新型人工關(guān)節(jié)陶瓷基復(fù)合材料：制備及性能

第1章 人工關(guān)節(jié)材料基礎(chǔ)　　1
1.1　引言　　3
1.2　人工關(guān)節(jié)材料　　4
1.2.1　人工關(guān)節(jié)材料性能　　5
1.2.2　常用人工關(guān)節(jié)材料　　7
1.3　生物活性陶瓷　　9
1.3.1　生物活性陶瓷的組成和結(jié)構(gòu)　　9
1.3.2　生物活性陶瓷復(fù)合材料的研究　　12
1.4　碳納米管和石墨烯　　14
1.4.1　碳納米管和石墨烯的結(jié)構(gòu)　　15
1.4.2　碳納米管和石墨烯的力學(xué)性能　　17
1.4.3　碳納米管和石墨烯在陶瓷材料中的應(yīng)用　　19
1.5　人工關(guān)節(jié)材料存在問題及研究方向　　23
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法　　25
2.1　實(shí)驗(yàn)用原材料　　27
2.2　實(shí)驗(yàn)設(shè)備　　27
2.3　實(shí)驗(yàn)方法　　28
2.3.1　BCP 復(fù)合粉體的制備　　28
2.3.2　復(fù)合材料的制備　　29
2.4　性能測(cè)試方法　　31
2.4.1　密度測(cè)試　　31
2.4.2　彎曲強(qiáng)度測(cè)試　　31
2.4.3　斷裂韌性測(cè)試　　32
2.4.4　顯微硬度測(cè)試　　33
2.4.5　彈性模量測(cè)試　　34
2.4.6　摩擦系數(shù)測(cè)試　　34
2.4.7　體積磨損量測(cè)試　　35
2.4.8　細(xì)胞毒性測(cè)試　　36
2.4.9　生物活性測(cè)試　　36
2.5　組織結(jié)構(gòu)分析方法　　37
第3章 GNPs/BCP 復(fù)合材料制備及性能　　39
3.1　引言　　41
3.2　燒結(jié)溫度對(duì)BCP 陶瓷的影響　　41
3.2.1　不同燒結(jié)溫度下BCP 陶瓷的制備　　41
3.2.2　BCP 陶瓷的力學(xué)性能　　42
3.2.3　BCP 陶瓷的物相分析　　42
3.2.4　BCP 陶瓷的微觀形貌　　43
3.3　分散劑對(duì)復(fù)合材料的影響　　45
3.3.1　不同分散劑下GNPs/BCP 復(fù)合材料的制備　　45
3.3.2　復(fù)合粉體的形貌　　46
3.3.3　復(fù)合材料的力學(xué)性能　　47
3.3.4　復(fù)合材料的物相分析　　48
3.3.5　復(fù)合材料的微觀形貌　　48
3.4　GNPs 含量對(duì)復(fù)合材料的影響　　51
3.4.1　不同GNPs 含量下GNPs/BCP 復(fù)合材料的制備　　51
3.4.2　復(fù)合材料的力學(xué)性能　　52
3.4.3　復(fù)合材料的物相分析　　53
3.4.4　復(fù)合材料的微觀形貌　　54
3.4.5　復(fù)合材料的界面結(jié)合　　58
3.5　本章小結(jié)　　59
第4章 Graphene/BCP 復(fù)合材料制備及性能　　61
4.1　引言　　63
4.2　復(fù)合材料的制備　　63
4.3　復(fù)合材料的力學(xué)性能　　64
4.4　復(fù)合材料的物相分析　　65
4.5　復(fù)合材料的微觀形貌　　66
4.6　復(fù)合材料的界面結(jié)合　　71
4.7　復(fù)合材料的摩擦磨損特性　　72
4.7.1　復(fù)合材料的摩擦系數(shù)和體積磨損量　　72
4.7.2　復(fù)合材料的磨痕微觀形貌　　74
4.8　本章小結(jié)　　79
第5章 Graphene/CNTs/BCP復(fù)合材料制備及性能　　81
5.1　引言　　83
5.2　復(fù)合材料的制備　　83
5.3　復(fù)合材料的力學(xué)性能　　84
5.4　復(fù)合材料的物相分析　　86
5.5　復(fù)合材料的微觀形貌　　87
5.6　復(fù)合材料的界面結(jié)合　　93
5.7　復(fù)合材料的摩擦磨損特性　　95
5.7.1　復(fù)合材料的摩擦系數(shù)和體積磨損量　　95
5.7.2　復(fù)合材料的磨痕表面微觀形貌　　96
5.8　本章小結(jié)　　100
第6章 Graphene 和CNTs 在陶瓷中的補(bǔ)強(qiáng)增韌和減摩抗磨機(jī)理　　103
6.1　引言　　105
6.2　Graphene 和CNTs 在陶瓷中的補(bǔ)強(qiáng)增韌機(jī)理　　105
6.2.1　復(fù)合材料壓痕裂紋擴(kuò)展觀察　　105
6.2.2　復(fù)合材料中的強(qiáng)韌化機(jī)制　　109
6.3　Graphene 和CNTs 在陶瓷中的減摩抗磨機(jī)理　　112
6.3.1　復(fù)合材料的磨痕拉曼光譜和能譜分析　　112
6.3.2　復(fù)合材料中的減摩抗磨機(jī)理　　114
6.4　本章小結(jié)　　114
第7章 復(fù)合材料的細(xì)胞毒性及生物活性研究　　117
7.1　引言　　119
7.2　復(fù)合材料的細(xì)胞毒性研究　　119
7.2.1　實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備　　119
7.2.2　實(shí)驗(yàn)方法　　120
7.2.3　細(xì)胞相對(duì)增殖率　　122
7.2.4　細(xì)胞形態(tài)觀察　　123
7.3　復(fù)合材料的生物活性研究　　128
7.3.1　實(shí)驗(yàn)方法　　128
7.3.2　SBF 浸泡前后復(fù)合材料的重量變化　　129
7.3.3　SBF 浸泡后復(fù)合材料的物相分析　　130
7.3.4　SBF 浸泡后復(fù)合材料的基團(tuán)分析　　131
7.3.5　SBF 浸泡后復(fù)合材料的表面形貌　　132
7.4　本章小結(jié)　　135
總結(jié)與展望　　137
參考文獻(xiàn)　　142