[发明专利]一种硼硅酸钙生物材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种硼硅酸钙生物材料，其特征在于：它的化学式为Ca₂SiB₂O₇。

2.一种如权利要求1所述的Ca₂SiB₂O₇硼硅酸钙生物材料的制备方法，其特征在于采用高温固相法，包括以下步骤：

(1) 以含钙离子Ca²⁺的化合物、含硅离子Si⁴⁺的化合物和含硼离子B³⁺的化合物为原料，按通式Ca₂SiB₂O₇中对应元素的化学计量比称取各原料，研磨并混合均匀；

(2) 将步骤(1)得到的混合物在空气气氛下预煅烧1～2次，预煅烧温度为300～900℃，煅烧时间为1～15小时，自然冷却后，研磨并混合均匀；

(3) 将步骤(2)得到的产物按如下工艺或中的一种制备得到硼硅酸钙生物材料：

在空气气氛中煅烧，煅烧温度为900～1100℃，煅烧时间为2～15小时，自然冷却，再经研磨、混合均匀后，得到Ca₂SiB₂O₇粉末；

干压成型，制成素坯，再经无压烧结，烧结温度为900～1100℃，烧结时间为2～15小时，自然冷却后，得到Ca₂SiB₂O₇块体。

3.根据权利要求2所述的硼硅酸钙生物材料的制备方法，其特征在于：所述的含有钙离子Ca²⁺的化合物为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、硫酸钙、硝酸钙、草酸钙中的一种；所述的含有硅离子Si⁴⁺的化合物为二氧化硅和硅酸中的一种；所述的含有硼离子B³⁺的化合物为三氧化二硼或硼酸中的一种。

4.根据权利要求2所述的硼硅酸钙生物材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）的预煅烧温度为350～900℃，煅烧时间为2～14小时；步骤（3）工艺的煅烧温度为950～1100℃，煅烧时间为3～14小时；工艺的干压压力为8MPa～10MPa，无压烧结的烧结温度为950～1000℃，烧结时间为3～14小时。

5.一种如权利要求1所述的硼硅酸钙生物材料的制备方法，其特征在于采用溶胶凝胶法，包括以下步骤：

(1) 以含钙离子Ca²⁺的化合物、含硅离子Si⁴⁺的化合物和含硼离子B³⁺的化合物为原料，按通式Ca₂SiB₂O₇中对应元素的化学计量比称取各原料，将钙离子Ca²⁺的化合物和含硼离子B³⁺的化合物分别用稀硝酸溶解，混合后得到A溶液；按体积比，将含硅离子Si⁴⁺的化合物：无水乙醇：去离子水为1:1:2，混合后得到B溶液；所述的含有钙离子Ca²⁺的化合物为硫酸钙、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、硝酸钙、草酸钙中的一种；所述的含有硅离子Si⁴⁺的化合物为正硅酸乙酯；所述的含有硼离子B³⁺的化合物为三氧化二硼、硼酸、硼酸三丁酯中的一种；

(2) 将步骤(1)得到的A和B溶液混合，搅拌，用硝酸调节pH为2～3，再经搅拌、陈化、干燥，得到前驱体；陈化温度为30～80℃，陈化时间为24～96小时，干燥温度为70～100℃；

(3) 将步骤（2）所得到的前驱体研磨成粉末，置于马弗炉中，在空气气氛下预煅烧1～2次，煅烧温度为300～750℃，煅烧时间为4～16小时，自然冷却后，研磨并混合均匀；

(4) 将步骤(3)所得到的产物按如下工艺或中的一种制备得到硼硅酸钙生物材料：

在空气气氛中煅烧，煅烧温度为750～1000℃，煅烧时间为6～16小时，自然冷却后研磨得到Ca₂SiB₂O₇粉末；

干压成型，制成素坯，再经无压烧结，烧结温度为750～1000℃，烧结时间为6～16小时，自然冷却后得到Ca₂SiB₂O₇块体。