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1、第34卷第2期稀有金属与硬质合金Vol.34l.22006年6月RareMetalsandCementedCarbidesJun.2006#试验与研究#磷酸钙体系热力学分析孙放,赵中伟(中南大学冶金科学与工程学院,湖南长沙410083)摘要:运用热力学数据,绘制出稳态磷酸钙体系在298K、不同pH值下的热力学平衡图,讨论了溶液中可能出现的磷酸钙盐的溶解度与pH之间的关系。计算得到了不同pH条件下含钙、磷溶液极限饱和溶解行为与pH的关系,并进行了实验验证,给出了过饱和溶液的浓度和pH范围。关键词:磷酸钙体系;活度;羟基磷灰石;过饱和;热力学中图分类号:TF111.34文献标识码:A文章编号:10
2、04O0536(2006)02O0035O05ThermodynamicAnalysisonCalciumPhosphateSystemSUNFang,ZHAOZhongOwei(CollegeofMetallurgialScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Basedonthethermodynamicdata,thethermodynamicbalancediagramsaredrawnforcalciumphosphatesystemunderdifferentpHat298K
3、.DiscussionismadeontherelationshipbetweensolubilityandpHinthecalciumphosphatesaltpossiblyoccurredinthesolution.TherelationshipisfoundthroughcalculationbetweenthepHandultimatesaturationsolutionbehaviorofcalciumandphosphatesolutionandverificationisdonethroughtest.ThesuperOsaturationsolutionconcentrati
4、onandpHrangeareobtained.Keyword:calciumOphosphateOsystem;activity;hydroxyapatite;superOsaturation;thermodynamics磷酸钙盐体系是一个涉及多种参数的复杂体1前言系,其结构取决于溶液的温度、pH值及溶液中钙和磷酸钙类化合物的溶解平衡过程与骨组织替代磷的离子浓度、过饱和度、离子强度、离子类型等,其材料的降解、种植体涂层的溶解等口腔医学研究领沉淀主要有DCP(CaHPO4)、DCPD(CaHPO4#[1]域关系密切。其中,羟基磷灰石是最常见的一种2H2O)、HAP[Ca5(PO4)3OH]、B
5、OTCP[Ca3生物活性材料,它与其他生物材料显著不同之处在(PO4)2],OCP[Ca4H(PO4)3#5H2O]等。因此,在于具有与人体骨组织相似的无机成分,含有人体组一定的温度和pH值条件下,根据热力学平衡反应,织必需的钙、磷元素,且不含其他有害元素,是目前可以得到这些化合物的溶解度曲线图。由于溶解度骨再生、骨移植、骨骼修复和细胞、心脏等移植器官等温线必须构建在系统达到溶解平衡状态的前提的组织支架材料之一,以其生物相容性好和骨结合下,在非均相系统中,当离子浓度超越其相应的KSP强度高受到了国际材料界和医学界的重视,成为当值时,沉淀随之出现。然而,离子浓度超越其相应的[2]今生物材料的研究
6、热点之一。此外在锅炉除垢、KSP值时,在均相系统却存在两种不同情况,其一,电子、表面科学以及药物缓释等方面,磷酸钙盐也有若固体成核激发阈值小,成核速率迅速增加以至晶很广泛的应用。体随即出现;其二,若固体成核激发阈值大,溶液出收稿日期:2005O10O31;修回日期:2005O12O02基金项目:国家自然科学基金资助课题(50104012)作者简介:孙放(1980O),男,硕士研究生,研究方向材料冶金;赵中伟(1966O),男,教授,博导,主要研究方向机械化学,湿法冶金及功能材料。36稀有金属与硬质合金第34卷现超饱和现象以至成核现象在远超出实际Ksp值时298K条件下磷酸钙亚稳溶解行为,为配制
7、沉积用才可能发生。对于HAP而言,由于其固体成核激阴极电解质溶液,乃至水溶液中湿化学法合成HAP发阈值大,溶液将出现过饱和现象。从计算所得的提供理论依据。溶解度等温线可用作描绘HAP在溶液中的溶解平2热力学计算与平衡图的绘制衡状态,并可从中判断溶液过饱和与未饱和的区域。笔者结合国家自然科学基金资助课题(No2.1计算所用常数[3]50104012,过氧化物存在下生物陶瓷电沉积过程的HAP在25e时
