Особливості синтезу Ag-місткої гідроксиапатитної кераміки

Анотація

Робота присвячена одержанню антимікробної Ag-місткої біоактивної кальцій-фосфатної кераміки на основі карбонізованого гідроксиапатиту і з'ясування залежності її фазового складу і мікроструктури від температури синтезу. Композитна кераміка отримана шляхом спікання порошків карбонізованого гідроксиапатиту (КГА), синтезованих у результаті реакції між карбонатом кальцію і ортофосфорної кислотою, з добавками нітрату срібла. Спікання кераміки виконано при температурах 900 і 1000 °С, тобто температурах, які знаходяться нижче і вище за температуру плавлення срібла. Методами рентгенівського аналізу, електронної мікроскопії та інфрачервоної спектроскопії показано, що в результаті синтезу при температурі 900 °С (нижче температури плавлення металевого срібла) утворюється двофазний композит на основі КГА з включеннями наночастинок срібла розміром менше 50 нм. З даних рентгенівського аналізу при збільшенні концентрації срібла постійна ґратки а практично не змінюється а постійна с ‒ збільшується. Така поведінка, через значне розходження іонних радіусів кальцію і срібла (Ca2+ ‒ 0,99 Å, Ag+ ‒ 1,28 Å) зазвичай призводить до переважного заміщення C (1) місць у КГА і лінійному збільшенню параметрів ґратки КГА з концентрацією Ag. Тобто, навіть при відносно низьких температурах у результаті твердофазної реакції в КГА відбувається часткове заміщення іонів кальцію іонами срібла і формується Ag-заміщена кераміка. При температурах вище 1000 ° С синтезується однофазний срібло-заміщений продукт, в якому частина іонів Са2+ заміщена іонами Ag+. При цьому зберігається тенденція до зростання постійної ґратки с, а на електронномікроскопічних знімках видно тільки зеренна структура апатиту без будь-яких включень. Спікання композитної кераміки при температурі, коли срібло знаходиться в рідкій фазі і легше дисоціює на іони в порівнянні з твердою фазою, призводить до отримання однофазної срібло-заміщеної кераміки.