Nghiên cứu tổng hợp gốm thuỷ tinh y sinh hệ phốt phát P205 Al203 Ca0 Zn0 đi từ phương pháp ngưng tụ trong pha lỏng Nghiên cứu tổng hợp gốm thuỷ tinh y sinh hệ phốt phát P205 Al203 Ca0 Zn0 đi từ phương pháp ngưng tụ trong pha lỏng luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO Trường đại học bách khoa hà nội ============== Nguyễn Tuấn Anh Nghiên cứu tổng hợp gốm thuỷ tinh y sinh hệ phốt phát, Cao - P2O5 - Al2O3 - ZnO, từ phương pháp ngưng tụ pha lỏng Chuyên ngành: Công Nghệ Vật Liệu Hoá Học Luận văn thạc sĩ công nghệ ho¸ häc Ngêi híng dÉn khoa häc: PGS.TSKH: Ngun Anh Dịng Hµ Néi - 2008 MỤC LỤC Trang Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ đồ thị MỞ ĐẦU Chương I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I.1 Gốm thủy tinh (GTT) I.2 Gốm thủy tinh y sinh I.3 Vật liệu phốt phát 11 I.3.1 Thủy tinh phốt phát 11 I.3.2 Gốm thủy tinh phốt phát 15 I.3.3 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng sinh học vật liệu canxiphốtphát 16 I.3.4 Một số vật liệu phốt phát có tính sinh học cao 17 I.4 Nguyên liệu cho sản xuất vật liệu phốt phát 24 I.4.1 Các muối phốt phát 24 I.4.2 Các muối dihydrophotphat 25 I.4.3 Các muối hydrophotphat 26 I.4.4 Các muối polyphotphat 27 I.5 Tổng hợp gốm thủy tinh theo phương pháp sol-gel 28 I.5.1 Phương pháp tổng hợp gốm thủy tinh truyền thống 28 I.5.2 Các phương pháp tổng hợp gốm thủy tinh 30 I.5.3 Phương pháp tổng hợp gốm thủy tinh từ sol-gel 33 I.5.4 Một số nghiên cứu gốm thủy tinh theo phương pháp sol-gel công bố 35 Chương II: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 38 II.1 Nhiệm vụ nghiên cứu 38 II.2 Phương pháp nghiên cứu 39 II.2.1 Tóm tắt phương pháp nghiên cứu 39 II.2.2 Giới thiệu số kỹ thuật nghiên cứu cấu trúc tính chất vật liệu 40 II.2.2.1 Quét phân tích nhiệt vi sai 40 II.2.2.2 Nhiễu xạ tia X 42 II.2.2.3 Hiển vi điện tử 43 II.2.2.4 Phương pháp xác định tính chất lý vật liệu 44 II.3 Nghiên cứu thực nghiệm 45 II.3.1 Chọn thành phần hóa học khảo sát 45 II.3.2 Chọn ngun liệu tính tốn phối liệu 45 II.3.2.1 Lựa chọn ngun liệu 45 II.3.2.2 Tính tốn phối liệu 46 II.3.3 Nghiên cứu khả hòa tan nguyên liệu II.3.4 Quy trình tổng hợp GTT theo phương ngưng tụ từ pha lỏng II.3.5 Khảo sát khả tạo thể gel từ dung dịch II.3.5.1 Pha chế dung dịch II.3.5.2 Khảo sát đặc điểm kết tủa muối kim loại với (NH4)2HPO4 II.3.5.3 Khảo sát phụ thuộc môi trường pH đến khả tạo kết tủa II.3.5.4 Đánh giá khác biệt thành phần hóa học tổng hợp II.3.5.5 Sự ảnh hưởng nước đến khả tạo kết tủa II.3.6 Khảo sát nhiệt động mẫu phân tích nhiệt DSC-TG II.3.7 Xử lý nhiệt kết tinh – kết khối tạo GTT II.4 Nghiên cứu cấu trúc thành phần pha vật liệu II.4.1 Nghiên cứu pha nhiễu xạ Rơnghen II.4.1.1 Khảo sát phổ nhiễu xạ Rơnghen mẫu M6–hệ P2O5-Al2O3-CaO-ZnO 47 49 50 50 52 53 55 55 56 59 63 63 63 II.4.1.2 Khảo sát phổ nhiễu xạ Rơnghen mẫu M7–hệ P2O5-Al2O3-CaO 69 II.4.1.3 So sánh phát triển tinh thể loại hai mẫu M6 M7 71 II.4.2 Nghiên cứu pha cấu trúc ảnh hiển vi điện tử (SEM) 72 II.4.2.1 Khảo sát ảnh hiển vi điện tử mẫu M7 72 II.4.2.2 Khảo sát ảnh hiển vi điện tử mẫu M6 74 II.5 Nghiên cứu tính chất lý vật liệu 77 II.5.1 Xác định độ bền vật liệu 76 II.5.2 Xác định khối lượng thể tích, độ xốp biểu kiến độ hút nước vật liệu 80 II.5.3 Xác định mật độ vật liệu 82 II.5.4 Xác định độ xốp thực vật liệu 83 Chương III: KẾT LUẬN 85 Điều kiện ngưng tụ tạo sol-gel pha lỏng 85 Diễn biến trình kết tinh hệ theo nhiệt độ 86 Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ kết khối vật liệu 88 Điều kiện công nghệ để thu gốm thủy tinh y sinh 89 Kết luận chung 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC 93 Phụ lục 1: Các đường cong nung thực nghiệm 93 Phụ lục 2: Thẻ chuẩn nhiễu xạ tia X tinh thể tinh khiết 99 Phụ lục 3: 100 Ảnh phổ nhiễu xạ XRD mẫu vật liệu, hệ P2O5-Al2O3-CaO-ZnO Ảnh phổ nhiễu xạ XRD mẫu vật liệu hệ P2O5-Al2O3-CaO Phụ lục 4: Kết phân tích thành phần hạt máy quét Laser 110 Phụ lục 5: Kết quét nhiệt vi sai 111 MỞ ĐẦU Việt Nam bước vào giai đoạn phát triển công nghiệp với động lực mạnh mẽ nguồn lực to lớn người Cùng với phát triển chung, nhu cầu chăm sóc bảo vệ sức khỏe ngày lớn Đòi hỏi phát triển y học ngày cao nhằm không chữa khỏi bệnh mà cịn tăng sức khỏe, tăng tính hiệu thẩm mỹ thể người Bằng tiến nghiên cứu khoa