Effect of sintering atmosphere on the selected properties of the natural origin hydroxyapatite materials

• Autorzy: Brzezińska-Miecznik J. , Macherzyńska B. , Haberko K. , Strojny A. , Mozgawa W. , Bućko M. M. , Pyda A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ atmosfery spiekania na wybrane właściwości materiałów otrzymywanych z hydroksyapatytu naturalnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Natural origin hydroxyapatite was extracted from the long cortical part of pig bones by treatment with the hot NaOH solution. After that, the material was carefully washed with distilled water, dried, and calcined in air at 450 ° C. The samples compacted under 200 MPa were subjected to heat treatment at 1000°C in air, CO2, O2, Ar and N2 atmospheres. It was found that sintering atmosphere influences greatly densification of the system, sample morphology, chemical stability and elastic properties. The materials sintered in air showed high density characterized by low open porosity and relatively large faceted grains. Heat treatment in the remaining atmospheres led to essentially lower densification. Grain sizes in these cases were much smaller. It was found that CO2 atmosphere arrested decomposition of the material; no free CaO appeared, and additional CO3(2-) groups were built into the hydroxiapatite structure.

PL

Hydroksyapatyt pochodzenia naturalnego został uzyskany z długiej części korowej kości wieprzowych drogą obróbki w gorącym roztworze NaOH. Następnie, materiał starannie przemyto wodą destylowaną, wysuszono i kalcynowano w powietrzu w 450°C. Próbki wyprasowane pod 200 MPa poddano obróbce cieplnej w 1000°C w atmosferach powietrza, CO2, O2, Ar lub N2. Stwierdzono, że atmosfera spiekania wpływa znacząco na zagęszczenie materiału, jego morfologię, skład chemiczny i właściwości sprężyste. Materiały spieczone w powietrzu pokazały wysokie zagęszczenie charakteryzujące się niską porowatością otwartą i względnie dużymi ziarnami o płaskich ścianach. Obróbka cieplna w pozostałych atmosferach prowadziła do znacząco mniejszego zagęszczenia. Rozmiary ziaren w tych przypadkach były znacznie mniejsze. Stwierdzono, że atmosfera CO2 zatrzymywała rozkład materiału; nie występował wolny CaO i dodatkowe grupy CO3(2-) wbudowywały się w strukturę hydroksyapatytu.

Słowa kluczowe

EN

hydroxyapatite; sintering; microstructure final; sintering atmosphere; mechanical properties

PL

hydroksyapatyt; spiekanie; mikrostruktura finalna; atmosfera spiekania; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 3
• Strony: 363--365
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Brzezińska-Miecznik J.

autor

Macherzyńska B.

autor

Haberko K.

autor

Strojny A.

autor

Mozgawa W.

autor

Bućko M. M.

autor

Pyda A.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Kraków, Poland,

Bibliografia

• 1. Hench L.L.: „Bioceramics: from concept to clinic”, J. Am. Ceram. Soc., 74, (1991), 1487-1510.
• 2. Chamg B.S., Lee C.K., Hong K.S., Youn H.J., Ryun H.S., Chung S.S.: „Osteoconduction at porous hydroxyapatite with various pore configuration”, Biomaterials, 21, (2000), 1291-1298.
• 3. Haberko K., Bućko M.M., Brzezińska-Miecznik J., Haberko M., Mozgawa W., Panz T., Pyda A., Zarębski J.: „Natural hydroxyapatite - its behaviour during heat treatment”, J. Eur. Ceram. Soc., 26, (2006), 537-542.
• 4. Farmer C.: The Infrared Spectra of Minerals, Mineralogical Society Monograph 4, Mineralogical Society 41 Quin’s, London, 1974.
• 5. Haberko K., Bućko M.M., Haberko M. Mozgawa W., Carpentier J., Pyda A.: „Transformation of bone origin hydroksyapatite at elevated temperatures and in selected atmospheres”, Adv. Mater. Res., 29-30, (2007), 231-234.
• 6. Brzezińska-Miecznik J., Macherzyńska B., Haberko K., Mozgawa W., Bućko M.M., Pyda A.: „Effect of sintering atmosphere on densification, morphology and elastic properties of natural origin hydroxyapatite”, Eng. Biomater. 86 (2009) 17-21.