一种医用陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种医用陶瓷材料及其制备方法，该医用陶瓷材料，按重量份计，其制备原料包括：碱土金属氧化物2

【技术实现步骤摘要】
一种医用陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及医用陶瓷材料领域，分类号为C04B35/58，具体的，涉及一种医用陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，氮化硅陶瓷被越来越多的人用于生物医用方面，作为一种生物惰性陶瓷材料，经过大量研究及实践证明，氮化硅陶瓷材料具有良好的生物相容性、骨传导性和无毒安全性等，还有良好的力学性能，比如高硬度、高断裂韧性等，由此获得了科学家的日益重视。
[0003]目前，氮化硅陶瓷主要用于医用植入材料，比如人工髋关节及膝关节等承重假体材料、宫颈间距器和脊椎融合器件等，所以，氮化硅陶瓷的力学性能和抗菌性能尤为重要，因此需要有效的对氮化硅医用陶瓷的拉伸强度、弯曲强度、抗菌性等参数进行合理的提升。
[0004]专利CN109467442A公开了一种氮化硅陶瓷及其制备方法，通过CaTiO3和氮化硅的复配，提高了其抗弯强度、介电常数和相对密度，但其是应用于微波介质基板，而不是应用于医用植入材料。
[0005]专利CN113061055A公开了一种具有抗菌性的陶瓷制品及其制备方法和应用，主要是通过纳米涂层使得陶瓷具备一定的抗菌性能，并且其也并未提高陶瓷的力学性能。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种医用陶瓷材料，按重量份计，其制备原料包括：碱土金属氧化物2
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10份，第二副族元素的氧化物1
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10份，镧系元素的氧化物0.1
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10份，第四副族元素的氧化物1
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20份，第四副族元素的碳化物2
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10份，第五副族元素的碳化物1
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10份，氮化物30
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60份。
[0007]进一步优选的，所述医用陶瓷材料，按重量份计，其制备原料包括：碱土金属氧化物3
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6份，第二副族元素的氧化物1
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4份，镧系元素的氧化物4
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10份，第四副族元素的氧化物10
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20份，第四副族元素的碳化物4
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6份，第五副族元素的碳化物1
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5份，氮化物40
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50份。
[0008]进一步优选的，所述医用陶瓷材料，按重量份计，其制备原料包括：碱土金属氧化物5份，第二副族元素的氧化物1份，镧系元素的氧化物7份，第四副族元素的氧化物15份，第四副族元素的碳化物5份，第五副族元素的碳化物1份，氮化物45份。
[0009]进一步优选的，所述碱土金属氧化物包括氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化镁中的至少一种，所述第二副族元素的氧化物为氧化锌，所述第四副族元素的氧化物为二氧化钛和/或氧化锆，所述第四副族元素的碳化物为碳化钛，所述第五副族元素的碳化物为碳化钒。
[0010]进一步优选的，所述碱土金属氧化物为氧化镁，所述第二副族元素的氧化物为氧化锌，所述第四副族元素的氧化物为氧化锆，所述第四副族元素的碳化物为碳化钛，所述第五副族元素的碳化物为碳化钒。
[0011]优选的，所述碱土金属氧化物和第二副族元素的氧化物之间的质量比为(3
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8)：1。
[0012]进一步优选的，所述碱土金属氧化物和第二副族元素的氧化物之间的质量比为(3
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6)：1。本申请人发现，纳米氧化锌的引入促进了β相氮化硅的长大，其晶粒尺寸过大，使得坯体的致密度下降，气孔率增多，因此力学性能下降，所以为了保证一定的抗菌性能，同时又能提高医用陶瓷的力学性能，本申请加入氧化镁，同时限定两者的质量比为(3
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6)：1，发现一定量的纳米氧化镁能够使得陶瓷基体里的晶体致密化，进而使得医用陶瓷的力学性能提高，同时，纳米氧化镁能够不断释放镁离子来提高材料的成骨性能，此外，还能达到一定的抗菌效果。
[0013]进一步优选的，所述碱土金属氧化物和第二副族元素的氧化物之间的质量比为5：1。
[0014]优选的，所述碱土金属氧化物的平均粒径为20
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60nm，所述第二副族元素的氧化物的平均粒径为10
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50nm。
