短切碳纤维羟基磷灰石生物复合材料的制备及性能

短 切 碳 纤 维 / 羟 基 磷 灰 石生 物 复 合 材 料 的 制 备 及 性 能 简 介作 为 骨 修 复 材 料 ， 羟 基 磷 灰 石 Ca10 ( PO4 ) 6 ( OH) 2 ( HA ) 的 骨 传 导 性 、 生 物 相 容 性 、 界 面 活 性 均优 于 各 类 传 统 医 用 钛 合 金 、 硅 橡 胶 及 植 骨 用 碳素 材 料 等 , 但 其 脆 性 高 、 抗 折 强 度 低 , 自 身 力 学性 能 差 。 通 过 HA 与 第 二 相 材 料 的 复 合 制 备 强 韧化 的 复 合 材 料 可 以 解 决 这 一 问 题 。 简 介碳 纤 维 ( Cf ) 是 一 类 力 学 性 能 优 异 的 无 机 非 金 属材 料 , 无 蠕 变 , 耐 疲 劳 , 热 膨 胀 系 数 小 , 弹 性 模 量高 , 而 且 具 有 生 物 惰 性 , 在 人 体 中 可 以 稳 定 存 在 , 无 毒 性 , 与 人 体 的 各 种 组 织 相 容 性 好 , 无 排 异 反应 , 在 纤 维 的 表 面 能 诱 发 组 织 生 长 , 是 一 种 理 想的 增 强 材 料 , 已 广 泛 应 用 于 医 学 、 生 命 科 学 等 领域 。 实 验 过 程n 短 切 Cf的 预 处 理n 长 度 100 m, 直 径 10 15 m, 抗 拉 强 度 650 MPa。 实 验 过 程n 试 样 的 制 备n 实 验 采 用 原 位 复 合 法 制 备 复 合 粉 末 。 结 果 与 讨 论n 短 切 Cf 氧 化 处 理 前 后 SEM形 貌 结 果 与 讨 论处 理 前 后 的 碳 纤 维 FT IR 谱 图 结 果 与 讨 论短 切 Cf / HA 生 物 复 合 材 料 力 学 性 能 分 析 结 果 与 讨 论n 短 切 Cf / HA 生 物 复 合 材 料 断 口 SEM形 貌 分 析 结 果 与 讨 论n 短 切 Cf / HA 生 物 复 合 材 料 断 口 SEM形 貌 分 析 结 论n ( 1) 氧 化 处 理 后 的 碳 纤 维 表 面 变 粗 糙 , 有 羟 基 羧 基 官 能团 出 现 。n ( 2) 采 用 原 位 复 合 法 制 备 的 短 切 Cf / HA 生 物 复 合 材 料在 Cf质 量 分 数 为 3% 时 相 对 密 度 达 到 最 大 , 力 学 性 能 最好 , 弯 曲 强 度 达 到 130 MPa, 超 过 自 然 骨 50 80 MPa 的 水 平 , 比 自 然 骨 高 出 约 40% , 弯 曲 模 量 达 到 36 GPa, 达 到 自 然 骨 22 36 GPa 的 水 平 。n ( 3) 复 合 材 料 断 口 SEM 照 片 表 明 , Cf质 量 分 数 在 低 于6% 时 能 够 实 现 在 基 体 中 的 均 匀 分 布 , 达 到 11% 时 均匀 性 下 降 , 而 且 氧 化 处 理 C f比 未 氧 化 处 理 Cf与 基 体 结 合的 紧 密 。 n谢 谢 ！