 7. 5份、氧化鎂 12份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉25份、羥基磷灰石15份、交聯(lián)劑15份、引發(fā)劑7份。
[0026] 羥基磷灰石的粒徑為50 μ m。
[0027] 交聯(lián)劑為二乙烯基苯。
[0028] 引發(fā)劑為過硫酸銨。
[0029] 上述耐腐蝕氧化鋯陶瓷的制備方法，包括以下步驟：將氧化鋯、高嶺土、氧化鎂、琥 珀酸二辛酯磺酸鈉、羥基磷灰石、交聯(lián)劑、引發(fā)劑混合均勻，放在質量含量為11%銠的鉑金 坩堝內，密封坩堝，保持溫度在1250 °C，反應2. 5h，立刻轉到退火爐內在250 °C熱處理4. 5h， 緩慢冷卻至室溫，即可。
[0030] 實施例4 耐腐蝕氧化鋯陶瓷，包括以下重量份計的原料：氧化鋯108份、高嶺土 7. 8份、氧化鎂 14份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉28份、羥基磷灰石12份、交聯(lián)劑11份、引發(fā)劑8份。
[0031] 羥基磷灰石的粒徑為30 μ m。
[0032] 交聯(lián)劑為二乙烯基苯。
[0033] 弓丨發(fā)劑為過氧化苯甲酰。
[0034] 上述耐腐蝕氧化鋯陶瓷的制備方法，包括以下步驟：將氧化鋯、高嶺土、氧化鎂、琥 珀酸二辛酯磺酸鈉、羥基磷灰石、交聯(lián)劑、引發(fā)劑混合均勻，放在質量含量為11%銠的鉑金 坩堝內，密封坩堝，保持溫度在1230 °C，反應2. 3h，立刻轉到退火爐內在230 °C熱處理4. 2h， 緩慢冷卻至室溫，即可。
[0035] 對比例1 與實施例1相同，不同在于，不加高嶺土和氧化鎂。
[0036] 性能測試 對實施例1~4的陶瓷進行性能測試，結果見表1。
[0037] 表 1
【主權項】
1. 耐腐蝕氧化鋯陶瓷，其特征在于，包括以下重量份計的原料：氧化鋯100~120份、 高嶺土 7~8份、氧化鎂10~15份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉20~30份、羥基磷灰石10~20 份、交聯(lián)劑10~20份、引發(fā)劑5~9份。
2. 根據權利要求1所述的耐腐蝕氧化鋯陶瓷，其特征在于，羥基磷灰石的粒徑為20~ 90 y m〇
3. 根據權利要求1所述的耐腐蝕氧化鋯陶瓷，其特征在于，交聯(lián)劑為N，N' -亞甲基雙 丙烯酰胺或二乙烯基苯或二異氰酸酯。
4. 根據權利要求1所述的耐腐蝕氧化鋯陶瓷，其特征在于，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或 過硫酸銨或過氧化苯甲酰。
5. 基于權利要求1所述的耐腐蝕氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 將氧化鋯、高嶺土、氧化鎂、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、羥基磷灰石、交聯(lián)劑、引發(fā)劑混合均勻，放 在質量含量為10~12%銠的鉑金坩堝內，密封坩堝，保持溫度在1200~1300°C，反應2~ 3h，立刻轉到退火爐內在200~300°C熱處理4~5h，緩慢冷卻至室溫，即可。
6. 根據權利要求5所述的耐腐蝕氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，鉑金坩堝的銠 質量含量為11%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐腐蝕氧化鋯陶瓷及其制備方法，該陶瓷包括以下重量份計的原料：氧化鋯100～120份、高嶺土7～8份、氧化鎂10～15份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉20～30份、羥基磷灰石10～20份、交聯(lián)劑10～20份、引發(fā)劑5～9份。其制備方法是：將氧化鋯、高嶺土、氧化鎂、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、羥基磷灰石、交聯(lián)劑、引發(fā)劑混合均勻，放在質量含量為10～12%銠的鉑金坩堝內，密封坩堝，保持溫度在1200～1300℃，反應2～3h，立刻轉到退火爐內在200～300℃熱處理4～5h，緩慢冷卻至室溫，即可。本發(fā)明的高嶺土、氧化鎂可以和氧化鋯形成低聚物，對氧化鋯表面潤濕，通過表面張力使顆粒靠緊并填充氣孔，促進燒結，提高陶瓷的硬度和耐腐蝕性能。
【IPC分類】C04B35-48, C04B35-622
【公開號】CN104744036
【申請?zhí)枴緾N201510144988
【發(fā)明人】潘林根, 劉大學, 郭玉芹
【申請人】蘇州維泰生物技術有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月31日