一种力学性能好的医用复合陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种力学性能好的医用复合陶瓷材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：碳化硼1‑3份、纤维素6‑10份、铝矾土18‑24份、粉煤灰14‑20份、氧化镁粉末2‑4份、氧化锌粉末2‑6份、氧化锆粉末1‑2份、硫酸钙晶须8‑15份、氮化钛4‑10份、丙三醇10‑18份和石榴籽5‑8份。本发明专利技术原料来源广泛，制备工艺简单，在各种原料的协同作用下，制备的成品具有良好的力学性能和抗脆性断裂的特点，同时具有良好的导热性能，可有效的用于医用复合陶瓷材料。

Medical composite ceramic material with good mechanical properties and preparation method thereof

The invention discloses a kind of medical composite ceramic material with good mechanical properties and the preparation method of the material, including the following weight parts: 1 boron carbide 3 copies, 6 cellulose fiber 10 copies, 24 aluminum bauxite, 14 flyash 20, Magnesium Oxide powder 2 4, Zinc Oxide powder 2 6, zirconium powder 1 2 copies, calcium sulfate whisker. 15 pieces, 4 titanium nitride 10, 10 glycerol 10, 18 pomegranate seeds and 8 8 pomegranate seeds. The invention has a wide range of raw materials and simple preparation process. Under the synergistic effect of various raw materials, the finished product has good mechanical properties and brittle fracture characteristics, and has good thermal conductivity. It can be effectively used for medical composite ceramic materials.

