ПОРИСТЫЕ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНИЯ И АЛЮМИНИЯ И ИХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Классы биоматериалов 5
2 Керамики в медицине 11
2.1 Класс биоматериалов - керамики 11
2.2 Окись алюминия и двуокись циркония 12
2.3 Дентальные керамики 12
2.4 Фосфаты кальция 14
3 Фазовая стабилизация диоксида циркония 22
4 Виды и методы обработок поверхностей 25
4.1 Механические методы обработки поверхностей 25
4.2 Химические методы обработки поверхностей 27
4.3 Физические методы обработки поверхностей 28
5 Низкотемпературная плазма 32
5.1 Применение низкотемпературной неравновесной плазмы 34
6 Исследование изменений уровня кислотности 37
7 Электрические свойства дисперсных систем 38
7.1 Механизм возникновения двойного электрического слоя 39
7.2. Дзета-потенциал 41
7.3 Экспериментальное определение электрокинетического потенциала 43
7.4 Факторы, влияющие на дзета-потенциал 46
8 Влияние низкотемпературной плазменной обработки на химические и
электрокинетические свойства поверхностей 48
8.1 Материалы и методы исследований 48
9 Результаты исследований 49
9.1 Результаты измерений уровня кислотности 50
9.2 Результаты измерения поверхностного дзета-потенциала керамических
образцов 55
9.3 Результаты измерения pH дзета-потенциала суспензий 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 80
Купить

Уникальное сочетание различных физико-химических свойств керамических материалов обуславливает их широкое распространение во многих областях промышленности. Однако, тенденции последних десятилетий, а именно развитие нано и аддитивных технологий, подталкивают многих исследователей на изучение и изменение свойств керамических материалов не только на макро- и микроуровнях, но и на наноуровне. В зарубежной и отечественной литературе можно встретить множество работ, посвященных созданию микро- и наноструктурных материалов. [1,2]
Исследования показывают, что на свойства всего материала сильно влияют свойства его поверхности, а также её обработка [4-10]. В работах [11,13] было показано, что благодаря лазерной обработке удалось в три раза увеличить смачиваемость и улучшить адгезионные свойства поверхности. По мнению авторов[12] эти изменения связаны с модификацией поверхности, а именно с повышением поверхностной энергии. Однако, ввиду большой удельной поверхности микро- и нанопорошков для их модификации больше подходит плазменная обработка, поскольку это позволяет обработать большую поверхность за меньшее время и при этом оказывает существенное влияние на получаемые параметры материалов. Например, в работе [14] показано, что обработка высокочастотным разрядом порошка оксида алюминия перед спеканием приводит к существенному увеличению микротвердости и росту плотности керамических образцов.
Благодаря плазменной обработке изменяется химическая активность порошка из-за формирования на его поверхности активные центров. Это может быть легко зафиксировано в ходе их взаимодействия с молекулами воды, когда выделяются продукты реакции Н+ или ОН-, которые изменяют уровень кислотности водно-порошковой суспензии. При этом в [15] показано, что увеличение уровня кислотности свидетельствует об улучшении смачиваемости порошков, т.е. увеличении их гидрофильных свойств. Таким образом, рН- метрия водно-порошковых суспензий может быть эффективным методом изучения влияния плазменной обработки порошков на изменения их смачиваемости.
Результаты авторов исследований показали, что холодная плазменная обработка способна влиять на химическую стойкость и биологическую активность, что может сказаться на эксплуатационных свойствах материалов.
Помимо изменений химических свойств, обработка поверхности влияет на управление электрическим состоянием покрытия путем введения заряженных наночастиц. Электрический потенциал (Z-потенциал) представляет информацию о поверхностном заряде и дает представление о взаимодействии биоматериалов с окружающей средой. Z- потенциал является индикатором заряда твердой поверхности, он визуализирует взаимодействие биологических соединений с поверхностями биоматериалов.
Ключевые слова: плазменная обработка, атмосферная плазма, диэлектрический барьерный разряд, оксидная керамика, уровень кислотности, кислотные свойства.
Купить