học, ngành y tế có nhiều biện pháp y học đáp ứng nhu cầu người Đi kèm với phương pháp y học phát triển dụng cụ, thiết bị y tế, sản phẩm y sinh nhân tạo, vật liệu có tính tương hợp sinh học tốt, cho phép cấy ghép vào thể với mục đích sửa chữa, thay nhằm tăng cường chức phận thể người Các loại vật liệu gốm gốm thủy tinh có tính chất sinh học tốt, gốm gốm thủy tinh y sinh, nhiều nước quan tâm nghiên cứu với mục đích sử dụng làm vật liệu cấy ghép thể sống Tại Việt Nam nay, việc nghiên cứu chế tạo ứng dụng gốm thủy tinh y sinh có số đơn vị thực hiện: Viện Công nghệ Xạ tiến hành nghiên cứu tổng hơp hydroxyl apatite (HA) gốm HA; trường đại học Bách Khoa Hà Nội tiến hành chế tạo gốm thủy tinh y sinh, hệ Silicat – photphat, triển khai áp dụng thử nghiệm khoa Ngoại bệnh viện Để chế tạo gốm thủy tinh, phương pháp công nghệ chủ yếu phương pháp nấu chảy kết tinh từ pha thủy tinh Hiện nay, hướng tổng hợp gốm thủy tinh y sinh khác quan tâm nghiên cứu, tổng hợp vật liệu từ hệ rắn tách bă phương pháp ngưng tụ pha lỏng Trên giới xuất nhiều cơng trình nghiên cứu phương pháp cho nhiều kết rõ rệt, bắt đầu có ứng dụng thực tiễn sản xuất vật liệu y sinh Với điều kiện kỹ thuật người nước ta nay, việc sản xuất sản phẩm theo phương pháp khả thi có khả đem lại hiệu việc cung cấp sản phẩm vật liệu y sinh cho ngành phẫu thuật chỉnh hình y tế Đề tài nghiên cứu khảo sát khả tổng hợp vật liệu gốm thủy tinh y sinh hệ phốt phát từ phương pháp ngưng tụ từ pha lỏng, phương pháp có nhiều ưu điểm so với phương pháp từ nấu chảy truyền thống Chương I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I.1 Gốm thủy tinh (GTT) Gốm thủy tinh vật liệu có cấu trúc, tổ hợp pha thủy tinh pha tinh thể, hạt tinh thể phân tán đồng pha thủy tinh với kích thước tinh thể nhỏ mịn Gốm thủy tinh có cấu trúc gồm vô số tinh thể nhỏ mịn, phân tán đồng pha thủy tinh So sánh kích thước tinh thể ta thấy rằng: gốm thiêu kết thông thường 10 – 20μm, thiêu kết corun – 3μm, kích thước tinh thể gốm thủy tinh khơng q 2μm Kích thước hình dạng tinh thể gốm hoàn thiện mặt tinh thể Trong gốm thủy tinh, hàm lượng pha thủy tinh lại sau xử lý kết tinh thấp Chỉ vài trường hợp đặc biệt hàm lượng pha thủy tinh đạt vài chục phần trăm thường khơng vượt q 30% thể tích Hàm lượng pha thủy tinh hay giới hạn kết tinh gốm thủy tinh phụ thuộc vào chế độ kết tinh thay đổi tùy thuộc vào điều kiện thực nghiệm Pha tinh thể đóng vai trị mang lại tính chất ưu việt gốm thủy tinh so với thủy tinh gốm thông thường Pha tinh thể gốm thủy tinh hình thành từ phân lớp tế vi thủy tinh ban đầu Khi gia công nhiệt nhiều bậc, cấu tử thủy tinh tách phát triển từ mầm thành tinh thể rõ Hình thái pha thủy tinh phụ thuộc vào lượng pha thủy tinh Nếu pha tinh thể pha thủy tinh liên tục thành lớp, pha tinh thể tăng lên pha thủy tinh tạo thành mạng phân bố hạt tinh thể dạng màng mỏng Gốm thủy tinh truyền thống nhận cách nung kết tinh định hướng thủy tinh Sự kết tinh định hướng thực cách gia công nhiệt cách cẩn thận loại thủy tinh có thành phần thích hợp Nhờ gia công nhiệt khối thủy tinh xuất nhiều mầm kết tinh sau mầm phát triển thành tinh thể Ngày nay, gốm thủy gtinh tạo thành theo nhiều cách khác phương pháp ngưng tụ từ pha hay phương pháp nung tạo kết tinh có định hướng từ thể gel – dạng dị thể (lỏng – rắn) có cấu trúc vơ định hình tương tự thủy tinh rắn Chế độ gia cơng nhiệt có ý nghĩa quan trọng trình kết tinh định hướng tạo gốm thủy tinh Tùy thuộc vào thành phần, loại xúc tác vào loại gốm thủy tinh tạo thành người ta áp dụng chế độ gia cơng nhiệt thích hợp Tính chất vật liệu gốm thủy tinh phụ thuộc nhiều vào chất pha tinh thể tạo thành, kích thước, số lượng phân bố tinh thể đó, tỷ lệ pha thủy tinh với pha tinh thể vật liệu Do đó, yếu tố định ứng dụng gốm thủy tinh Tính chất ứng dụng gốm thủy tinh • Ứng dụng tính chất nhiệt hóa: Gốm thủy tinh dùng thiết bị trao đổi nhiệt có tính bền nhiệt cao, có tinh bào mòn tăng nhiệt độ Những thiết bị trao đổi nhiệt làm việc tốt thiết bị trao đổi nhiệt kim loại Đặc biệt ống trao đổi nhiệt GTT có α = 2.10-7 có độ bền hóa cao, tỷ nhiệt cao có khả làm việc lâu 1000oC Nhiều loại GTT có hệ số dẫn nhiệt thấp, độ bên cao dùng làm dụng cụ thí nghiệm cho phịng thí nghiệm cho cơng nghiệp thực phẩm Ở Mỹ có nhiều dụng cụ nhà bếp chế tạo gốm