سنتز نانوپودر شیشه زیست‌فعال 45S5 با استفاده از روش سل-ژل و شکل‌دهی با استفاده از زینتر جرقه‌ای پلاسما

نانومواد

دوره 12، شماره 44، دی 1399، صفحه 251-263   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

صاحبعلی منافی^* ؛ مهدی محسن‌پور تهرانی

دانشکده فنی و مهندسی، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران

چکیده

در تحقیق حاضر، سنتز نانوپودر شیشه زیست‌فعال 45S5 از طریق روش سل-ژل و در محیط اسیدی انجام می‌شود. از تترا اتیل ارتوسیلیکات (Tetraethylorthosilicate: TEOS) به عنوان مواد اولیه تامین سیلیس و از TEP (Three Ethyl Phosphate) به عنوان تامین ترکیبات فسفات پودر استفاده شد. سنتز بدون آب و با استفاده از حلال الکل خالص 99/99% انجام شد. پس از تهیه نانوپودر از ژل و خشک کردن آن، فرآیند عملیات حرارتی در دمای 500، 550 و °C 600 به مدت h 2 بر روی پودر انجام گرفت. بدین ترتیب پودر شیشه زیست‌فعال برای مرحله SPS آماده شد. در تحقیق حاضر به دلیل محدودیت‌های تکنولوژیک (عدم امکان دسترسی به فشارهای بالا در دستگاه SPS مورد استفاده) در مرحله شکل‌دهی با استفاده از دستگاه SPS، نیروی حداکثر 20 تن انتخاب شد. از آزمون‌ پراش پرتو ایکس (XRD) و آزمون FT-IR برای بررسی ویژگی‌های ساختاری 45S5 ساخته شده، استفاده شده است. نتایج حاصل از انجام تحقیق نشان می‌دهد که انجام عملیات حرارتی در دمای حداکثر °C 550 با هدف افزایش حفظ ساختار آمورف محصول ایده‌آل‌ترین دما برای انجام عملیات حرارتی است. همچنین استفاده از قالب‌های مناسب در فرآیند SPS با قابلیت تحمل فشار تا MPa 300 از الزامات انجام فرآیند می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

شیشه زیست‌فعال؛ 45S5؛ زینتر جرقه‌ای پلاسما (SPS)؛ SBF

مراجع

• Faria, C.S. Abreu, M. Buciumeanu, N. Dourado, O. Carvalho, F.S. Silva, G. Miranda, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, 106, 2018, 1534.
• M. Stanciuc, Q. Flamant, C.M. Sprecher, M. Alini, M. Anglada, M. Peroglio, Journal of European Ceramic Society, 38, 2018, 939.
• Mukherjee, S. Dhara, P. Saha, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 76, 2015, 5.
• M. Rezaei, M. Hasegawa, M. Ishijima, K. Nakhaei, T. Okubo, T. Taniyama, A. Ghassemi, T. Tahsili, W. Park, M. Hirota, T. Ogawa, International Journal of Nanomedicine, 13, 2018, 3381.
• Mesquita-Guimaraes, L. Ramos, R. Detsch, B. Henriques, M.C. Fredel, F.S. Silva, A.R. Boccaccini, Journal of European Ceramic Society, 39, 2019, 2545.
• H. Schunemann, M.E. Galarraga-Vinueza, R. Magini, M. Fredel, F. Silva, J.C.M. Souza, Y. Zhang, B. Henriques, Materials Science and Engineering C, 98, 2019, 1294.
• Shuai, Y. Cheng, Y. Yang, S. Peng, W. Yang, F. Qi, Journal of Alloys and Compounds, 798, 2019, 606.
• M. Locci, R. Orru, G. Cao, Chemical Engineering Research and Design, 154, 2020, 283.
• Montinaro, M. Luginina, S. Garroni, R. Orru, F. Delogu, D. Bellucci, V. Cannillo, G. Cao, Journal of European Ceramic Society, 39, 2019, 1603.
• Kokubo, K. Takadama, Biomaterials, 27, 2006, 2907.
• Guillon, S. Cao, J. Chang, L. Wondraczek, A.R. Boccaccini, Journal of European Ceramic Society, 31, 2011, 999.
• Li, A.E Clark, L.L. Hench, Journal of Applied Biomaterials, 2, 1991, 231.
• Z. Chen, Y. Li, L.Y. Jin, M.W. Quinn, A. Komesaroff, Acta Materialia, 6, 2010, 4143.
• R. Jones, Acta Biomaterialia, 9, 2013, 4457.
• Grasso, Y. Sakka, G. Maizza, Materials Transactions, 8, 2009, 2111.
• Lefebvre, J. Chevalier, L. Gremillard, R. Zenati, G. Thollet, D. Bernache-Assolant, A. Govin, Acta Materialia, 55, 2007, 3305.
• C. Lin, L. Huang, P. Shen, J. Non-Crystalline Solids, 351, 2005, 3195.
• C. Gerhardt, A.R. Boccaccini, Materials, 3, 2010, 3867.
• P. Filho, G.P. LaTorre, L.L. Hench, J. Biomedical Materials Research, 30, 1996, 509.
• Kajihara, Journal of Asian Ceramic Societies, 1, 2013, 121.
• Lucas-Girot, F.Z. Mezahi, M. Mami, Journal of Non-Crystalline Solids, 357, 2011, 3322.
• L. Hench, J.K. West, Chemival Reviews, 90, 1990, 33.
• Sobhani, A. Sedaghat, T. Ebadzadeh, M. Ebrahimi, Ceramics International, 39, 2013, 6899.
• Sobhani, H.R. Rezaie, R. Naghizadeh, Journal of Materials Processing Technology, 206, 2008, 282.
• Z. Chen, J.L. Xu, L.G. Yu, X.Y. Fang, K.A. Khor, Materials Science and Engineering C, 32, 2012, 494.
• D. Bellucci, A. Sola, R. Salvatori, A. Anesi, L. Chiarini, Materials Science and Engineering C, 43, 2014, 573.