Файл: белорусский государственный технологический университет.docx

дров с диаметром 12 мм. Давление прессования составляло 10–15 МПа. После формования образцы обжигались в электрической пе- чиSNOLHT450/16 Nabertherm (Литва) при 1100, 1150 и 1200 °C с вы- держкой при максимальной температуре 1 ч. В результате проведенных исследований синтезированы образцы пористой кальций-фосфатной керамики со следующим комплексом физико-химических свойств: во- допоглощение – 13,9–48,4 %; открытая пористость – 23,5–56,3 %; ка- жущаяся плотность – 1145–2214 кг/м³; механическая прочность при сжатии – 0,8–20,7 МПа.

Выявлено, что значения физико-химических свойств синтезиро- ванных материалов определялись как качественным фазовым составом исходных материалов, полученных в процессе СВС в растворе, так и их количественным соотношением. Формирование пирофосфата кальция в результате осуществления СВС в растворе позволило получить кера- мический материал, который отличался более высокими физико-хими- ческими свойствами. Присутствие оксиапатита, наоборот, приводило к снижению прочностных характеристик до 0,80–2,00 МПа. Следова- тельно, можно сделать вывод, что температуры обжига 1100–1200 ℃ недостаточно для спекания материала, содержащего оксиапатит. Ана- лиз экспериментальных данных показал, что оптимальным комплексом физико-химических свойств характеризуются керамические образцы, полученные с использованием материалов, синтезированных в системе Са(NO₃)₂ – (NH₄)₂HPO₄ – С₆Н₈О₇: водопоглощение – 13,9–40,9 %;

открытая пористость – 31,3–56,1 %; кажущаяся плотность – 1370–2214 кг/м³; механическая прочность при сжатии – 3,9–19,85 МПа. Их фазовый состав представлен пирофосфатом кальция Ca

---

₂P₂O₇ и вит- локитом Ca₃(PO₄)₂. Керамика оптимального состава отличается биоло- гической активностью, на ее поверхности наблюдалось формирование фосфатов кальция через 7 сут. выдерживания в SBF-растворе.

---

РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ

^{ИМПЛАНТАТОВ В СИСТЕМЕ Na}2^{O–CaO–SiO}2^–P2^O5

Целью работы является разработка составов керамических масс и технологических параметров получения пористых кальций-фосфат- ных материалов с использованием 3D-печати.

В связи с тем, что свойства пористого керамического материала зависят от степени спекания твердой матрицы (перегородок между по- рами) и характера пористости, в настоящем исследовании для активи- зации процесса спекания использовались добавки боя кварцевого стекла (ГОСТ 15130) и стеклогранулята биоактивного стекла 45S5. Указанные добавки вводились в количестве 2,5–10,0 мас. % сверх 100% Сырьевыми компонентами для варки биоактивного стекла слу-

жили дигидроортофосфат кальция Са(Н₂РО₄)₂ (чда, ГОСТ 10091); ок- сид кальция CaO (чда, ГОСТ 8677); карбонат натрия Na₂CO₃ (хч, ГОСТ 83) и диоксид кремния нанодисперсный аморфный (ГОСТ 14922).Стекло синтезировалось в газовой печи периодического дей- ствия в корундовом тигле емкостью 0,5 л с выдержкой при температуре 1450 °С в течение 1 ч. Скорость нагрева шихты при варке составляла 250 °С/ч, точность измерения температуры оптическим пирометром –

±10 °С. При достижении однородности стекломассы тигли извлекали из печи, стекломассу вырабатывали в воду с целью грануляции.

Экспериментальные образцы готовились следующим образом. Смеси гидроксиапатита, полученного методом жидкофазного синтеза, и добавок подвергались совместному мокрому помолу в лабораторной

---

шаровой мельнице BML-2 (DAIHAN) в течение 30–60 мин для гомоге- низации. Влажность приготовленных керамических масс составляла 45,0 мас. %. Изделия формовались методом экструзии на 3D-принтере. Сформованные образцы подвергались сушке в сушильном шкафу SNOL 58/350 при температуре 60±5 °С, а затем обжигу в электрической лабораторной печи SNOL 1,6,2,5.1/13,5-Y1 при температурах 500–1200 °С. Скорость набора температуры составляла 2–4 °С/мин. Выдержка при максимальной температуре – 60 мин.

Обожженные образцы характеризовались равномерной окраской белого цвета. Текстура на изломе пористая. Физико-химические свой- ства определялись в соответствии с ГОСТ 30534, ГОСТ 2409, ГОСТ Р 57606 (таблица).

Таблица – Технологические и физико-химические свойства керамики полученной в температурном интервале обжига 500–1200 ℃

Применяемая добавка	Значение показателя
	водопо- глощение, %	открытая пористость, %	кажущаяся плотность, кг/м3	механическая прочность при сжатии, МПа	общая усадка, %
Без добавок	10,0–49,6	23,8–59,7	1200–2380	4,1–41,8	10,5–27,8
Бой кварце- вого стекла	25,0–51,6	43,4–60,7	1142–1745	1,5–22,0	10,8–23,8
Биоактивное стекло	29,6–48,6	49,3–59,7	1228–1666	0,6–15,0	11,9–22,1

---

Анализ полученных экспериментальных данных показал, что в температурном интервале обжига 500–900 ℃ показатели водопоглоще- ния, открытой пористости и кажущейся плотности имеют постоянные значения, следовательно, спекание керамики на основе гидроксиапа- тита начинается при температурах 900–1000 ℃ (рисунок).

---