thủy tinh hệ SiO2-CaO-P2O5 GTT hệ CdO-La2O3-SiO2 CdO-In2O3–B2O3 dùng làm kiểm tra lò phản ứng ngun tử có hệ số dãn nở nhiệt cao, độ chịu lửa cao, có khả hút trung tử mạnh Những GTT bền phóng xạ khơng bị tạo thành sản phẩm phản ứng Vì GTT có khả hấp thụ trung tử lớn thép borat nên sử dụng lợi nhiều trọng lượng giá thành GTT dùng làm chi tiết máy bơm chất lỏng nóng chịu xâm thực Loại có khả chống bào mịn cao thép khơng gỉ GTT cịn dùng làm ống chịu nhiệt làm việc áp suất cao, làm vỏ thiết bị điện tử, làm chi tiết động tên lửa miệng phun, ống phun, làm sơn chịu nhiệ phủ kim loại dùng để hàn mối hàn nhiệt độ cao • Ứng dụng tính chất Có loại gốm thủy tinh bền vững mặt học, sử dụng làm ổ bi hoạt động nhiệt độ cao, không cần bơi trơn Các ổ bi làm việc mơi trường xâm thực chịu đựng mở máy ngừng máy đột ngột Ngành kiến trúc xây dựng dùng GTT việc xây dựng nhà nhà công nghiệp: làm tường chắn, lát Trong công nghiệp dệt, GTT dùng làm thoi khuôn kéo sợi tổng hợp Có nước dùng GTT làm vỏ tàu ngầm Loại có khả chịu nén lớn 21000 kg/cm2 bền với nước biển GTT dùng làm cối, chày thí nghiệm, lót bi đạn máy nghiền, khung bảo vệ chống va đập calip xác cao • Ứng dụng tính chất điện Do điện trở bề mặt điện trở thể tích lớn, GTT dùng làm chất cách điện hình thù đơn giản, tạo kết cấu phức tạp, kể chi tiết phải nối với kim loại Loại GTT dùng làm in có tính chất điện cao, độ bền cao, độ bền nhiệt cao khơng bị cong vênh q trình vận hành Bản GTT ảnh dùng làm in thiết bị điện tử quân sự, dụng cụ bán dẫn, sơ đồ tế vi, hệ thống điều khiển tên lửa thiết bị máy móc bay vũ trụ GTT dùng chế tạo sơ đồ ẩn Những loại GTT đặc biệt chứa chất điện môi xéc-nhét dùng làm tụ điện Trong lĩnh vực GTT có ưu điểm dễ kéo thành mỏng Trong kỹ thuật quân sự, GTT dùng chế tạo phần hình nón tên lửa có điều khiển GTT đáp ứng yêu cầu giảm sóng điện tử (tgδ nhỏ), có tính chất điện khơng đổi, bền nhiệt, chống tác dụng khí động đột ngột, có cường độ cao, chịu tác động thời tiết trình sản xuất đơn giản, chi tiết hình nón GTT manhêzialumosilicat với xúc tác TiO2 để tạo pha tinh thể Coocdierit I.2 Gốm thủy tinh y sinh Các loại vật liệu sử dụng cho việc cấy ghép thể người nhằm thay cho tổn thương mô bệnh phải vật liệu có đặc tính học sinh học phù hợp với thể người Các vật liệu polyme kim loại sử dụng y học trước xuất nhiều vấn đề bất ổn modul đàn hồi (modul Young E) cao so với xương người Sự tạo thành dạng vỏ khơng có khả bám chặt với thể gây đào thải vật liệu cấy đơi chúng bị suy giảm tính chất chức cần thiết với thể người Nhiều ứng dụng lâm sàng cho thấy tính ưu việt ngày rõ rệt thủy tinh gốm thủy tinh hoạt tính sinh học, chúng cho phép khả tồn lâu dài chi tiết thay làm vật liệu này.Hơn nữa, bột vật liệu dễ ứng dụng việc sửa chữa chi tiết xương lão hóa, tổn thương hay bệnh tật Các vật liệu có khuynh hướng tạo liên kết mạnh mặt học với xương, cách tạo hàng loạt phản ứng hóa học với xương vùng tiếp xúc xương vật cấy Một thuận lợi việc sử dụng gốmthủy tinh sinh học khả điều khiển hóa học bề mặt tiếp xúc vật liệu với xương Bằng cách làm vậy, chúng cho phép kiểm sốt tồn tốc độ tạo liên kết với mô xương xốp Để tạo vật liệu gốm thủy tinh có tính chất sinh học ứng dụng cấy, ghép, thay vùng xương bị tổn thương cần tạo hợp chất có cấu trúc tương đồng với xương thật Đó thường hợp chất phốt phát có tính tương hợp sinh học cao • Khái niệm gốm thủy tinh y sinh: Vật liệu gốm thủy tinh y sinh tên gọi chung cho loại vật liệu tổ hợp pha tinh thể pha thủy tinh với thành phần cấu trúc họ phốt phát có tính tương hợp sinh học tốt Với đặc tính ưu việt tính chất học tính chất sinh học, vật liệu đáp ứng yêu cầu làm việc thể người Chúng đáp ứng nhu cầu sửa chữa, đắp vá, thay phận dạng xương, sụn - chiếm hầu hết vị trí thể người • Một số cách thức hình thành sản phẩm gốm thủy tinh y sinh: Sản phẩm gốm thủy tinh tạo thành nhiều phương pháp khác Nhiều công đoạn phức tạp phải thực để tạo chi tiết có đặc thù riêng biệt, phù hợp cho yêu cầu thay sửa chữa riêng người Có nhiều phương pháp như: - Tạo bột gốm thủy tinh, sau tạo hình phương pháp kết dính, nén ép nung thành hình vững chắc, tiếp tục gia cơng để tạo hình dạng mong muốn Ngồi phải cắt gọt sửa chữa đến đạt yêu cầu hình dạng sử dụng - Sản xuất vật liệu gốm thủy tinh y sinh ban đầu dạng khối, sau