北京生物醫(yī)學工程

K2O-B2O3-Al2O3-SiO2-MgO-F系統(tǒng)可切削生物微晶玻璃

Machinable microcrystalline bioglass in K2O-B2O3-Al2O3-SiO2-MgO-F system

作者：李曉生林蔚李誠姜惠麗

單位：齊齊哈爾大學材料科學與工程學院(黑龍江齊齊哈爾 161006)

分類號：

出版年·卷·期（頁碼）：2012·31·1（55-58）

摘要：

目的可切削微晶玻璃的制備溫度高達1500 ℃以上，此特性嚴重制約其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。本文設計制備了K2O-B2O3-Al2O3-SiO2-MgO-F系統(tǒng)低溫云母生物微晶玻璃，并探討制備工藝對材料結構和性能的影響。方法采用1300 ℃熔化工藝與600～750 ℃晶化熱處理工藝制備微晶玻璃，通過X射線衍射分析方法研究微晶玻璃的晶相組成，利用掃描電子顯微鏡觀察微晶玻璃的形貌，并通過顯微硬度分析、高速砂輪切削實驗考察微晶玻璃的可切削性能。結果分別經(jīng)過600 ℃、650 ℃、700 ℃、750 ℃晶化熱處理2 h、4 h、8 h后，玻璃中均形成了主晶相為氟金云母的微晶玻璃，微晶玻璃的顯微硬度為3～8 GPa。且隨著晶化溫度的升高，微晶玻璃層狀結構逐漸明晰，但硬度不斷下降，其可切削性持續(xù)提高。結論低溫下熔化K2O-B2O3-Al2O3-SiO2-MgO系統(tǒng)玻璃工藝降低了可切削微晶玻璃的制備溫度和成本,利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和推廣應用。

Objective The industrialization process of glass-ceramics has been restricted seriously because of high temperature above 1500 ℃ for preparation. A kind of low temperature bioglass containing mica was designed and fabricated based on K2O-B2O3-Al2O3-SiO2-MgO-F system. Methods The samples were made with melting procedure under 1300 ℃ and crystallizing procedure at 600-750 ℃. The effects of preparation process on structures and properties of the glass were discussed. The crystalline compositions and morphologies were confirmed by X-ray diffraction (XRD)analysis and scanning electron microscopy(SEM)observation，and the microhardness as well as machinable properties was determined by microhardness analysis and high speed cutting tests simultaneously. Results The mica microcrystals as main crystalline phase were formed in all glasses while heated for 2 h，4 h and 8 h crystallization at 600 ℃，650 ℃，700 ℃ and 750 ℃ respectively with 3-8 GPa of microhardness values. As crystallizing temperature increasing，the layered structures were clear gradually，thus the microhardness declined constantly and the machinability improved continuously. Conclusions The preparation process based on K2O-B2O3-Al2O3 -SiO2-MgO-F system with lower preparation temperature was propitious to the industrialization and the application.

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