Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ procesu kierowanej krystalizacji na bioaktywność szkieł krzemianowo-fosforanowych z układu NaCaPO4-SiO2

Wajda A., Bułat K., Sitarz M.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 2

127--131

PL

Szkła krzemianowo-fosforanowe z układu NaCaPO4-SiO2 są znanymi materiałami bioaktywnymi, które mają zdolność do bezpośredniego łączenia się z tkankami żywymi. Jednakże ich kruchość ogranicza zakres zastosowania wykonanych z nich implantów. Jednym ze sposobów poprawy własności wytrzymałościowych szkieł jest wprowadzenie do składu odpowiednich dodatków (np. Al3+), kolejnym zaś - przeprowadzenie ich częściowej krystalizacji, która pozwala otrzymać materiały szkło-krystaliczne. Proces ten jednak wymaga możliwie najlepszej kontroli, ponieważ pojawienie się i rozrost faz krystalicznych może powodować utratę bioaktywności. Przedmiotem badań w pracy były szkła krzemianowo-fosforanowe z układów: NaCaPO4-SiO2 i NaCaPO4-SiO2-AlPO4. Na podstawie pomiarów termicznych (DTA) wybranych szkieł dobrano parametry procesu kierowanej krystalizacji. Otrzymane materiały szkło-krystaliczne poddano badaniom strukturalnym (XRD). Natomiast w celu sprawdzenia ich bioaktywności wykonano testy in vitro w sztucznym osoczu, a następnie przeprowadzono obserwacje na elektronowym mikroskopie skaningowym (SEM +EDX) oraz badania ramanowskie. Uzyskane rezultaty pozwalają twierdzić, że odpowiednio kontrolowana dewitryfikacja badanych bioszkieł umożliwia uzyskanie bioaktywnych materiałów szkło-krystalicznych.

EN

Silicate-phosphate glasses from the NaCaPO4-SiO2 system are well-known bioactive materials, which are capable of forming direct bonds with living tissue. However, their brittleness limits the use of implants made of them. One of the ways to improve the mechanical properties of the glasses is to introduce proper additives (e.g. AI3+) to their chemical composition. Another one is to carry out their partial crystallization that allows obtaining glass-crystalline materials. This process needs to be highly controlled because the appearance and growth of the crystalline phase may result in loss of the bioactivity. The subject of this paper concerns silicate-phosphate glasses from the NaCaPO4-SiO2 and NaCaPO4-SiO2-AlPO4 systems. Parameters of the direct crystallization process were adjusted on the basis of thermal analysis measurements (DTA) performed on selected glasses. The XRD method was used to study the structure of obtained glass-crystalline materials. In order to verify their bioactivity, the in vitro tests were done in simulated body fluid and the samples were analyzed on a scanning electron microscope (SEM+EDX) and Raman spectroscopy. The obtained results suggest that the properly controlled devitrification of the tested bioglasses may lead to the production of bioactive glass-crystalline materials.

2

Krystalizacja szkieł krzemianowo-fosforanowych z układu NaCaPO4–SiO2–BPO4

Bułat K., Sitarz M., Pszczoła J., Wajda J.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 2

165--169

PL

Przedmiotem badań w przedstawionej pracy były likwacyjne szkła krzemianowo-fosforanowe z układu NaCaPO4-SiO2, do których wprowadzono jony B3+, a następnie przeprowadzono ich dewitryfikację. Pomiary termiczne (DSC) pozwoliły stwierdzić, że dodatek jonów boru zmienia przebieg krystalizacji szkieł krzemianowo-fosforanowych z wieloetapowego w jednostopniowy (widoczny tylko jeden słaby efekt egzotermiczny na krzywych DSC). Kierowaną krystalizację wybranych szkieł z układu NaCaPO4-SiO2-BPO4 wykonano w piecu gradientowym. Otrzymane w ten sposób dewitryfikaty poddano badaniom strukturalnym (XRD, MIR), które potwierdziły pojawienie się tylko jednej fazy krystalicznej podczas ich wygrzewania oraz dużą odporność termiczną badanych szkieł.

EN

In this paper, silicate-phosphate glasses from the NaCaPO4-SiO2 system with the addition of boron ions were the subject of interest. The devitrification of this glasses was conducted. Thermal investigations (DSC) have shown that the introduction of B3+ ions changes the course of crystallization from multistep to one-step process (presence of only a weak exothermic peak on DSC curves) for silicate-phosphate glasses. The direct crystallization of selected glasses from the NaCaPO4-SiO2-BPO4 system was carried out in a gradient furnace. XRD and MIR methods were used to study the structure of the glass-crystalline materials. The results confirmed the appearance of only one crystalline phase after heat treatment of the glasses and showed their high thermal resistance.