gia cơng cắt gọt để thành hình - Tạo vật liệu phương pháp nấu chảy phối liệu thành thủy tinh, đúc thành hình xử lý nhiệt điều kiện nhiệt độ, áp suất xúc tác để tạo gốm thủy tinh có cấu trúc mong muốn - Tạo vật liệu từ bột y sinh, định hình nung kết khối tạo gốm y sinh - Có thể tạo vật liệu từ phương pháp dung dịch, sau tạo gel ( cấu trúc vơ định hình tương tự thủy tinh) chế theo phương pháp đúc, phun phủ, dệt tấm… nung kết tinh thu sản phẩm có tính chất học sinh hóa học mong muốn - Sử dụng phương pháp từ vật liệu nano 10 I.3 Vật liệu phốt phát I.3.1 Thủy tinh phốt phát Thủy tinh phốt phát nghiên cứu 150 năm qua mà khởi xướng Graham 1833 P2O5 loại oxyt tạo thủy tinh, với SiO2, GeO2 B2O3 Trước đây, ứng dụng thủy tinh phốt phát bị hạn chế nhiều tính hút ẩm Nhiều cơng trình nghiên cứu giúp hiểu loại vật liệu phương pháp để điều khiển tính chất vật liệu Nhờ nghiên cứu mà nay, việc biết đến loại vật liệu tiềm cho ứng dụng sinh học thể động vật sống thi thủy tinh phốt phát phát triển nhiều ứng dụng sinh học I.3.1.1 Cấu trúc thủy tinh photphat Thủy tinh phốt phát coi lại vật liệu polyme vô tạo thành sở tứ diện anion PO43-, kết lai hóa sp3 điện tử lớp nguyên tử phootspho (P: …3s23p3) Khi có mặt ion kim loại, tứ diện nối thơng qua liên kết cộng hóa trị tạo nhóm anion phốt phát khác Hình : Sự trùng hợp anion phốt phát nguyên nhân tạo nhóm poly phootsphat, liên kết thơng qua cầu nối oxy Chúng có dạng thẳng phân nhánh Các tứ diện phân loại dựa số liên kết oxy (i) tứ diện với xung quanh, thường ký hiệu Qi Trong thủy tinh phốt phát, chia làm kiểu Qi Sự phố biến kiểu Q phụ thuộc vào cation chứa thành phần thủy tinh 11 II.5 Nghiên cứu tính chất cơ-lý vật liệu Các phương pháp xác định tính chất vật lý vật liệu bao gồm: - Đo độ bền nén, độ bền uốn vật liệu máy đo cường độ - Đo khối lượng thể tích, độ xốp biểu kiến, độ hút nước phương pháp cân thủy tĩnh - Đo mật độ vật liệu phương pháp picnomet - Đo độ hòa tan vật liệu nước Việc kiểm tra tính chất lý vật liệu thực với mẫu M6, qua xử lý nhiệt nhiệt độ 980oC, 1060oC 1180oC II.5.1 Xác định độ bền vật liệu • Độ bền uốn: Độ bền uốn tính theo cơng thức: σ= 3.P.l 2.b.h (kg/cm2) Trong đó: P: lực ép gây gẫy mẫu (kg) l: khoảng cách hai gối đỡ mẫu (cm) b: chiều rộng mẫu mặt gãy (cm) h: chiều cao mẫu mặt gãy (cm) Việc xác định độ bền uốn thực máy đo cường độ bền uốn Viện nghiên cứu Sành sứ Thủy tinh Công nghiệp Thực đo độ bền uốn mẫu tạo hình nén ép khn, kết khối nhiệt độ nung 980oC; 1060oC 1180oC, kết đo cho bảng 11 77 Bảng 15: Độ bền uốn gốm thủy tinh Tên mẫu TT mẫu btb (cm) htb (cm) l (cm2) P (kg) σu σutb (kg/cm2) (kg/cm2) ME6 - 1,826 1,014 3,37 22,18 59,72 980oC 1,798 0,988 3,37 24,59 70,83 lưu 1,816 1,022 3,37 25,63 68,31 ME7 - 1,988 1,124 3,37 32,64 65,70 980oC 1,972 1,116 3,37 32,79 67,50 lưu 1,926 1,108 3,37 25,03 53,52 ME6 - 1,592 0,751 3,094 21,75 112,43 1060oC 1,605 0,740 3,094 24,19 131,20 lưu 1,572 0,720 3,094 23,74 135,45 ME6 - 1,456 0,637 3,37 18,02 154,25 1180oC 1,436 0,636 3,37 18,87 164,33 lưu 1,494 0,664 3,37 20,84 160,20 ME7 - 1,514 0,702 3,37 26,52 180,27 1180oC 1,494 0,690 3,37 25,77 183,25 lưu 1,525 0,728 3,37 28,17 175,89 66,29 62,24 126,36 159,59 179,80 Nhận xét: - Ở nhiệt độ 980oC, độ bền uốn mẫu ME6 (hệ P2O5 – Al2O3 – CaO – ZnO) cao độ bền uốn mẫu ME7 (hệ P2O5 – Al2O3 – CaO) Điều cho phép dự đoán hệ cấu tử kết khối mạnh nhiệt độ nung thấp so với hệ cấu tử, với vai trị kẽm trình kết khối sớm vật liệu - Ở nhiệt độ 1180oC, độ bền uốn mẫu ME6 (hệ P2O5 – Al2O3 – CaO – ZnO) thấp độ bền uốn mẫu ME7 (hệ P2O5 – Al2O3 – CaO) Điều cho phép dự đoán nhiệt độ nung cao, hệ cấu tử kết khối tốt, thành phần hóa hệ cho cường độ cao so với hệ cấu tử - Mẫu ME6 (hệ P2O5 – Al2O3 – CaO – ZnO) khảo sát bổ xung nhiệt độ 1060oC cho thấy nhiệt độ độ kết khối vật liệu tốt, cường độ học 78 không chênh lệch nhiều so với mẫu hệ, nung nhiệt độ 1180oC Ngoài ra, nhiệt độ 1180oC nhiệt độ kết khối tối ưu hệ cấu tử với thành phần hóa cho • Độ bền nén Độ bền nén xác định theo công thức σn = P S (kg/cm2) Trong đó: P: áp lực ép gây phá hủy mẫu (kg) S: diện tích chịu áp lực (cm2) Xác định máy đo độ bền nén môn Silicat, trường đại học Bách Khoa Hà Nội Thực đo độ bền nén mẫu tạo hình nén ép, kết khối nhiệt độ nung 980oC, 1060oC 1180oC Kết đo cho