生物陶瓷应具有的性能Word下载.docx

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包括多晶氧化铝陶瓷、单晶氧化铝陶瓷、高密度羟基磷灰石陶瓷、碳素陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷等。

生物活性陶瓷;

包括生物玻璃、低密度羟基磷灰石类陶瓷（锆-羟基磷灰石陶瓷、氟-羟基磷灰石陶瓷、钙-羟基磷灰石陶瓷）、磷酸钙玻璃陶瓷

可控表面活性陶瓷:

是将生物陶瓷作表面涂层后取得具有抗疲劳强度并能与生物组织结合的一种活性陶瓷。

3目前所应用的无机抗菌材料要紧有：

1）载银、铜、锌等抗菌离子的离子型抗菌材料。

2）利用二氧化钛光催化活性的无机抗菌材料。

4银离子的抗菌机理:

接触反映说和催化反映说

1）接触反映说：

微量的银离子进入菌体内部，破坏了微生物细胞的呼吸系统及传输系统，引发酶的破坏，从而达到抗菌作用。

（2）催化反映说：

在光的作用下，由于银离子的催化作用，将氧气或水中的溶解氧变成了活性氧，这种活性氧具有抗菌作用。

5光催化抗菌材料的抗菌机理

当含有紫外线的光照射到抗菌剂时，产生电子（e-）和空穴（h+），产生的电子和空气中的组分反映，生成过氧化氢（还原反映）：

e-+O2+H2→H2O2空穴和抗菌剂表面的微量水分反映生成氢氧根（氧化反映）：

h++H2O→OH-+H+过氧化氢和氢氧团具有杀菌作用，可将有机物分解成二氧化碳和水，因此可将细菌慢慢分解，并具有防污、除臭功能。

6无机抗菌材料的应用:

纤维制品,家庭用品,家用电器,家居环境

7银系抗菌材料的抗菌性能评判:

①抗菌能力：

要紧通过最低抗菌质量浓度（MIC）、最小杀菌质量浓度（MBC）和杀菌率三个指标来评判。

MIC是令细菌终止发育或割裂的最低抗菌剂质量浓度，此质量浓度越低，即以为抗菌能力越强。

MBC指致使细菌死亡的抗菌剂的最小质量浓度，此质量浓度越小，说明杀菌成效越好。

②平安性：

应付皮肤无刺激性,我国饮用水标准规定银离子质量浓度不超过L。

③细菌的耐药性：

要求能够反复多次地杀灭同种细菌，即该细菌不产生抗药性

④耐光性：

银离子在光照条件下，容易被还原成银，进而被氧化成氧化银而减弱抗菌成效

⑤耐热性：

抗菌剂往往被作为功能性填料添加，制备出相关产品，故要求其符合制品的加工要求

⑥缓释性能：

即抗菌离子能够在较长的时刻内均匀释放，从而维持长久的抗菌能力。

抗磁性:

磁化率是物质的一种性质，它与外磁场H无关。

对一些材料来讲，磁化的方向与外磁场的方向相反，即χ<

0。

现在假设外加磁场H时，材料内部感生一个与外磁场方向相反的感生磁场，如此材料内部总的磁通密度小于外磁场的磁通密度。

这种性质被称为抗磁性，具有这种性质的材料称为抗磁材料。

顺磁性:

关于过渡金属离子或稀土离子，其结构中有未成对电子，就存在由此种电子所产生的磁矩。

在外磁场作用下，这些磁矩沿着磁场方向择优取向排列而产生宏观的净磁矩。

由于净磁矩的方向是沿外磁场方向的，因此磁化率χ>

0，材料内部总的感通密度大于外磁场的磁通密度，材料的这种性质被称为顺磁性，具有这种性质的材料称为顺磁材料。

铁磁性:

临近原子由于相互作用，在加上外磁场H时，能使磁矩趋向于外磁场方向而整齐排列。

这种现象称为铁磁性，具有这种性能的材料称为铁磁体。

反铁磁性:

把磁矩反向平行且大小相等的情形称之为反铁磁性，具有这种性质的物质称为反铁磁物质。

当提高温度时，这种反铁磁体的磁矩的排列混乱，成为顺磁体。

把此转化温度称为尼尔温度

亚铁磁性:

在反铁磁体的磁矩排列中，假设磁矩的大小不相同，没有完全彼此抵消时，相减时磁矩不为零，会产生自发磁化，这种物质称为亚铁磁体。

磁致伸缩:

铁磁性和亚铁磁性材料磁化时，在磁化反向所发生的伸长或缩短现象称为磁致伸缩。

磁性陶瓷（magneticceramics）分为含铁（ferrite）的铁氧体陶瓷和不含铁的磁性陶瓷。

电介质陶瓷是指电阻率大于108Ω·

m的陶瓷材料，能经受较强的电场而不被击穿。

按其在电场中的极化特性，可分为电绝缘陶瓷（insulationceramics）和电容器陶瓷（capacitorceramics；

condenserceramics）电介质陶瓷在静电场或交变电场中利用，其一样特性是电绝缘性、极化（polarization）和介电损耗（dielectricloss）。

电介质性能与分类

依照体积电阻率、介电常数和介电损耗等参数的不同，可把电介质陶瓷分为电绝缘陶瓷即装置陶瓷和电容器陶瓷。

另外，某些具有特殊性质，如压电性、铁电性及热释电性的电介质陶瓷，按性质别离称为压电陶瓷、热释电陶瓷和铁电陶瓷

用于制造电容器的陶瓷材料的性能要求：

（1）介电常数要尽可能高。

介电常数越高，陶瓷电容器的体积能够做得越小。

（2）在高频、高温、高压及其它恶劣环境下稳固靠得住。

（3）介质损耗角正切值小。

关于高功率陶瓷电容器，能提高无功功率。

（4）比体积电阻高于1010Ω·

m，可保证在高温下工作。

（5）高的介电强度。

灵敏陶瓷的分类:

