一种高性能生物陶瓷材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高性能生物陶瓷材料，其配方如下：磷酸铵30‑50份、氯化钙25‑35份、纳米碳酸钙8‑14份、氮化硅4‑10份、水玻璃10‑16份、氯化铝10‑15份、钛酸正丁酯11‑15份、分散剂3‑4份、去离子水20‑40份，并提供了制备方法。本发明专利技术的陶瓷生物相容性较好，生物活性较高，具有一定的抗炎杀菌性能，同时，具备良好的机械性能，可作为骨骼修复替代生物材料。

A high performance bioceramic material

The invention discloses a high performance ceramic materials, the formula is as follows: 30 ammonium phosphate 50, 25 calcium chloride 35, nano calcium carbonate 8 14 copies, 10 copies, 4 silicon nitride water glass 10 16 copies, 15 copies, 10 aluminum chloride tetrabutylorthotitanate 11 15 copies, 4 copies, 3 dispersant deionized water 20 40 copies, and provides a method of preparation. The ceramic has good biocompatibility and high biological activity, has certain anti-inflammatory and bactericidal properties, and has good mechanical properties at the same time, and can be used as bone restoration instead of biological material.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能生物陶瓷材料
本专利技术属于骨骼修复
，具体涉及一种高性能生物陶瓷材料。
技术介绍
随着材料科技的发展，生物材料因其对机体组织进行修复、替代与再生的特殊性能，已经成为当今生物医学领域重要的研究方向之一。生物硬组织代用材料最早是使用体骨、动物骨，后来发展到采用不锈钢和塑料，由于不锈钢存在溶析、腐蚀和疲劳问题，塑料存在稳定性差和强度低的问题。因此造成生物材料发展的瓶颈，生物陶瓷的出现，改善了现有替代材料的不足，因其诸多优势，因此，生物陶瓷具有了广阔的发展前景。磷酸钙陶瓷(CPC)是生物活性陶瓷材料中的重要种类，目前研究和应用最多的是羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)。磷酸钙陶瓷含有CaO和P2O5两种成份，是构成人体硬组织的重要无机物质，植入人体后，其表面同人体组织可通过键的结合，达到完全亲和。HA生物活性陶瓷是典型生物活性陶瓷，植入体内后能与组织在界面上形成化学键性结合,具有较高的力学性能，在人体生理环境中可溶解性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高性能生物陶瓷材料，本专利技术的陶瓷生物相容性较好，生物活性较高，具有一定的抗炎杀菌性能，同时，具备良好的机械性能，可作为骨骼修复替代生物材料。一种高性能生物陶瓷材料，其配方如下：磷酸铵30-50份、氯化钙25-35份、纳米碳酸钙8-14份、氮化硅4-10份、水玻璃10-16份、氯化铝10-15份、钛酸正丁酯11-15份、分散剂3-4份、去离子水20-40份。所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。作为优选，各组分为磷酸铵35-45份、氯化钙28-33份、纳米碳酸钙9-11份、氮化硅6-8份、水玻璃13-15份、氯化铝11-14份、钛酸正丁酯13-14份、分散剂3-4份、去离子水30-35份。作为优选，各组分为磷酸铵38份、氯化钙31份、纳米碳酸钙10份、氮化硅7份、水玻璃14份、氯化铝13份、钛酸正丁酯14份、分散剂4份、去离子水33份。所述生物陶瓷材料的制备方法，其步骤如下：步骤1，将磷酸铵和氯化钙加入至去离子水中，搅拌均匀，形成悬浊液；步骤2，将纳米碳酸钙、氮化硅、水玻璃、氯化铝依次加入至去离子水中，搅拌均匀，形成混合浆液，步骤3，将分散剂与钛酸正丁酯同时加入至浆液中进行搅拌处理，形成前驱浆液；步骤4，将前驱浆液进行曝气反应3-5h；步骤5，曝气反应结束后，放入旋蒸仪中进行旋转蒸发形成粘稠浆液；步骤6，将粘稠浆液进行二次曝气反应2-4h，冷压成型，然后进行加压高温反应；步骤7，反应结束后，自然冷却，即可得到生物陶瓷材料。所述制备方法中的搅拌速度为300-1000r/min。所述步骤4中的曝气反应采用氨气气体，所述曝气反应的气体流速为15-30mL/min，所述曝气反应为循环曝气反应，所述曝气反应的压力为0.5-1.2MPa，所述反应温度为室温。所述步骤5中的旋转蒸发反应的温度为80-100℃，所述旋蒸蒸发的压力为0.2-0.5MPa所述步骤6中的二次曝气反应的气体为氮气，所述二次曝气反应的温度为60-70℃，所述加压高温反应的压力为10-20MPa，所述温度为800-1000℃。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术的陶瓷生物相容性较好，生物活性较高，具有一定的抗炎杀菌性能，同时，具备良好的机械性能，可作为骨骼修复替代生物材料。2、本专利技术采用悬浊液与浆液作为前驱液，进行曝气、二次曝气反应，将能够将磷酸三钙、碳化硅、钛源材料紧密结合，具有良好的结合效果，同时经高温烧结后的材料生物活性稳步提高，机械强度得到进一步改善。3、本专利技术对环境无特殊要求；材料纯度高，而且材料性能稳定，易于进行工业化生产。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述：实施例1一种高性能生物陶瓷材料，其配方如下：磷酸铵30份、氯化钙25份、纳米碳酸钙8份、氮化硅4份、水玻璃10份、氯化铝10份、钛酸正丁酯11份、分散剂3份、去离子水20份。所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。所述生物陶瓷材料的制备方法，其步骤如下：步骤1，将磷酸铵和氯化钙加入至去离子水中，搅拌均匀，形成悬浊液；步骤2，将纳米碳酸钙、氮化硅、水玻璃、氯化铝依次加入至去离子水中，搅拌均匀，形成混合浆液，步骤3，将分散剂与钛酸正丁酯同时加入至浆液中进行搅拌处理，形成前驱浆液；步骤4，将前驱浆液进行曝气反应3h；步骤5，曝气反应结束后，放入旋蒸仪中进行旋转蒸发形成粘稠浆液；步骤6，将粘稠浆液进行二次曝气反应2h，冷压成型，然后进行加压高温反应；步骤7，反应结束后，自然冷却，即可得到生物陶瓷材料。所述制备方法中的搅拌速度为300r/min。所述步骤4中的曝气反应采用氨气气体，所述曝气反应的气体流速为15mL/min，所述曝气反应为循环曝气反应，所述曝气反应的压力为0.5MPa，所述反应温度为室温。所述步骤5中的旋转蒸发反应的温度为80℃，所述旋蒸蒸发的压力为0.2MPa所述步骤6中的二次曝气反应的气体为氮气，所述二次曝气反应的温度为60℃，所述加压高温反应的压力为10MPa，所述温度为800℃。实施例2一种高性能生物陶瓷材料，其配方如下：磷酸铵50份、氯化钙35份、纳米碳酸钙14份、氮化硅10份、水玻璃16份、氯化铝15份、钛酸正丁酯15份、分散剂4份、去离子水40份。所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。所述生物陶瓷材料的制备方法，其步骤如下：步骤1，将磷酸铵和氯化钙加入至去离子水中，搅拌均匀，形成悬浊液；步骤2，将纳米碳酸钙、氮化硅、水玻璃、氯化铝依次加入至去离子水中，搅拌均匀，形成混合浆液，步骤3，将分散剂与钛酸正丁酯同时加入至浆液中进行搅拌处理，形成前驱浆液；步骤4，将前驱浆液进行曝气反应5h；步骤5，曝气反应结束后，放入旋蒸仪中进行旋转蒸发形成粘稠浆液；步骤6，将粘稠浆液进行二次曝气反应4h，冷压成型，然后进行加压高温反应；步骤7，反应结束后，自然冷却，即可得到生物陶瓷材料。所述制备方法中的搅拌速度为1000r/min。所述步骤4中的曝气反应采用氨气气体，所述曝气反应的气体流速为30mL/min，所述曝气反应为循环曝气反应，所述曝气反应的压力为1.2MPa，所述反应温度为室温。所述步骤5中的旋转蒸发反应的温度为100℃，所述旋蒸蒸发的压力为0.5MPa所述步骤6中的二次曝气反应的气体为氮气，所述二次曝气反应的温度为70℃，所述加压高温反应的压力为10-20MPa，所述温度为1000℃。实施例3一种高性能生物陶瓷材料，其配方如下：磷酸铵35份、氯化钙28份、纳米碳酸钙9份、氮化硅6份、水玻璃13份、氯化铝11份、钛酸正丁酯13份、分散剂3份、去离子水30份。所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。所述生物陶瓷材料的制备方法，其步骤如下：步骤1，将磷酸铵和氯化钙加入至去离子水中，搅拌均匀，形成悬浊液；步骤2，将纳米碳酸钙、氮化硅、水玻璃、氯化铝依次加入至去离子水中，搅拌均匀，形成混合浆液，步骤3，将分散剂与钛酸正丁酯同时加入至浆液中进行搅拌处理，形成前驱浆液；步骤4，将前驱浆液进行曝气反应4h；步骤5，曝气反应结束后，放入旋蒸仪中进行旋转蒸发形成粘稠浆液；步骤6，将粘稠浆液进行二次曝气反应3h，冷压成型，然后进行加压高温反应；步骤7，反应结束后，自然冷却，即可得到生物陶瓷材料。所述制备方法中的搅拌速度为500r/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能生物陶瓷材料，其特征在于，其配方如下：磷酸铵30‑50份、氯化钙25‑35份、纳米碳酸钙8‑14份、氮化硅4‑10份、水玻璃10‑16份、氯化铝10‑15份、钛酸正丁酯11‑15份、分散剂3‑4份、去离子水20‑40份。

