[发明专利]一种玻璃陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物陶瓷技术领域，具体涉及一种玻璃陶瓷的制备方法。

背景技术

生物陶瓷是应用于生物材料的陶瓷，其不仅具有不锈钢、塑料的特性，而且与生物组织有良好的相容性和优异的亲和性。生物陶瓷根据其在生物体内的活性可分为惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和可降解生物陶瓷。其中，惰性生物陶瓷主要指化学性能稳定，与生物相容性好的陶瓷材料。惰性陶瓷材料的结构都比较稳定，分子中的键力较强，其主要包括氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、碳质材料和惰性生物玻璃陶瓷等。

玻璃陶瓷，又称微晶玻璃，传统的玻璃陶瓷制造方法是经过高温熔化、成型和热处理得到的一种晶相与玻璃相结合的复合材料。玻璃陶瓷具有机械强度高，热膨胀性能可调，耐热冲击，耐化学腐蚀，低介电损耗等优越的性能。在生物医药领域中，生物陶瓷经常被用于制造牙科材料、人工骨关节及骨头结合剂的填料等。

目前，Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系统玻璃陶瓷是最常用的玻璃陶瓷。其制备方法为将Li₂O、Al₂O₃、SiO₂和几种其它氧化物混合后，在1400～1500℃左右熔融后浇铸成型，然后在经过不同温度热处理即制成Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系统玻璃陶瓷。用该方法制备的普通的Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系统玻璃陶瓷的挠曲强度为60～220MPa。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种玻璃陶瓷的制备方法，所得玻璃陶瓷的挠曲强度为395～410MPa，化学溶解率为9～14μg/cm²。

一种玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，以重量份计，将氧化石墨烯粉碎后得到的细粉100～150份、丙烯酸树脂10～20份，与30～50份的醇类溶剂混合均匀，然后将混合物置于管式炉中，在惰性气体的气氛下，升温炭化，放冷后，再用纯水洗涤至中性，烘干后，进行研磨，得到炭微球；

步骤2，以重量份计，将步骤1所得炭微球7～13份、Li₂O3～9份、Al₂O₃4～7份、SiO₂30～55份、SnO₂2～7份、RuO₂1～6份、Co₂O₃2～5份、ZrO₂3～6份、Nd₂O₃2～7份混合，混合粉末经熔融后水淬成玻璃颗粒；

步骤3，将步骤2所得玻璃颗粒研磨后，进行冷等静压处理，得到半成品；

步骤4，将步骤3所得半成品依次经过第一次加热、第二次加热和第三次加热，冷却，即得。

进一步地，步骤1中细粉的粒度为400目～600目。

进一步地，步骤1中醇类溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇或正丁醇中的一种。

进一步地，步骤3中研磨在充满CO₂的无水乙醇中进行。

进一步地，步骤3中研磨后的粒径在0.01～0.05mm。

进一步地，步骤4中第一次加热温度为700～900℃，时间为1～3h，第二次加热温度为800～1000℃，时间为1～3h，第三次加热温度为900～1200℃，时间为1～3h。

本发明制备的玻璃陶瓷的挠曲强度为395～410MPa，化学溶解率为9～14μg/cm²，内部结构致密、均匀，挠曲强度高，化学稳定性好。

具体实施方式

实施例1

一种玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，以重量份计，将氧化石墨烯粉碎后得到的细粉100份、丙烯酸树脂10份，与30份的醇类溶剂混合均匀，然后将混合物置于管式炉中，在惰性气体的气氛下，升温炭化，放冷后，再用纯水洗涤至中性，烘干后，进行研磨，得到炭微球；