3

Szkło-ceramika jako materiał przyszłości

Łączka K., Cholewa-Kowalska K., Wasylak J.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 3

400-404

PL

Efektywny sposób wzmocnienia szkła odbywa się poprzez kierowaną krystalizację, dzięki której otrzymuje się tworzywa szkło-ceramiczne bardziej wytrzymałe pod względem mechanicznym, chemicznym i termicznym od samego szkła. Proces krystalizacji polega na odpowiedniej obróbce termicznej w temperaturach pomiędzy temperaturą transformacji szkła a temperaturą likwidusu. W niniejszej pracy badania zostały ukierunkowane na otrzymanie tworzyw szkło-ceramicznych w układzie Li2O-Al2O3-SiO2 w postaci materiałów prawie przezroczystych (nano-szkło-ceramika), przeświecających i nieprzezroczystych. Stwarza to szerokie możliwości aplikacyjne dla takich wyrobów od zastosowania w budownictwie i gospodarstwie domowym, poprzez zastosowanie w rekonstrukcyjnej stomatologii estetycznej, aż do różnych, wytrzymałych mechanicznie, termicznie i chemicznie elementów urządzeń technicznych. Opracowano składy chemiczne szkieł wyjściowych o różnym stosunku podstawowych składników Li2O/Al2O3 i różnej zawartości krzemionki SiO2. W przypadku wytopionych szkieł przeprowadzono badania termiczne DTA i na tej podstawie wyznaczono parametry krystalizacji. Po przeprowadzeniu kierowanej krystalizacji scharakteryzowano otrzymane produkty pod względem składu fazowego i mikrostruktury. Stwierdzono, że głównymi fazami krystalizującymi w tworzywie jest dwu-krzemian litu Li2Si2O5 i glino-krzemiany litu. Wyznaczono zakresy temperaturowe, w których otrzymuje się tworzywa przezroczyste, prześwięcające i nieprzejrzyste i określono dla nich wytrzymałość mechaniczną oraz współczynniki rozszerzalności liniowej.

EN

An effective way to strengthen glass runs through the directed crystallization which yields glass-ceramics more durable in terms of mechanical, chemical and thermal properties than the original glass. The process of crystallization is composed of an appropriate heat treatment at temperatures between the glass transition and liquidus temperatures typically ranging from about 500 °C to about 1000 °C. In this paper, studies were directed to obtain nearly transparent (nano-glass-ceramics), translucent and opaque glass-ceramic materials in the Li2O-Al2O3-SiO2 system. This creates a wide range of possibilities for application of the products, starting from the construction industry and households, through the use in reconstructive cosmetic dentistry to various thermally and chemically resistant items of technical equipment. Chemical compositions of glasses have been developed with a varying output ratio of primary Li2O/Al2O3 ingredients and a different content of silica. Lenses were subjected to DTA thermal studies, and on this basis the parameters of crystallization were determined. After the directed crystallization, the resultant products were characterized in terms of phase composition and microstructure. It was found that two-Li2Si2O5 lithium silicate and lithium aluminosilicates are the main phases that crystallize in the material. Temperature ranges required to obtain the transparent, translucent and opaque glass-ceramic materials were determined. Mechanical strength and thermal expansion coefficients of these materials were measured.

4

Krystalizacja szkieł krzemianowo-fosforanowych z układu NaCaPO4-SiO2

Sitarz M., Bułat K., Pszczoła J.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 3

364-366

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad krystalizacją szkieł krzemianowo-fosforanowych z układu NaCaPO4-SiO2. Na podstawie badań termicznych (DTA) wykazano, że krystalizacja tych szkieł przebiega wieloetapowo. Analiza krzywych DTA pozwoliła określić charakterystyczne temperatury dla fazy szklistej. Na tej podstawie opracowano parametry wygrzewania szkieł w piecu gradientowym. Badania strukturalne (XRD, MIR) szkieł wyjściowych oraz otrzymanych szkło-krystalicznych materiałów pozwalają opisać przebieg procesu krystalizacji.

EN

The paper presents results of research on the crystallization of silicate-phosphate glasses from the NaCaPO4-SiO2 system. On the basis of thermal studies (DTA), it has been shown that crystallization of these glasses was a multistep process. The analysis of DTA curves, enabled to determine the characteristic temperatures for the glassy phase. On this basis, glass annealing parameters in a gradient furnace were established. Structural studies (MIR, XRD) of the output glasses and the obtained glass-crystalline materials enable to describe the crystallization process.