Функціональні характеристики гідроксилапатиту після відпалу при високих температурах

Анотація

Досліджено функціональні характеристики зразків гідроксилапатиту, які містять карбонатні домішки в кристалічній решітці після відпалу в інтервалі температур від кімнатної до 1400° C. Показано, що карбонатні домішки у зразках гідроксилапатиту присутні до температури 1000°С. Гідроксилапатит має змішаний АВ-тип карбонатного заміщення. Показано, що всі зразки після відпалу в інтервалі температур від кімнатної до 1400°C  містить одну фазу гідроксилапатит. Зразки досягають щільності більше 95%  від теоретичної  для гідроксилапатиту при температурі 1200°С. При цьому активне ущільнення зразків починається за температур близько 700° C і досягає максимуму при 1280°C. Аналогічний хід демонструє залежність мікротвердості від температури відпалу. Максимальна твердість 5,5ГПа була досягнута у даній роботі на зразках гідрокслапатиту після відпалу при температурі 1100°C. Досліджено механізми спікання зразків за температури 1150°C. Показано, що дифузія при спіканні в досліджуваних зразках здійснюється механізмом поверхневої дифузії, а також через межі зерен в полікристалічних зразках гідроксилапатиту. Досліджено мікроструктуру зразків після відпалу при високих температурах. Показано, що на початковій стадії процесу спікання гідроксилапатиту відбувається активний масоперенос, який при температурі від 1000°С призводить до спікання частинок з утворенням перешийок. Побудовано графік Аренерусу залежності розміру частинок гідроксилапатиту від температури відпалу. Обчислено енергію активації дифузійних процесів у зразках при різних температурах відпалу. Отримані значення склали 36, 83, 5.11 та 11.28 ккал/моль у різних інтервалах відпалу зразків гідроксилапатиту.