新型人工關節(jié)陶瓷基復合材料：制備及性能

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