The invention discloses a porous biological piezoelectric ceramic and its preparation method, with natural egg white as foaming agent, foaming agent and curing agent, prepared by foaming method LNK hole rich, uniform pore biological piezoelectric ceramic materials. The water mass ratio of LNK powder in the slurry is 1: (0.5~1); the amount of foaming agent is 20%~35% of the deionized water quality in the slurry. When the powder with deionized water LNK ceramic mass ratio 1:0.67, foaming agent is added to the slurry in the deionized water quality of 30%, with the best piezoelectric properties of piezoelectric constant d33 value is 48pC/N, the relative dielectric constant is 67.29. At this time, the porosity of porous LNK reaches 55%, the pore size is about 100~400 m, and the pores are open pores, and the pores are interconnected. The preparation of LNK porous biological preparation of piezoelectric ceramics with excellent piezoelectric properties will have a stimulating effect on cells, promote cell proliferation and differentiation, the porous structure is helpful for tissue ingrowth, promote bone formation better, as bone substitute material can be used in biological and medical fields.
【技术实现步骤摘要】
一种多孔生物压电陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及多孔生物压电陶瓷材料的制备方法,具体为采用发泡法制备多孔铌酸锂钠钾(LNK)无铅压电陶瓷的一种新工艺。
技术介绍
铌酸锂钠钾(LNK)无铅压电陶瓷由于其压电性能优异、生物相容性好、组分均无毒性,在生物材料领域受到了越来越多的关注。但目前研究的生物压电陶瓷大多数为致密性材料,存在不可避免的表面积小及骨细胞生长空间有限,骨组织不能长入等缺陷,与多孔结构相比其骨修复效率较低,另外研究表明具有多孔结构硬组织植入材料亦有利于细胞粘附生长、细胞外基质沉积、营养和氧气进入、代谢产物排出,也有利于血管和神经长入,为骨组织长入提供了结构条件,有利于骨整合的形成。目前,制备多孔陶瓷材料的方法主要有挤压成型法、发泡法、有机泡沫浸渍法、添加造孔剂法、溶胶凝胶法等。表1列出了一些常用制备多孔陶瓷的工艺。如Colombot利用甲基羟基硅氧烷浸渍聚氨酯泡沫制备出了SiOC多孔陶瓷,孔径在300-600μm。吴皆正用十二烷基磺酸钠和碳酸钙为发泡剂,以石英砂为原料,制成了气孔率为35%-55%,孔径分布窄的微米级多孔陶瓷。王建以萘粉为致孔剂,以β-磷酸三钙和生物活性玻璃为主要原料制成了气孔率为75%的多孔β-磷酸三钙。Jin将正硅酸乙酯加入酚醛树脂中进行水解,硝酸镍作为孔调节剂,形成凝胶后经碳热还原反应生成孔径为10nm的介孔SiC陶瓷。表1常用制备多孔陶瓷的工艺比较以上方法能制备出各类多孔陶瓷材料,但是在制备工艺中均部分使用了高分子材料,此类高分子材料大多在使用中有刺激性味道,对人体会产生不适感,不适于用作医用材料。例如十二烷基磺酸钠在使用 ...
【技术保护点】
一种多孔生物压电陶瓷的制备方法,其特征在于:采用天然蛋清为发泡剂、稳泡剂和固化剂,采用发泡法制备多孔铌酸锂钠钾LNK生物压电陶瓷材料,具体包括以下步骤:步骤一,预烧LNK粉末:以五氧化二铌Nb2O5、碳酸钾K2CO3、碳酸钠Na2CO3、碳酸锂Li2CO3为原料,按化学式(Li0.06Na0.5K0.44)NbO3配料后球磨,取出后预烧粉末;所述预烧制度为以3℃/min升温至250℃,保温30min; 再以3℃/min升温至600℃,保温120min; 然后以3℃/min升温至890℃,保温2h,得到预烧好的LNK陶瓷粉末;步骤二,制备LNK陶瓷浆料:将预烧好的LNK陶瓷粉末、去离子水倒入球磨罐中,加入ZrO2小球,球磨12h得到球磨后的LNK浆料,备用;LNK陶瓷粉末与ZrO2小球的重量比为1:2;步骤三,准备纯净的蛋清液:从新鲜鸡蛋中提取蛋清,去除蛋清中杂物后磁力搅拌5min,除去上层的浮沫和杂质,获得纯净的蛋清液,备用;步骤四,发泡:在所述球磨后的LNK浆料中加入蛋清液作为发泡剂,磁力搅拌2h充分发泡,得发泡后的浆料;步骤五,固化:将所述发泡后的浆料注入模具中,放入水浴中80℃加 ...
【技术特征摘要】
1.一种多孔生物压电陶瓷的制备方法,其特征在于:采用天然蛋清为发泡剂、稳泡剂和固化剂,采用发泡法制备多孔铌酸锂钠钾LNK生物压电陶瓷材料,具体包括以下步骤:步骤一,预烧LNK粉末:以五氧化二铌Nb2O5、碳酸钾K2CO3、碳酸钠Na2CO3、碳酸锂Li2CO3为原料,按化学式(Li0.06Na0.5K0.44)NbO3配料后球磨,取出后预烧粉末;所述预烧制度为以3℃/min升温至250℃,保温30min;再以3℃/min升温至600℃,保温120min;然后以3℃/min升温至890℃,保温2h,得到预烧好的LNK陶瓷粉末;步骤二,制备LNK陶瓷浆料:将预烧好的LNK陶瓷粉末、去离子水倒入球磨罐中,加入ZrO2小球,球磨12h得到球磨后的LNK浆料,备用;LNK陶瓷粉末与ZrO2小球的重量比为1:2;步骤三,准备纯净的蛋清液:从新鲜鸡蛋中提取蛋清,去除蛋清中杂物后磁力搅拌5min,除去上层的浮沫和杂质,获得纯净的蛋清液,备用;步骤四,发泡:在所述球磨后的LNK浆料中加入蛋清液作为发泡剂,磁力搅拌2h充分发泡,得发泡后的浆料;步骤五,固化:将所述发泡后的浆料注入模具中,放入水浴中80℃加热,以便于所述发泡后的浆...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈彩凤,季骏,王安东,焦旭伦,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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