文档介绍：关于第五章医用陶瓷材料
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1）陶瓷（无机非金属材料）的基本概念及分类
陶瓷是指用天然或人工合成的粉状化合物经过成型和高温烧结制成的、由金属和非金属元素的无机化合物构成的多晶或非晶固
陶瓷的结构类型可以用AmXn表示（表4-2）。A代表金属元素；X代表非金属元素；m和n代表整数。最简单的陶瓷化合物为AX型陶瓷晶体。
AX化合物有三种形式，主要取决于原子的半径比率。如果RA/RX>，如CsCl结构，A原子（或离子）位于8个X原子的中心。如果离子的半径比率完全不同，则呈现出面心立方体结构，如NaCl、KCl、LiF、MgO、CaO、MnO等化合物，这类结构以阴离子为面心立方点阵，阳离子位于其晶胞和棱边的中心；也可以非立方结构的形式存在，如ZnS、FeS、ZnO等，其结构原子排列比较复杂，形成硬而脆的陶瓷材料。
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化合物
A(或X)晶格
配位数
位置填满
最小值RA/RX
其他化合物
CsCl
BCC
8
全部
Csl
NaCl
FCC
6
全部
MgO、MnS
ZnS
FCC
4
1/2
CdS、ZnO
Al2O3
HCP
6
2/3
Cr2O3、Fe2O3
表4-2 AmXn结构
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当陶瓷化合物的金属离子和非金属离子不同时，构成萤石型结构或刚玉型结构。萤石结构的氧化物有CeO2、PrO2、ZrO2等（图4-2）。刚玉（Al2O3）型结构的氧化物有Fe2O3、Cr2O3、Ti2O3、Ca2O3等（图4-3）。
图4-2 萤石的点阵结构
图4-3 刚玉的点阵结构
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陶瓷材料的工艺特点
陶瓷是脆性材料，大部分陶瓷是通过粉体成型和高温烧结来成形的，因此陶瓷是烧结体。
烧结体也是晶粒的聚集体，有晶粒和晶界，所存在的问题是其存在一定的气孔率。
Al2O3粉末的烧结组织
ZrO2陶瓷中的气孔
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弹性 （1）弹性模量大 E值大，是金属材料的2倍以上。 ∵共价键结构有较高的抗晶格畸变、
阻碍位错运动的阻力。 晶体结构复杂，滑移系很少，位错
运动困难。 （2）弹性模量呈方向性：压缩模
量高于拉伸弹性模量。 结构不均匀性：缺陷。
（3）气孔率↑，弹性模量↓
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强度 抗压强度比抗拉强度高得多，10倍左右。但抗拉强度和剪切强度却很低（由于陶瓷内部有大量空洞，拉伸时应力集中大，为脆性材料）。
硬度高、耐蚀性高
耐磨性高：
其耐磨性远高于金属，而且在高温、腐蚀环境下更显示出其独特的优越性。
最重要的耐磨陶瓷材料是氧化铝、氧化锆和氮化硅陶瓷等。
塑性：
室温下，绝大多数陶瓷材料塑性变形极小。
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热性能
陶瓷材料一般具有高熔点（大多在2000°C以上），极好的化学稳定性和很强的抗氧化等特点。
陶瓷材料的线膨胀系数一般都很小，约为10-5~10-6/K。
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在目前研究和使用的硬组织替换生物材料中，磷酸钙生物陶瓷占有很大的比重 ，主要是因为磷酸钙生物陶瓷具有良好的生物相容性和生物活性，对人体无毒、无害、无致癌作用，并可以和自然骨通过体内的生物化学反应成为牢固的骨性结合。
磷酸钙陶瓷
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概述
磷酸钙生物陶瓷主要包括磷灰石和磷酸三钙，(PO4)6(OH)2(Hydroxylapatite，简称HA)，磷酸三钙是Ca与P原子比为 -磷酸三钙β-Ca3(PO4)2(Tricalcium Phosphate，简称β-TCP)。
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磷酸钙陶瓷粉末的制备
制备块状磷酸钙陶瓷的第一步是磷酸钙陶瓷粉末的制备，主要有湿法和固态反应法。湿法包括：水热反应法、水溶液沉淀法以及溶胶凝胶法等等。各种制备工艺的研究目标是得到成分均匀、粒度微细的磷酸钙粉末。
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磷酸钙陶瓷的烧结
制备致密磷酸钙陶瓷的主要方法是粉末烧结技术。磷酸钙陶瓷粉末先要压制成需要的形状，然后在1000℃～1500℃进行烧结。，可得到HA陶瓷