【技术实现步骤摘要】
一种力学性能好的医用复合陶瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷领域，具体是一种力学性能好的医用复合陶瓷材料。
技术介绍
复合材料通常具有不同材料相互取长补短的良好综合性能，复合材料兼有两种或两种以上材料的特点，能改善单一材料的性能，如提高强度、增加韧性和改善介电性能等。随着科技的进步，人们研究出了许多不同的复合材料，生物陶瓷基复合材料就是其中一种。陶瓷基复合材料是以陶瓷、玻璃或者玻璃陶瓷为基体与颗粒、晶片、晶须或纤维等形状的增强体材料复合的一类复合材料。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷，这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，而其致命的弱点是具有脆性，处于应力状态时，会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。而采用增强体材料与基体复合，则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。医用复合陶瓷是复合陶瓷的一种，现有的医用陶瓷虽然可以满足人们的使用需求，但是医用复合陶瓷存在着脆性较大、韧性低、易产生裂痕的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种力学性能好的医用复合陶瓷材料，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种力学性能好的医用复合陶瓷材料，包括以下重量份的原料：碳化硼1-3份、纤维素6-10份、铝矾土18-24份、粉煤灰14-20份、氧化镁粉末2-4份、氧化锌粉末2-6份、氧化锆粉末1-2份、硫酸钙晶须8-15份、氮化钛4-10份、丙三醇10-18份和石榴籽5-8份。作为本专利技术进一步的方案：氧化锌粉末和氧化锆粉末的粒度均为50-70nm，氧化镁粉末的粒度为15-30nm。作为本专利技术进一步的方案：铝矾土中氧化铝的质量分数为55-68％。所述力学性能好的医用复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将石榴籽破碎并且加入其重量4-8倍的水，在70-85摄氏度下煎煮2-4次，过滤并且合并滤液，得到石榴籽煎煮液，将煎煮后的石榴籽在球磨机中球磨至30-50目，得到石榴籽粉末，备用；步骤二，将碳化硼、硫酸钙晶须和氮化钛浸泡在质量分数为1-1.8％的氢氟酸水溶液中并且超声波振荡30-45分钟，然后依次用去离子水和无水乙醇洗至中性，得到改性碳化硼、改性硫酸钙晶须和改性氮化钛；步骤三，将铝矾土、粉煤灰、纤维素、改性碳化硼、改性硫酸钙晶须和改性氮化钛在球磨机中球磨，球料比为12-18:1，球磨时间为4-6小时，得到第一混合物；步骤四，向第一混合物中加入石榴籽煎煮液搅拌均匀，陈腐1.5-3小时，得到第二混合物；步骤五，将氧化镁粉末、氧化锌粉末、氧化锆粉末、石榴籽粉末和丙三醇混合均匀，得到第三混合物；步骤六，将第二混合物以及第三混合物在高速混匀机中混合均匀，然后在压力为12-21Mpa的压力机上进行成型制坯，得到坯料；步骤七，将坯料装入模具并且置于真空环境中，然后均匀加压进行放电等离子烧结，烧结时，从室温上升至1580摄氏度的过程中，环境压力平稳均匀的加至35MPa，之后在温度为1580摄氏度和压力35Mpa的条件下保温30-40分钟，然后断电自然冷却至室温，即可得到成品。作为本专利技术进一步的方案：高速混匀机中混合速度为900-1050rpm，混合温度为80-100摄氏度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术原料来源广泛，制备工艺简单，在各种原料的协同作用下，制备的成品具有良好的力学性能和抗脆性断裂的特点，同时具有良好的导热性能，可有效的用于医用复合陶瓷材料。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种力学性能好的医用复合陶瓷材料，包括以下重量份的原料：碳化硼1份、纤维素6份、铝矾土18份、粉煤灰14份、氧化镁粉末2份、氧化锌粉末2份、氧化锆粉末1份、硫酸钙晶须8份、氮化钛4份、丙三醇10份和石榴籽5份。氧化锌粉末和氧化锆粉末的粒度均为60nm，氧化镁粉末的粒度为18nm。所述力学性能好的医用复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将石榴籽破碎并且加入其重量6倍的水，在76摄氏度下煎煮3次，过滤并且合并滤液，得到石榴籽煎煮液，将煎煮后的石榴籽在球磨机中球磨至40目，得到石榴籽粉末，备用；步骤二，将碳化硼、硫酸钙晶须和氮化钛浸泡在质量分数为1.2％的氢氟酸水溶液中并且超声波振荡38分钟，然后依次用去离子水和无水乙醇洗至中性，得到改性碳化硼、改性硫酸钙晶须和改性氮化钛；步骤三，将铝矾土、粉煤灰、纤维素、改性碳化硼、改性硫酸钙晶须和改性氮化钛在球磨机中球磨，球料比为16:1，球磨时间为5小时，得到第一混合物；步骤四，向第一混合物中加入石榴籽煎煮液搅拌均匀，陈腐2.5小时，得到第二混合物；步骤五，将氧化镁粉末、氧化锌粉末、氧化锆粉末、石榴籽粉末和丙三醇混合均匀，得到第三混合物；步骤六，将第二混合物以及第三混合物在高速混匀机中混合均匀，然后在压力为16Mpa的压力机上进行成型制坯，得到坯料；步骤七，将坯料装入模具并且置于真空环境中，然后均匀加压进行放电等离子烧结，烧结时，从室温上升至1580摄氏度的过程中，环境压力平稳均匀的加至35MPa，之后在温度为1580摄氏度和压力35Mpa的条件下保温35分钟，然后断电自然冷却至室温，即可得到成品。实施例2一种力学性能好的医用复合陶瓷材料，包括以下重量份的原料：碳化硼1.5份、纤维素7.5份、铝矾土20份、粉煤灰16份、氧化镁粉末2.8份、氧化锌粉末3.5份、氧化锆粉末1.4份、硫酸钙晶须11份、氮化钛6.6份、丙三醇13份和石榴籽6份。铝矾土中氧化铝的质量分数为60％。所述力学性能好的医用复合陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：步骤一，将石榴籽破碎并且加入其重量6倍的水，在82摄氏度下煎煮4次，过滤并且合并滤液，得到石榴籽煎煮液，将煎煮后的石榴籽在球磨机中球磨至50目，得到石榴籽粉末，备用；步骤二，将碳化硼、硫酸钙晶须和氮化钛浸泡在质量分数为1.6％的氢氟酸水溶液中并且超声波振荡40分钟，然后依次用去离子水和无水乙醇洗至中性，得到改性碳化硼、改性硫酸钙晶须和改性氮化钛；步骤三，将铝矾土、粉煤灰、纤维素、改性碳化硼、改性硫酸钙晶须和改性氮化钛在球磨机中球磨，球料比为16:1，球磨时间为4小时，得到第一混合物；步骤四，向第一混合物中加入石榴籽煎煮液搅拌均匀，陈腐2.5小时，得到第二混合物；步骤五，将氧化镁粉末、氧化锌粉末、氧化锆粉末、石榴籽粉末和丙三醇混合均匀，得到第三混合物；步骤六，将第二混合物以及第三混合物在高速混匀机中混合均匀，然后在压力为18Mpa的压力机上进行成型制坯，得到坯料；步骤七，将坯料装入模具并且置于真空环境中，然后均匀加压进行放电等离子烧结，烧结时，从室温上升至1580摄氏度的过程中，环境压力平稳均匀的加至35MPa，之后在温度为1580摄氏度和压力35Mpa的条件下保温35分钟，然后断电自然冷却至室温，即可得到成品。实施例3一种力学性能好的医用复合陶瓷材料，包括以下重量份的原料：碳化硼2.5份、纤维素9份、铝矾土23份、粉煤灰18份、氧化镁粉末3.6份、氧化锌粉末4.5份、氧化锆粉末1.8份、硫酸钙晶须13.5份、氮化钛8.8份、丙三醇16份和石榴籽7.4份。氧化锌粉末和氧化锆粉末的粒度均为66nm，氧化镁粉末的粒度为24nm。所述力学性能好的医用复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种力学性能好的医用复合陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：碳化硼1‑3份、纤维素6‑10份、铝矾土18‑24份、粉煤灰14‑20份、氧化镁粉末2‑4份、氧化锌粉末2‑6份、氧化锆粉末1‑2份、硫酸钙晶须8‑15份、氮化钛4‑10份、丙三醇10‑18份和石榴籽5‑8份。

【技术特征摘要】
1.一种力学性能好的医用复合陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：碳化硼1-3份、纤维素6-10份、铝矾土18-24份、粉煤灰14-20份、氧化镁粉末2-4份、氧化锌粉末2-6份、氧化锆粉末1-2份、硫酸钙晶须8-15份、氮化钛4-10份、丙三醇10-18份和石榴籽5-8份。2.根据权利要求1所述的力学性能好的医用复合陶瓷材料，其特征在于，所述氧化锌粉末和氧化锆粉末的粒度均为50-70nm，氧化镁粉末的粒度为15-30nm。3.根据权利要求1所述的力学性能好的医用复合陶瓷材料，其特征在于，所述铝矾土中氧化铝的质量分数为55-68%。4.一种如权利要求1-3任一所述的力学性能好的医用复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一，将石榴籽破碎并且加入其重量4-8倍的水，在70-85摄氏度下煎煮2-4次，过滤并且合并滤液，得到石榴籽煎煮液，将煎煮后的石榴籽在球磨机中球磨至30-50目，得到石榴籽粉末，备用；步骤二，将碳化硼、硫酸钙晶须和氮化钛浸泡在质量分数为1-1.8%的氢氟酸水溶液中并且超声波振荡30-45分钟，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雷，
申请(专利权)人：合肥智龙机械设计有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34