bảng 12 Bảng 16: Độ bền nén của gốm thủy tinh: σ σntb (kg/cm2) (kg/cm2) Tên mẫu htb (cm) atb (cm) btb (cm) S (cm2) P (kg) ME6 - 1,014 1,826 1,738 3,174 2840 894,89 980oC 0,988 1,798 1,722 3,096 2950 952,79 lưu 1,022 1,816 1,714 3,113 2960 950,97 ME7 - 1,124 1,988 1,860 3,698 3060 827,55 980oC 1,116 1,972 1,896 3,739 3240 866,56 lưu 1,108 1,926 1,864 3,590 3360 935,92 ME6 - 0,751 1,592 1,522 2,423 2960 1221,61 1060oC 0,740 1,605 1,550 2,488 3050 1226,01 lưu 0,720 1,572 1,586 2,493 2980 1195,26 0,786 1,476 1,510 2,229 2810 1260,79 ME6 o 1180 C lưu ME7 - 876,67 1214,29 1251,54 0,798 1,508 1,548 2,334 2900 1242,30 0,702 1,514 1,566 2,371 3060 1290,64 o 1180 C lưu 932,88 1338,73 0,728 1,525 1,584 2,416 79 3360 1386,82 Nhận xét: - Các mẫu đo nén ép lấy từ mẫu gãy sau đo độ bền uốn (ngoại trừ mẫu ME6-1180oC mẫu đo bền uốn có độ dày thấp) Các mẫu mài thành hình vng tạo bề mặt phẳng Những mẫu nung nhiệt độ 1060oC 1180oC có kích thước mẫu đo khoảng: a x b x h ≈ 1,50 x 1,50 x 0,73 (cm) - Tương tự kết đo độ bền uốn, nhiệt độ 980oC, kết đo độ bền nén mẫu ME6 (hệ P2O5 – Al2O3 – CaO – ZnO) cao độ bền uốn mẫu ME7 (hệ P2O5 – Al2O3 – CaO) - Ở nhiệt độ 1180oC, mẫu ME6 cho độ bền nén thấp nhiều so với mẫu ME7 - Cường độ bền nén mẫu ME6 nung nhiệt độ 1060oC nhiệt độ 1180oC khơng có chênh lệch nhiều - Các mẫu mẫu tiêu chuẩn, bề mặt mẫu không phẳng, mẫu mỏng nên xác định áp lực phá hủy chưa hoàn tồn xác vật liệu Tuy nhiên, giá trị thu cho phép so sánh hệ vật liệu phần phản ánh tính chất học tốt vật liệu II.5.2 Xác định khối lượng thể tích, độ xốp biểu kiến độ hút nước vật liệu - Việc xác định độ xốp biểu kiến, độ hút nước thực cân thủy tĩnh môi trường nước, môn Silicat trường đại học Bách Khoa Hà nội - Thí nghiệm áp dụng phương pháp ngâm nước 24h Kết thu cho phép đánh giá tính chất vật liệu Trong phương pháp cần lưu ý tính tan vật liệu họ phốt phát Tuy nhiên,với tham gia cấu tử oxyt kim loại, đặc biệt Al2O3, với độ kết khối tốt vật liệu có hình thành pha thủy tinh tính tan vật liệu phốt phát hạn chế nhiều Khảo sát cho thấy vật liệu sau thiêu kết nhiệt độ 980oC, đặc biệt 1060oC, 1180oC ko tan nước (tương tự vật liệu thủy tinh, hay sứ dân dụng) 80 - Từ kết phân tích thành phần, cấu trúc pha đo đạc tính chất trên, cho phép đánh giá sơ mẫu vật liệu thích hợp cho ứng dụng Đề tài lựa chọn để thực đo độ xốp biểu kiến độ hút nước mẫu sau: MX6-980oC; ME6-1060oC; ME6-1180oC; ME7-1180oC Công thức tính độ hút nước H = G − G1 x100 G1 Cơng thức tính độ xốp biểu kiến: Xbk = (%) G − G1 x100 G − G3 Cơng thức tính khối lượng thể tích: γv = G1.γ dm G − G3 (%) (g/cm3) Trong đó: G1 - khối lượng mẫu khơ cân khơng khí, (g) G2 - khối lượng mẫu ngấm đầy nước cân khơng khí, (g) G3 - khối lượng mẫu ngấm đầy nước cân nước (g) γdm - khối lượng thể tích nước 33oC: 0,994 (g/cm3) Bảng 17: Độ xốp biểu kiến, độ hút nước, khối lượng thể tích vật liệu Tên mẫu Khối lượng mẫu Xbk γv H Hệ P2O5-Al2O3-CaO-ZnO G1,(g) G2(g) G3,(g) (%) (g/cm3) (%) MX6 - 980oC/3h 4,068 5,445 2,610 48,57 1,426 33,85 4,165 4,481 2,415 15,30 2,004 7,59 ME6 -1060 C/3h 4,023 4,205 2,507 10,72 2,355 4,52 ME6 -1180oC/3h 4,239 4,398 2,639 9,04 2,395 3,75 ME7 - 980oC/3h 3,975 4,337 2,193 16,88 1,843 9,11 ME7 -1180oC/3h 4,527 4,748 2,836 11,56 2,353 4,88 o ME6 - 980 C/3h o Hệ P2O5-Al2O3-CaO Nhận xét: - Ở 980oC, mẫu xốp (MX6, tạo hình đúc khn từ gel qua sấy) có độ hút nước độ xốp biểu kiến cao Điều cho phép dự đốn vật liệu có lỗ xốp liên thơng cao, thích hợp cho ứng dụng vật liệu y sinh xốp phần xương xốp bên xương ống 81 - Các mẫu ép bán khô từ bột nghiền mịn (dưới 63 μm) nhiệt độ 980oC, 1060oC, 1180oC có độ hút nước thấp Trong đó, mẫu thuộc hệ cấu tử chứa kẽm có độ hút nước thấp so với mẫu thuộc hệ cấu tử, so nhiệt độ nung, khối lượng thể tích thấp tương ứng - Trong hệ cấu tử, lệch độ hút nước, độ xốp biểu kiến khối lượng thể tích khơng lớn, hai nhiệt độ nung khác 1060oC 1180oC Điều cho biết mức độ kết khối tăng thêm vật liệu nâng nhiệt từ 1060oC lên 1180oC khơng cao Hay nói cách khác, nhiệt độ kết khối tối ưu nằm khoảng nhiệt độ II.5.3 Xác định mật độ gốm thủy tinh Mật độ gốm thủy tinh xác đinh theo phương pháp picnomet cho kết xác nhất, sai số đạt đến 10-4 (g/cm3) Chất lỏng dùng cho phương pháp nước cất Để tách bọt khỏi bột vật liệu ta sử dụng