[0015]进一步优选的，所述碱土金属氧化物的平均粒径为30
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50nm，所述第二副族元素的氧化物的平均粒径为20
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40nm。
[0016]进一步优选的，所述碱土金属氧化物的平均粒径为40nm，所述第二副族元素的氧化物的平均粒径为30nm。
[0017]优选的，所述镧系元素的氧化物包括三氧化二钇和/或氧化铈。
[0018]进一步优选的，所述镧系元素的氧化物为三氧化二钇。
[0019]优选的，所述镧系元素的氧化物的平均粒径为0.1
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0.5μm。
[0020]进一步优选的，所述镧系元素的氧化物的平均粒径为0.2
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0.4μm。
[0021]进一步优选的，所述镧系元素的氧化物的平均粒径为0.3μm。
[0022]优选的，所述第四副族元素的氧化物的纯度≥95％，平均粒径为1
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5μm。
[0023]进一步优选的，所述第四副族元素的氧化物的纯度≥98％，平均粒径为1
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2μm。本申请人发现，加入平均粒径为1
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2μm的氧化锆，能够增强医用陶瓷的抗弯强度，可能是存在于陶瓷基体中的氧化锆，会使得陶瓷基里的晶体发生t相到m相的相变，同时伴随着一定的体积膨胀，进而提高了医用陶瓷的抗弯强度。
[0024]进一步优选的，所述第四副族元素的氧化物的纯度为99.5％，平均粒径为1.5μm。
[0025]优选的，所述第四副族元素的碳化物和第五副族元素的碳化物之间的质量比为(2
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9)：1。
[0026]进一步优选的，所述第四副族元素的碳化物和第五副族元素的碳化物之间的质量比为(4
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6)：1。本申请人发现，当加入一定质量比的碳化钛和碳化钒时，特别是限定两者质量比为(4
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6)：1时，能够增强医用陶瓷的拉伸强度和弯曲强度，猜测是由于碳化钒和碳化钛在陶瓷基体中由于两种晶粒之间的原子相互扩散形成TiVC2固溶体，同时，还细化了体系中的晶粒，进而提高了医用陶瓷的拉伸强度和弯曲强度。
[0027]进一步优选的，所述第四副族元素的碳化物和第五副族元素的碳化物之间的质量比为5：1。
[0028]优选的，所述第四副族元素的碳化物的平均粒径为0.1
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1μm，所述第五副族元素的碳化物的平均粒径为0.1
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1μm。
[0029]进一步优选的，所述第四副族元素的碳化物的平均粒径为0.2
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0.4μm，所述第五副族元素的碳化物的平均粒径为0.4
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0.6μm。
[0030]进一步优选的，所述第四副族元素的碳化物的平均粒径为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种医用陶瓷材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括：碱土金属氧化物2
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10份，第二副族元素的氧化物1
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10份，镧系元素的氧化物0.1
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10份，第四副族元素的氧化物1
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20份，第四副族元素的碳化物2
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10份，第五副族元素的碳化物1
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10份，氮化物30
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60份。2.根据权利要求1所述的一种医用陶瓷材料，其特征在于，所述碱土金属氧化物和第二副族元素的氧化物之间的质量比为(3
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8)：1。3.根据权利要求1所述的一种医用陶瓷材料，其特征在于，所述碱土金属氧化物的平均粒径为20
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60nm，所述第二副族元素的氧化物的平均粒径为10
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50nm。4.根据权利要求1所述的一种医用陶瓷材料，其特征在于，所述镧系元素的氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小锋，肖亮，朱福林，姜杰英，钱利洪，
申请(专利权)人：衡阳凯新特种材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：