热敏、湿敏、光敏、压敏、气敏及离子灵敏陶瓷。

这种材料大多是半导体陶瓷，如ZnO、SiC、SnO二、TiO二、Fe2O3、BaTiO3和SrTiO3等。

热敏陶瓷（heatsensitiveceramics）是一类电阻率随温度发生明显转变的材料，用于制作温度传感器、线路温度补偿及稳频等的元件——热敏电阻。

依照热敏陶瓷的阻温特性，可把热敏陶瓷分为负温度系数NTC（negativetemperaturecoefficient）；

正温度系数PTC（positivetemperaturecoefficient）热敏陶瓷；

临界温度热敏电阻temperatureresistor）及线性阻温特性热敏陶瓷四大类。

气敏陶瓷（gasSensitiveCeramics）可分为半导体式和固体电解质（solidelectrolyte）式两大类。

其中半导体气敏陶瓷又分为表面效应和体效应两种类型。

依照利用材料的成份分，有SnO二、ZnO、Fe2O3、ZrO2等系列。

超导体，是指当某种物质冷却到低温时电阻突然变成零，同时物质内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。

判定材料是不是具有超导性，有两个大体的特点：

超导电性，指材料在低温下失去电阻的性质；

完全抗磁性，指超导体处于外界磁场中，磁力无法穿透，超导体内的磁通为零。

超导材料有两个超级重要的性质：

1）超导体的完全导电性。

即在超导态下（在临界温度以下）电阻为零，电流通过超导体时没有能量的损耗。

2）超导体的完全抗磁性。

超导体的完全抗磁性是指超导体处于外界磁场中，能排斥外界磁场的阻碍，即外加磁场全被排除在超导体之外，这种特性也称为迈斯纳效应。

测量临界温度有不同的方式:

1）电阻测量法。

2）磁测量法。

超导陶瓷的应用

（1）输配电。

依照超导陶瓷的零电阻的特性，能够无损耗地远距离的输送极大的电流和功率。

（2）超导线圈。

能制成超导储能线圈，用其制成的储能设备能够长期无损耗地贮存能量，而且直接贮存电磁能。

（3）超导发电机。

由于超导陶瓷的电阻为零，因此没有热损耗，能够制造大容量、高效率的超导发电机及磁流体发电机等。

在电力系统方面

在交通运输方面

（1）制造超导磁悬浮列车

（2）超导电磁性推动器和空间推动系统。

在选矿和探矿等方面

在矿冶方面:

由于一切物质都具有抗磁性或顺磁性，能够利用超导体来进行选矿和探矿等

在环保和医药方面

1）在环保方面能够利用超导体对造纸厂、石油化工厂等的废水进行净化处置。

（2）在医药卫生方面，生物体多数具有抗磁性，能够利用超导体作废水处置，以去除细菌、病毒、重金属等毒物。

医学上可把磁分离用于将红血球从血浆中分离出。

在高能核实验和热核聚变方面

利用超导体的强磁场，使粒子加速以取得高能粒子

在电子工程方面

利用超导体的性质提高电子运算机的运算速度和缩小体积。

溶胶（Sol）是具有液体特点的胶体体系，分散的粒子是固体或大分子，分散的粒子大小在1～100nm之间。

凝胶（Gel）是具有固体特点的胶体体系，被分散的物质形成持续的网状骨架，骨架间隙中充有液体或气体，凝胶中分散相的含量很低，一样在1％～3％之间。

溶胶无固定形状固相粒子自由运动

凝胶固定形状固相粒子按一定网架结构固定不能自由移动

溶胶－凝胶法：

确实是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反映，在溶液中形成稳固的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。

凝胶通过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。

溶胶-凝胶（简称Sol-Gel）法是以金属醇盐的水解和聚合反映为基础的。

Sol-Gel技术关键就在操纵条件发生水解、缩聚反映形成溶胶、凝胶。

溶胶－凝胶合成生产设备;

电力搅拌溶胶;

磁力搅拌器溶胶

溶胶-凝胶制备陶瓷粉体材料；

反映进程易操纵，能够调控凝胶的微观结构。

大大增加多元组分体系化学均匀性

材料可搀杂范围宽，化学计量准，易于改性。

产物纯度高等

具有制备工艺简单、无需昂贵的设备

水热法（HydrothermalSynthesis），是指在特制的密闭反映器（高压釜）中，采纳水溶液作为反映体系，通过对反映体系加热、加压（或自生蒸气压），制造一个相对高温、高压的反映环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解，而且重结晶而进行无机合成与材料处置的一种有效方式。

溶剂热法（SolvothermalSynthesis），将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒（例如：

有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采纳类似于水热法的原理，以制备在水溶液中无法长成，易氧化、易水解或对水灵敏的材料，

水热生长体系中的晶粒形成可分为三种类型：

均匀溶液饱和析出”机制溶解-结晶”机制原位结晶”机制

水热与溶剂热合成的生产设备：

高压釜

水热与溶剂热合成存在的问题

无法观看晶体生长和材料合成的进程，不直观。

设备要求高耐高温高压的钢材，耐侵蚀的内衬、技术难度大温压操纵严格、本钱高。

平安性差，加热时密闭反映釜中流体体积膨胀，能够产生极大的压强，存在极大的平安隐患。

化学气相沉积乃是通过化学反映的方式，利用加热、等离子鼓励或光辐射等各类能源，在反映器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反映形成固态沉积物的技术

在固体表面上生成薄膜、晶须和晶粒；

在气体中生成粒子

CVD装置；

气相反映室；

加热系统；

气体操纵系统；

排气系