生物微晶玻璃空心微球ppt课件.pptx

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1、,生物微晶玻璃空心微球,微晶玻璃（glass-ceramics）又称玻璃陶瓷，是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。,3,微晶玻璃与陶瓷区别： 玻璃微晶化过程中产生的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密材料；而陶瓷中的晶相，除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外，大部分是在制备陶瓷是通过组分直接引入的。微晶玻璃与玻璃的区别： 微晶玻璃是微晶体（ 晶粒尺寸为0.1-0.5um）和残余玻璃相组成的复合材料，而玻璃则是非晶态固体。微晶玻璃可以是透明的或非透明的，而玻璃一般是透光率各异的透明体。,透明微

2、晶玻璃,建筑用材,重油燃烧,气氛保护,性能：,微晶玻璃比高炭钢硬、比铝轻；机械强度比普通玻璃大6倍多； 热稳定性好（加热 900骤然投入5冷水而不炸裂）；电绝缘性能与高频瓷接近；化学稳定性与硼硅酸玻璃相同，不怕酸碱侵蚀。,“过失”的发现,50年代初，美国康宁玻璃公司化学家斯托凯受命开发新型含微量银的感光玻璃 斯托凯用自动控制温度的电炉中热处理试验。斯托凯出去了炉内温度早已升到900，斯托凯非常懊恼。 意外的事情发生了：玻璃没有熔融，还是直挺挺地躺在炉内，但已面目全非，样子有点像不透明的瓷砖，用钳子夹起来不是软绵绵的而是硬邦邦的，敲打起来还会发出像金属那样的声音。,这块玻璃究竟发生了什么变化？,

3、9,在显微镜下观察到：这块玻璃中析出了大量的微小晶体，这就是后来大名鼎鼎的微晶玻璃。,当玻璃中充满微小晶体后（每立方厘米约十亿晶粒），玻璃固有的性质发生变化，即由非晶形变为具有金属内部晶体结构的玻璃结晶材料。它近似于硬化后不脆不碎的凝胶，是一种新的透明或不透明的无机材料，即所谓的结晶玻璃、玻璃陶瓷或高温陶瓷。,性能由此改变：,美学优点：,丰富的色泽和良好的质感 通过工艺控制可以生产出各种色彩、色调和图案的微晶玻璃蚀面材料；色调均匀 天然花岗石难以避免明显的色差。而微晶玻璃易于实现颜色均匀，尤其是高雅的纯白色微晶玻璃；永不浸湿、抗污染 凡由天然石材一定的吸水性，导致其渗水、渗碱，甚至渗泥浆，从而

4、影响其原有色泽。而微晶玻璃则具有玻璃不吸水的天生特性，反而还借此“天雨自涤”的机会自清洁 。,原料和环保优势：,一般的废渣土中都含有制作微晶玻璃的大多数成分，通过电脑检测，确定现有原料的化学组成，添加所缺部分即可。微晶玻璃利用废渣、废土做原材料，包括：矿石、工业尾矿、冶金矿渣、粉煤灰、煤矸石等，有利于环境治理，可以变废为宝，与各地环保工作同步进行，是环保产品，绿色材料。,用途：,可用於建筑幕墙及室内高档装饰；还可做机械上的结构材料，电子、电工上的绝缘材料，大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等；是具有发展前途的21世纪的新型材料。,微晶玻璃板材生产方法,1

5、3,压延法： 是将生料融成玻璃液，然后将玻璃液压延，经热处理再切割成板材。烧结法： 是先将生料熔融成玻璃液，淬冷成碎料，然后将碎料倒人模具铺平，放人窑炉中热处理得到微晶玻璃板材。 两者各具优缺点，前者能连续流水生产、热耗低，但品种单一；后者能做到品种多样，但工艺复杂，对模具要求高，成品气泡多是其主要的弱点。,重油燃烧,气氛保护,溶胶-凝胶法(Sol-Gel):起始原料是金属有机或无机化合物溶液，其主要反应步骤是前驱物溶于溶剂（水或有机溶剂）中形成均匀溶液，溶剂与溶质经水解或醇解反应生成物聚集成1nm左右的粒子并组成溶胶，经蒸发干燥转变成凝胶。在经过热处理形成微晶玻璃,16,按晶化原理分：光敏微