【技术特征摘要】
1.一种高性能生物陶瓷材料，其特征在于，其配方如下：磷酸铵30-50份、氯化钙25-35份、纳米碳酸钙8-14份、氮化硅4-10份、水玻璃10-16份、氯化铝10-15份、钛酸正丁酯11-15份、分散剂3-4份、去离子水20-40份。2.根据权利要求1所述的一种高性能生物陶瓷材料，其特征在于，所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。3.根据权利要求1所述的一种高性能生物陶瓷材料，其特征在于，各组分为磷酸铵35-45份、氯化钙28-33份、纳米碳酸钙9-11份、氮化硅6-8份、水玻璃13-15份、氯化铝11-14份、钛酸正丁酯13-14份、分散剂3-4份、去离子水30-35份。4.根据权利要求3所述的一种高性能生物陶瓷材料，其特征在于，各组分为磷酸铵38份、氯化钙31份、纳米碳酸钙10份、氮化硅7份、水玻璃14份、氯化铝13份、钛酸正丁酯14份、分散剂4份、去离子水33份。5.根据权利要求1所述的一种高性能生物陶瓷材料，其特征在于，所述生物陶瓷材料的制备方法，其步骤如下：步骤1，将磷酸铵和氯化钙加入至去离子水中，搅拌均匀，形成悬浊液；步骤2，将纳米碳酸钙、氮化硅、水玻璃、氯化铝依次加入至去离子水中，搅拌均匀，形成混...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞潮军，
申请(专利权)人：俞潮军，
类型：发明
国别省市：浙江,33