[发明专利]一种多孔生物压电陶瓷及其制备方法

摘要

本发明公开了一种多孔生物压电陶瓷及其制备方法，以天然蛋清为发泡剂、稳泡剂和固化剂，采用发泡法制备孔洞丰富，孔径均匀的LNK生物压电陶瓷材料。浆料中LNK粉水质量比为1（0.5~1）；发泡剂加入量为浆料中去离子水质量的20%~35%。当LNK陶瓷粉末与去离子水的质量比为10.67，发泡剂加入量为浆料中去离子水质量的30%时，拥有最佳压电性能，其压电常数d33值为48pC/N，相对介电常数为67.29。此时多孔LNK气孔率达55%，孔径分布在100~400μm左右，且气孔均为开放气孔，孔洞之间相互连通。本发明所述制备的LNK多孔生物压电陶瓷具有优异的压电性能，将会对细胞产生刺激作用，促进细胞增殖与分化，其多孔结构则有助于细胞组织的长入，促进骨更好的形成，作为骨替代材料可用于生物、医学等领域。

主权项

一种多孔生物压电陶瓷的制备方法，其特征在于：采用天然蛋清为发泡剂、稳泡剂和固化剂，采用发泡法制备多孔铌酸锂钠钾LNK生物压电陶瓷材料，具体包括以下步骤：步骤一，预烧LNK粉末：以五氧化二铌Nb2O5、碳酸钾K2CO3、碳酸钠Na2CO3、碳酸锂Li2CO3为原料，按化学式(Li0.06Na0.5K0.44)NbO3配料后球磨，取出后预烧粉末；所述预烧制度为以3℃/min升温至250℃，保温30min； 再以3℃/min升温至600℃，保温120min； 然后以3℃/min升温至890℃，保温2h，得到预烧好的LNK陶瓷粉末；步骤二，制备LNK陶瓷浆料：将预烧好的LNK陶瓷粉末、去离子水倒入球磨罐中，加入ZrO2小球，球磨12h得到球磨后的LNK浆料，备用；LNK陶瓷粉末与ZrO2小球的重量比为1:2；步骤三，准备纯净的蛋清液：从新鲜鸡蛋中提取蛋清，去除蛋清中杂物后磁力搅拌5min，除去上层的浮沫和杂质，获得纯净的蛋清液，备用；步骤四，发泡：在所述球磨后的LNK浆料中加入蛋清液作为发泡剂，磁力搅拌2h充分发泡，得发泡后的浆料；步骤五，固化：将所述发泡后的浆料注入模具中，放入水浴中80℃加热，以便于所述发泡后的浆料固化，得固化后的浆料；待固化后的浆料在室温下静置24h后放入烘箱彻底烘干，从模具中取出，得到坯体；步骤六，烧结：将所述坯体置于高温炉中烧结；所述烧结制度为以2℃/min升温到600℃，分别在300、600℃保温30min，此过程为蛋清烧除过程，随后以5℃/min升温到1000℃，并在1000℃保温2h；烧结后得多孔陶瓷；步骤七，上电极与极化：将多孔陶瓷两面贴上导电胶布，在空气中以1KV/mm电压极化30min，最终制备得多孔生物压电陶瓷。