6、晶玻璃，热敏微晶玻璃；按基础玻璃的组分: 硅酸盐系统，铝硅酸盐系统、硼硅酸盐系统、硼酸盐和磷酸盐系统,微晶玻璃的种类,通过组分设计，人们发现，当玻璃或玻璃陶瓷材料中含有Ca和P成分时，材料具有非常好的生物相容性1971年，美国科学家Hench首次发现生物活性玻璃Fe2O3-CaO-SiO2微晶玻璃表现出良好的生物活性以及磁热效应,磁热疗( Magnetic hyperthermia) 是一种通过直接注射、静脉注射或介入等方式使产热材料定向聚集在肿瘤部位, 并在交变磁场的作用下发生磁致产热效应将肿瘤组织加热到42-48从而杀死肿瘤细胞的热疗新技术。医学研究发现，与人体正常细胞相比，癌细胞更不耐热

7、。当癌细胞被加热至43 以上时就会死亡，而正常细胞即使被加热至48也不会死亡。,温热疗法治疗癌症的关键之一就是选取合适的热种子材料。这种材料必须具有良好的磁滞生热能力，可以达到并维持杀死癌细胞所需的温度；并且对人体没有毒害和副作用；此外，最好还应具有可调整温度的功能和良好的生物活性,铁磁性微晶玻璃材料对生命体无毒、无害、无致癌作用，生物相容性极佳，因而具有生物活性。这样铁磁性微晶玻璃可以将磁滞生热所需的强磁性与良好的生物相容性相结合，即使长期滞留在人体内也无不良影响,把铁磁性微晶玻璃制成空心微球。空心微球具有很大的比表面积和比孔容，可以在材料的孔道里固定包埋各种药物，并对药物起到控释作用，提高

8、药效的持久性；还可利用磁性导向作用，有效、准确地击中靶细胞和病变部位，充分发挥药物的疗效,微晶玻璃空心微球的制备,模板微球的合成,聚丙烯酰胺微球（PAM）：采用反相悬浮法，过硫酸铵为引发剂，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，Span-80为分散剂，通过调节引发剂和分散剂的量，控制聚丙烯酰胺微球的平均粒径和单分散性。,溶胶-凝胶法制备P2O5-Fe2O3-CaO-SiO2溶胶,称取适量的Fe(NO3)3, Ca(NO3)2计算出原料的量之后，首先，配制正硅酸乙酯和乙醇比为1:3的溶液。搅拌均匀之后，加入蒸馏水，使正硅酸乙酯：水=1:15(摩尔比)，加入盐酸调节pH=2。用磁力搅拌器搅拌一段时间后

9、，分别加入磷酸三乙酯、Ca(NO3)2、Fe(NO3)3，在室温下继续搅拌3 h，然后在45 水浴箱保温150 min，得到溶胶。,把PAM微球浸入溶胶中，离心、干燥、热处理得到P2O5-Fe2O3-CaO-SiO2玻璃包覆的PAM或PATB微球。包覆层的厚度可以通过浸渍的次数控制。将包覆后的小球陈化7天后，经干燥、烧结处理，将PAM小球燃烧完毕，就得到空心的微晶玻璃微球,不足,所制备的空心微球尺寸不均一，粒度分布范围较大小球的球形度较差，强度较低烧结中易发生粘连，可采取包埋烧结方法,参考文献,Nan Xu. 2012. Synthesis and characterization of hollow glassceramics microspheres. Composites Science and Technology程金树等. 微晶玻璃 . 化学工业出版社.2006,