[发明专利]一种玻璃陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物陶瓷领域，特别涉及玻璃陶瓷及其制备方法。

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

本发明解决的技术问题在于提供一种玻璃陶瓷及其制备方法，得到的玻璃陶瓷挠曲强度更高。

本发明公开了一种玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（A）将各组分充分研磨，得到混合粉末；

各组分的摩尔百分含量为：

（B）将步骤（A）所述的混合粉末熔融后，水淬成玻璃颗粒；

（C）将步骤（B）所述的玻璃颗粒研磨后，进行冷等静压处理，得到半成品；

（D）将步骤（C）所述的半成品依次经过第一加热处理、第二加热处理和第三加热处理，自然冷却后得到玻璃陶瓷。

优选的，所述步骤（C）中，所述研磨在无水乙醇介质中进行。

优选的，所述步骤（C）中，所述研磨后玻璃颗粒的粒径为0.01~0.05mm。

优选的，所述步骤（C）中，所述冷等静压的压力为100~200MPa。

优选的，所述步骤（A）中，所述研磨的时间为3~5小时。

优选的，所述步骤（A）中，所述ZrO₂的摩尔百分含量为2.6~4%。

优选的，所述步骤（A）中，所述Y₂O₃的摩尔百分含量为1.5~2.5%。

优选的，所述步骤（A）中，所述La₂O₃的摩尔百分含量为3~4.5%。

优选的，所述步骤（A）中，所述Gd₂O₃的摩尔百分含量为2~4%。

优选的，所述步骤（B）中，所述熔融的温度为1400~1500℃，所述熔融的时间为1~2小时。

优选的，所述步骤（D）中，所述第一加热处理的温度为750~850℃，第二加热处理的温度为900~1000℃，第三加热处理的温度为1100~1200℃。

本发明还公开了一种由上述技术方案所述的制备方法制备的玻璃陶瓷。