以纯化学试剂配料,研究了微量元素氟化钙(CaF2)、温度以及液相(本文取铁铝酸四钙)等不同条件下对硅酸三钙(C3S)和硫铝酸钡钙(CBAS,本文取化学计量为2.75CaO.1.25BaO.3Al2O3.SO3,简写为C2.75B1.25A3S)矿物形成及共存的影响。运用了X射线衍射分析、扫描电子显微镜、能谱分析以及游离氧化钙的测定等多种分析测试手段进行测试,结果表明,适量CaF2的存在可以有效促进系统中游离氧化钙(f-CaO)的吸收,改善生料的易烧性,使硅酸三钙的形成较为充分;由X射线衍射分析及带能谱的扫描电子显微镜分析知,少量液相的存在可以改善配合料的易烧性,利于CBAS矿物的形成,拓宽水泥中两种主要强度矿物的温度共存范围;两种强度矿物适宜的共存温度范围应在1 360℃左右。
本文将磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O,DCPD)添加到硅酸三钙(Ca3SiO5,C3S)骨水泥中,采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),万能力学测试机等手段对不同添加量的骨水泥进行表征,考察添加DCPD对硅酸三钙骨水泥性能的影响。实验表明,C3S材料中添加10%DCPD有着优于单纯C3S骨水泥的水化性能,骨水泥的初凝时间从92min缩短到80min;添加20%～30%DCPD能提高材料的短期力学强度,可以实现其短期抗压强度的优化;添加30%～40%DCPD的材料有着优良的生物活性与适中的可降解性能。结果表明,通过添加DCPD优化C3S水泥的性能,对各种不同性能具有DCPD添加量的依赖性。通过进一步优化DCPD添加量,将可能获得优良的生物活性骨缺陷填充材料。
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