biện pháp hút chân khơng buồng có đặt bình đựng bột vật liệu Việc xác định thực phịng thí nghiệm, mơn Silicat trường đại học Bách Khoa Hà nội Trong phương pháp xác định này, mật độ đo vật liệu xác bột đem xác định mịn Với thực nghiệm này, độ mịn bột nghiền 45μm (Xem kết phân tích thành phần hạt mẫu bột thí nghiệm phần phụ lục4) Mật độ thủy tinh tính theo cơng thức: d= ( P1 − Po)(δ − λ ) +λ P3 + ( P1 − Po) − P (g/cm3) Trong đó: d - mật độ thủy tinh, (g/cm3) δ - mật độ nước cất nhiệt độ thí nghiệm, 25oC: 0,997 (g/cm3) λ - mật độ khơng khí nhiệt độ thí nghiệm, 25oC, độ ẩm 80%: 0,0017 (g/cm3) Po – khối lượng picnomet, (g) P1 – khối lượng picnomet gốm thủy tinh, (g) 82 P2 – khối lượng picnomet, gốm thủy tinh nước cất hút hết khí, (g) P3 – khối lượng picnomet nước cất, (g) Bảng 18: Mật độ mẫu vật liệu GTT tổng hợp nhiệt độ 1180oC Po, (g) P1, (g) P2, (g) P3, (g) d, (g/cm3) MX6-980oC/3h 31,3254 37,3188 60,2962 56,4134 2,8280 ME6-980oC/3h 21,5323 26,5172 49,585 46,4358 2,7045 ME6-1060 C/3h 23,8914 27,7154 52,587 50,0352 2,9934 ME6 - 1180oC/3h 21,8511 26,6251 50,1187 46,8965 3,0637 ME7-980oC/3h 20,3580 25,2732 48,436 45,3849 2,6261 ME7-1180oC/3h 28,3465 33,0676 57,4707 54,3674 2,9062 Tên mẫu Hệ P2O5-Al2O3-CaO-ZnO o Hệ P2O5-Al2O3-CaO Nhận xét: - Mật độ đo mẫu vật liệu đo tương đương với mật độ mẫu gốm sứ kết khối tốt - Mẫu xốp MX6 có mật độ cao so với mẫu ép bán khô ME6, nung nhiệt độ 980oC Điều giải thích việc lỗ xốp kín tế vi mẫu MX6 mẫu ME6 - Các mẫu hệ cấu tử chứa kẽm có mật độ cao so với mẫu hệ cấu tử không kẽm, nhiệt độ Điều cho phép nhận định mẫu hệ cấu tử yêu cầu nhiệt độ kết khối cao mẫu hệ cấu tử II.5.4 Xác định độ xốp thực gốm thủy tinh Từ kết mật độ khối lượng thể tích, độ xốp biểu kiến, ta xác định độ xốp thực mẫu theo công thức: Xt = V xop Vmau = (d − γ v ) d x100 (%) Thay giá trị có vào cơng thức ta có độ xốp thực mẫu, cho bảng 15 83 Trong đó: Xbk - Độ xốp biểu kiến vật liệu, (%) γv - Khối lượng thể tích vật liệu, (g/cm3) H - Độ hút nước vật liệu, (%) d - Mật độ vật liệu, (g/cm3) Xthực - Độ xốp thực vật liệu, (%) Bảng 19: Tổng hợp giá trị đo đạc tính tốn mẫu vật liệu gốm thủy tinh tổng hợp Xbk γv H d, Xthực (%) (g/cm3) (%) (g/cm3) (%) MX6-980oC/3h 48,57 1,426 33,85 2,8280 49,57 ME6-980oC/3h 15,30 2,004 7,59 2,7045 25,90 ME6-1060oC/3h 10,72 2,355 4,52 2,9934 21,33 ME6-1180oC/3h 9,04 2,395 3,75 3,0637 21,81 ME7-980oC/3h 16,88 1,843 9,11 2,6261 29,82 ME7-1180oC/3h 11,56 2,353 4,88 2,9062 19,02 Tên mẫu Hệ P2O5-Al2O3-CaO-ZnO Hệ P2O5-Al2O3-CaO Từ bảng tổng hợp cho phép rút nhận định sau: - Mẫu xốp MX6 – 980oC có độ xốp thực độ xốp biểu kiến không trênh lệch nhiều, độ hút nước cao Điều cho phép khẳng định độ lượng lỗ xốp liên thông mẫu chiếm tỷ lệ cao - Các mẫu ép bán khơ có độ xốp thực cao, độ xốp biểu kiến, độ hút nước thấp Điều cho phép nhận định mẫu có lượng lỗ xốp kín cịn cao Hiện tượng phần bị ảnh hưởng kết khối sớm bề mặt mẫu ép bán khô so với bên mẫu, nên tạo nhiều lỗ xốp kín hơn, đặc biệt mẫu nung 1060oC (với hệ cấu tử) 1180oC (với hệ) 84 KẾT LUẬN Từ kết thực nghiệm thu trình bày trên, đề tài rút kết luận sau đây: Điều kiện ngưng tụ tạo sol-gel pha lỏng - Bằng phương pháp phản ứng trạng thái lỏng dung dịch Ca(NO3)2.4H2O, Al(NO3)3.9H2O, (NH4)2HPO4.2H2O Zn(CH3COO)2.2H2O, nước, thu hệ chất rắn đáp ứng thành phần hệ gốm thủy tinh P2O5-Al2O3-CaO hệ P2O5-Al2O3-CaO-ZnO theo tính tốn ban đầu - Điều kiện phản ứng thích hợp để ngưng tụ hoàn toàn hệ rắn là: + Nhiệt độ tổng hợp: nhiệt độ phịng phạm vi 25 ÷ 37 oC + Môi trường pH: pH= với hệ cấu tử P2O5-Al2O3-CaO-ZnO pH = với hệ cấu tử P2O5-Al2O3-CaO + Chế độ khuấy: dung dịch hỗn hợp muối kim loại (ứng với thể tích cao để bão hịa hồn tồn lượng muối cần cung cấp, thể tích bão hịa số gam Ca(NO3).4H2O cần cung cấp) rót vào dung dịch muối (NH4)2HPO4.2H2O (thể tích ứng với số gam (NH4)2HPO4.2H2O cần cung cấp để nồng độ khối lượng 42,1%), tốc độ rót 10 ml/phút Khuấy cốc dung tích lít, với đũa khuấy thủy tinh đường kính mm, tốc độ khuấy 90 vịng/ phút + Tình trạng phản ứng: hạt kết tủa hình thành liên tục trình rót hỗn hợp dung dịch muối kim loại vào dung dịch muối diamoni hydrophotphat Kết tủa dạng xốp, khuấy bị tách thành hạt nhỏ Khi rót hết dung dịch vào nhau, hệ thu dạng đặc xốp, bề mặt thoáng thể trạng thái tập