低温合成活性羟基磷灰石和磷酸三钙

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1、山东建材学院学报990401山东建材学院学报JOURNALOFSHANDONGINSTITUTEOFBUILDINGMATERIALS1999　Vol.13　No.4P.287-290低温合成活性羟基磷灰石和磷酸三钙胡佳山　李仕群　D.K.Agrawal　R.Roy摘　要：使用Ca(OH)2、H3PO4、CaF2为原始原料，根据羟基磷灰石和磷酸三钙的配比，设计了4个组成。先以溶胶-凝胶法制样，再用电炉在不同温度下煅烧，使其在低温下(900℃)合成无定形的、半结晶的、非化学计量的、活性的羟基磷灰石Ca.P5(PO4)3OH(

2、HAP)和磷酸三钙β-3CaO2O5(β-C3P)。以XRD测试所形成的矿相，并对其可能的反应机理进行了探讨。关键词：羟基磷灰石；磷酸三钙；活性中图分类号：TU59；O648.17　　文献标识码：A　　文章编号：1002-3046(1999)04-01ActiveHydroxyapatiteandTriCalciumPhosphateSynthesizedatLowTemperatureJiashanHu（DepartmentofMaterialsScienceandEngineering.SIBM,Jinan,25002

3、2）ShiqunLi（DepartmentofMaterialsScienceandEngineering.SIBM,Jinan,250022）D.K.Agrawal（MRL,PSU,Universitypark,Pennsylvania16802-4801U.S.A.）RustumRoy（MRL,PSU,Universitypark,Pennsylvania16802-4801U.S.A.）Abstract：Inthisstudy,Ca(OH)2,H3PO4,CaF2areusedasstartingmaterialsa

4、ndfourcompositionsofHydroxyapatite(HAP),Ca3(PO4)2aremade.Thesol-gelmethodtomaketheprecursorsandsinteringwasdoneinanelectricfurnaceatvarioustemperatures.Theseresultsinamorphous,semicrystalline,nonstoichiometricactiveHAPandβ-C3P.Thepossiblereactionmechanismispropose

5、dbasedontheanalysisofXRD.Keywords：hydroxyapatite;tricalciumphosphato;active▲　　在20世纪上半叶，很多科学家以不同的途径对磷酸盐胶凝材料进行过研究［1、2、8］，Kingery［1］在1950年发表了回顾磷酸盐结合剂在耐火材料中的应用现状的文章。Cassidy［2］总结了关于磷酸盐结合剂耐火材料在加热和使用过程中结合的变化和内部结合的有关化学问题的进展。从1970年起，RustumRoy和他的研究组以不同途径对磷酸盐胶凝材料进行了大量研究并发表了很

6、多研究报道［4、5］。但是，在过去所研究、报道过的有关磷酸盐胶凝材料中，它们的强度大多依靠以超细粉末的酸碱反应、与有机物结合或特殊的成型压力方法、高温养护等来获得。在过去的研究中我们知道，在磷酸钙系列中只有羟基磷灰石(HAP)和磷酸三钙(C3P)有较好的水硬性，但仍有一些不足之处，比如：合成上述两相的温度高、最终的水化物强度不高并且凝结时间比较长。怎样改善其水化、硬化速度，提高其水化产物强度这是非常重要的问题。就陶瓷材料来说，它需要的是结晶完整、化学稳定性好的磷酸钙。相反，对于胶凝材料来说，它需要化学热力学介稳态、带有缺陷

7、的结晶、半结晶万方数据file:///E

8、/qk/sdjcxy/sdjc99/sdjc9904/990401.htm（第1／8页）2010-3-236:28:29山东建材学院学报990401或无定形固态的磷酸钙。这样，它可具有较高的化学反应活性，与水很快反应，并很快地形成具有强度的水化产物。　　因此，如何合成一种磷酸盐胶凝材料，使它在不添加任何其它外加剂，依靠自身与水化合，在正常粒度(如75μm)、正常养护温度(如20℃)、正常时间(如24h)和正常的成型方法(如象国际标准对硅酸盐水泥一样)就能获得较高的强度，这首先就取决

9、于胶凝材料本系统磷酸钙矿相的结构、性质与配合。在我们的研究中，以HAP和β-C3P为基础，在低温下900℃左右(通常需要1100～1200℃)合成具有较高活性的为磷酸盐胶凝材料所必需的HAP和β—C3P主晶相。1　实　验1.1　原料　　合成HAP、β-C3P采用分析纯化学试剂；Ca(OH)2、H3PO4