22、心室辅助装置用生物陶瓷的制备与特性

心室辅助装置用生物陶瓷的制备与特性

1. 生物陶瓷颗粒系统特性

1.1 一致性特性

颗粒系统在添加液体后会呈现不同的一致性，可分为颗粒固体、塑性体和液体悬浮液，这取决于水与粉末的比例。具体表现如下：
- 颗粒固体状态 ：当向陶瓷粉末中加入少量水（通常低于 10%）时，颗粒接触点形成小弯月面，产生内聚毛细力，同时减少颗粒间摩擦，使颗粒聚集成小颗粒，可在剪切应力作用下变形，适用于干压成型。
- 塑性体状态 ：水量增加到足以覆盖所有颗粒并填充空隙时，系统具有可塑性，能在剪切应力下连续变形并保持形状，适用于挤压、塑性压制等涉及材料塑性变形的工艺。
- 液体悬浮液状态 ：水与粉末比例进一步增加，颗粒被越来越厚的液体层隔开，流动阻力减小，最终形成悬浮液或泥浆，可用于注浆成型等工艺。

除水与粉末比例外，颗粒大小分布、形状、粉末分散性、添加剂、pH 值和温度等因素也会影响颗粒系统的一致性。例如，粘土因含有天然有机化合物和特殊形状的颗粒，通常具有良好的可塑性；而合成粉末制成的技术陶瓷可能需要使用增塑剂才能表现出塑性。

1.2 致密化过程

固体破碎时会形成新表面，原子的化学键未完全满足，导致该区域能量增加，与吉布斯自由能相关：
[
\frac{\partial G}{\partial A}_{P,T,n} = \gamma
]
其中，(G) 是吉布斯自由能（J），(A) 是固体表面（(m^2)），(\gamma) 是比表面能（(J/m^2)）。陶瓷粉末越细，表面储存的能量