hợp hạt mịn đều, không bọt, tương tự hồ đặc quánh - Vai trò kẽm acetate Zn(CH3COO)2.2H2O: so sánh tượng trình tổng hợp, so sánh kết chụp nhiễu xạ rơnghen - XRD hệ dị thể sau tổng hợp, hệ cấu tử chứa kẽm hệ cấu tử không chứa kẽm, cho phép rút kết luận thành phần kẽm acetate đóng vai trị quan trọng 85 trình phản ứng tạo sol – gel Điều giải thích hình thành kết tủa Zn(OH)2 dạng gel tác động đến xu hướng tạo gel cho toàn hệ Diễn biến trình kết tinh hệ theo nhiệt độ - Hệ P2O5 – Al2O3 – CaO: + Mẫu chưa xử lý nhiệt: khảo sát nhiễu xạ tia X thấy có hình thành tinh thể sau: AlPO4 (aluminum phosphate oxide); (NH4)4H2P4O13 (amonium hydrogen phosphate); 4CaO.3P2O5 (Calcium phosphate) Tuy nhiên phổ nhiễu xạ chúng cho peak cường độ yếu + Mẫu xử lý nhiệt 600oC: có hình thành tinh thể sau: γCa2P2O7 (calcium phosphate oxide); α-Ca2P2O7 (alpha calcium phosphate); AlPO4 (berlinite) Phổ nhiễu xạ cho peak rõ nét + Mẫu xử lý nhiệt nhiệt độ 800oC: tinh thể γ-Ca2P2O7 biến hồn tồn thay vào xuất thêm tinh thể β-Ca2P2O7 Cấu trúc berlinite nhôm phốt phát thay tinh thể nhơm phốt phát AlPO4 với thù hình khác, peak có cường độ mạnh, ứng với d = 4,077÷4,08 + Mẫu xử lý nhiệt 980oC: phổ nhiễu xạ cho biết thành phần pha chủ yếu có β-Ca2P2O7 AlPO4, cường độ mạnh pha tương ứng 800oC + Mẫu xử lý nhiệt 1180oC: phổ nhiễu xạ cho biết mẫu chủ yếu gồm thành phần mẫu xử lý 980oC, cường độ peak cao nhiều.Điều cho biết hai pha tinh thể β-Ca2P2O7 AlPO4 phát triển theo nhiệt độ + Kết chụp hiển vi điện tử mẫu xử lý nhiệt kết tinh 1180oC cho biết pha tinh thể chiếm tỉ lệ lên đến 70 ÷ 80% thể tích vật liệu, phân bố tồn thể tích vật liệu Hình dạng tinh thể chủ yếu hai kiểu hình que (dự đốn β-Ca2P2O7) hình đa giác (của AlPO4) [Phụ lục 2] kích thước nằm phạm vị 10 μm với kiểu hình đa giác, 25μm với kiểu hình que - Hệ P2O5 – Al2O3 – CaO – ZnO: 86 + Mẫu chưa xử lý nhiệt: khảo sát phổ nhiễu xạ tia X cho thấy khơng có peak cụ thể, chiều cao đường phổ thấp 2,5 (Cps – đơn vị đo cường độ peak) Điều cho biết mẫu thử nghiệm khơng có cấu trúc tinh thể mà có cấu trúc vơ định hình Gắn kết với quan sát ngoại quan đánh giá mẫu từ dạng gel qua sấy khô + Mẫu xử lý nhiệt 600oC: pha tinh thể hình thành gồm βCa2P2O7 (calcium phosphate); Al36P36O144 (aluminum phosphate ứng với dmax = 4,144 Å); Zn2P2O7 (zinc phosphate); AlH6(PO4)3.2H2O (aluminum hydrogen phosphate hydrate) Các peak tinh thể rõ nét cường độ peak không cao + Mẫu xử lý nhiệt 800oC: Các pha tinh thể β-Ca2P2O7 (beta calcium phosphate); Zn2P2O7 (zinc phosphate) tiếp tục phát triển mạnh so với nhiệt độ 600oC; pha tinh thể aluminum phosphate chuyển dạng thù hình thành AlPO4 (aluminum phosphate, ứng với dmax = 4,08 Å) + Mẫu xử lý nhiệt 980oC: pha tinh thể Zn2P2O7 (zinc phosphate) tồn khơng cịn rõ nét bị chuyển sang dạng lỏng nóng chảy, tạo cấu trúc vơ định hình Hai pha tinh thể β-Ca2P2O7 AlPO4 (aluminum phosphate, ứng với dmax = 4,08 Å) tiếp tục phát triển mạnh Xuất thêm dạng thù hình khác AlPO4, nhiên cường độ peak thấp + Mẫu xử lý nhiệt 1060oC: Pha tinh thể Zn2P2O7 (zinc phosphate) biến hoàn toàn Hai pha tinh thể β-Ca2P2O7 AlPO4 (aluminum phosphate, ứng với dmax = 4,08 Å) chiếm chủ yếu phát triển mạnh so với 980oC Pha tinh thể AlPO4 cịn lại có cường độ peak thấp Do phản ứng cấu tử vật liệu với cát lót đáy lị nên phổ nhiễu xạ xuất thêm peak đặc trưng cho tinh thể Ca3Al2(SiO4)3, peak cường độ thấp + Mẫu xử lý nhiệt 1180oC: thành phần gồm pha tinh thể xuất nhiệt độ 1060oC, cường độ pha tinh thể β- 87 Ca2P2O7 AlPO4 giảm đi, cường độ pha tinh thể Ca3Al2(SiO4)3 (grossular) tăng mạnh + Kết chụp hiển vi điện tử mẫu nhiệt độ xử lý kết tinh 980oC; 1060oC 1180oC cho thấy: 980oC, tinh thể phát triển chưa mạnh, nằm phân tán pha vơ định hình sẵn có trước Ở 1060oC, pha tinh thể phát triển mạnh, chiếm tử 85÷95% thể tích khối vật liệu, pha thủy tinh ít, có dạng hạt xếp xít với nhau, kích thước nằm phạm vi 5μm Ở nhiệt độ 1180oC, pha thủy tinh xuất rõ nét với vai trị phủ kín khe hạt, tỷ lệ pha thủy tinh lúc cao chiếm tử 30 ÷40% thể tích vật liệu, tỉ lệ pha tinh thể giảm xuống, hạt tinh thể phát triển kích thước mạnh, nằm phạm vi 10μm Mức độ kết khối vật liệu nghiên cứu phụ thuộc vào yếu tố sau: - Thành phần hóa vật liệu: vật liệu thu từ hệ cấu tử P2O5-Al2O3CaO-ZnO kết khối sớm vật liệu thu từ hệ cấu tử P2O5-Al2O3-CaO, thành phần ZnO tham gia vào q trình phát triển tinh thể sớm sớm tạo pha lỏng gắn kết hệ rắn khối vật liệu Với việc thay 10% mol P2O5 hệ cấu tử việc đưa thêm vào 10% mol ZnO tạo nên hệ cấu tử, mức độ phát triển hoàn thiện tinh thể sớm kết khối sớm khoảng nhiệt độ 1060oC, với hệ cấu tử, so với 1180oC hệ cấu tử - Điều kiện tạo hình mẫu: nghiên cứu điều kiện tạo hình mẫu bao gồm kích thước hạt áp lực ép Các hạt rắn, sau sấy 300oC/3h, nghiền khơ cối mã não đến kích thước hạt 45μm (kiểm tra máy phân tích thành phần hạt laser), ép với áp lực cho máy ép 1000 kg/cm2 Riêng với mẫu vật liệu xốp cần đúc hệ gel khuôn sấy định hình, khơng có khâu - Nhiệt độ xử lý kết khối: trình nghiên cứu cho phép kết luận nhiệt độ kết khối mẫu, ứng với thành phần điều kiện tạo hình trên, sau: 88 + Hệ cấu tử P2O5-Al2O3-CaO: Mẫu ME7 cho độ kết khối tốt xử lý nhiệt nhiệt độ 1180oC, mức độ kết khối gần triệt để, thời gian lưu nhiệt độ cao giờ, tốc độ nâng nhiệt chung cho đồ thị biểu diễn đường cong nung [phụ lục 1] Mẫu dự đốn kết khối triệt để nhiệt độ không vượt 1220oC + Hệ cấu tử P2O5-Al2O3-CaO-ZnO: Mẫu ME6 cho độ kết khối tối đa xử lý nhiệt khoảng nhiệt độ 1060oC ÷ 1180oC, thời gian lưu nhiệt độ cao giờ, tốc độ nâng nhiệt chung cho đồ thị biểu diễn đường cong nung [phụ lục 1] Nhiệt độ 1180oC đánh giá nhiệt độ tối đa cho chất lượng kết khối tốt Điều kiện công nghệ để thu gốm thủy tinh đáp ứng tính chất cần thiết vật liệu y sinh: Bảng 20: Các tiêu lý đạt mẫu đáp ứng yêu cầu vật liệu y sinh Hệ P2O5-Al3O3-CaO-ZnO, Hệ P2O5-Al2O3-CaO, mẫu ME6 -1060oC/3h mẫu ME7-1180oC/3h TT Tên tiêu lý Cường độ bền nén (kg/cm2) σn = 1251,54 σn = 1338,73 Cường độ bền uốn (kg/cm2) σu= 159,59 σu = 179,80 Khối lượng thể tích (g/cm3) γ = 2,355 γ = 2,353 Mật độ (g/cm3) d = 2,9934 d = 2,9062 Độ hút nước (%) H = 4,52 H = 4,88 Độ xốp biểu kiến (%) Xbk = 10,72 Xbk = 11,56 Độ xốp thực (%) Xt = 21,33 Xt = 19,02 - Để thu vật liệu có hàm lượng pha tinh thể có tính chất sinh học cao (β-Ca2P2O7) tính chất lý tốt cần đảm bảo điều kiện công nghệ sau đây: + Ngưng tụ pha lỏng theo điều kiện nêu kết luận (1), với hệ + Bột thu sau lọc tách kết tủa sấy 300oC 3h phải nghiền khô đến độ mịn 45μm – chiếm 95% + Được ép bán khô, độ ẩm 11% áp lực ép 1000 kg/cm2 89 + Nung đến nhiệt độ 1180oC với hệ P2O5-Al2O3-CaO đến nhiệt độ 1060oC với hệ P2O5-Al2O3-CaO-ZnO, lưu nhiệt độ cao Chế độ nung tuân theo đường cong nung đưa phụ lục + Vật liệu thu chứa hàm lượng pha tinh thể chiếm từ 70 ÷ 90% thể tích, với pha tinh thể chủ yếu β-Ca2P2O7 AlPO4 (ứng với dmax = 4,077 Å) - Chế độ công nghệ tạo vật liệu gốm thủy tinh y sinh xốp cần thực điều kiện công nghệ sau đây: + Áp dụng với hệ P2O5-Al2O3-CaO-ZnO hệ cho phép tạo gel tốt + Ngưng tụ pha lỏng theo điều kiện nêu kết luận (1) + Gel sau sấy 110oC đúc khuôn + Nung đến nhiệt độ kết khối 980oC 1060oC, theo mức độ xốp cường độ học cao hay thấp Chế độ nung tuân theo đường cong nung đưa phụ lục + Vật liệu thu chứa hàm lượng pha tinh thể chiếm từ 70 ÷ 90% thể tích, với pha tinh thể chủ yếu β-Ca2P2O7 AlPO4 (ứng với dmax = 4,077 Å) Bảng 21: Các tiêu đạt với mẫu gốm y sinh xốp thu từ thực nghiệm Hệ P2O5-Al3O3-CaO-ZnO, TT Tên tiêu lý Khối lượng thể tích (g/cm3) γ = 1,426 Mật độ (g/cm3) d = 2,828 Độ hút nước (%) H = 33,85 Độ xốp biểu kiến (%) Xbk = 45,57 Độ xốp thực (%) Xt = 49,57 nung đến 980oC, lưu 3h Kết luận chung Với thành phần, cấu trúc tinh chất vật liệu dạng xít đặc dạng xốp thu từ hệ phốt phát, P2O5-Al2O3-CaO-ZnO P2O5-Al2O3-CaO, có 90 thể thấy vật liệu đáp ứng yêu cầu tính chất sinh học tính chất lý vật liệu y sinh thay xương y tế 91 ... tạo gốm th? ?y tinh, phương pháp công nghệ chủ y? ??u phương pháp nấu ch? ?y kết tinh từ pha th? ?y tinh Hiện nay, hướng tổng hợp gốm th? ?y tinh y sinh khác quan tâm nghiên cứu, tổng hợp vật liệu từ hệ. .. liệu gốm th? ?y tinh y sinh hệ phốt phát từ phương pháp ngưng tụ từ pha lỏng, phương pháp có nhiều ưu đi? ??m so với phương pháp từ nấu ch? ?y truyền thống Chương I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I.1 Gốm th? ?y tinh. .. Các phương pháp tổng hợp gốm th? ?y tinh 30 I.5.3 Phương pháp tổng hợp gốm th? ?y tinh từ sol-gel 33 I.5.4 Một số nghiên cứu gốm th? ?y tinh theo phương pháp sol-gel công bố 35 Chương II: NGHIÊN CỨU