Động học quá trình phân hủy nhiệt của sinh thể hydroxyapatite

J. Cihlář1, A. Buchal1, M. Trunec1
1Department of Ceramics, Institute of Materials Engineering, Technical University of Brno, Brno, Czech Republic

Tóm tắt

Cơ chế và động học của quá trình phân hủy nhiệt của gốm hydroxyapatite được chế tạo bằng phương pháp đúc tiêm đã được nghiên cứu trong khoảng nhiệt độ từ 1473 đến 1758 K. Tại các nhiệt độ dưới 1473 K, quá trình kết khối và chuyển hoá hydroxyapatite thành hydroxyoxyapatite diễn ra với mức độ chuyển đổi từ 0.4 đến 0.5. Tại các nhiệt độ từ 1473 đến 1758 K, hydroxyapatite đã bị phân hủy thành α-TCP, H2O và CaO. Quá trình phân hủy HOA bắt đầu trên bề mặt của gốm HOA. Tốc độ gia tăng độ dày của các sản phẩm phản ứng (α-TCP) được mô tả bởi định luật parabol. Phân tích động học về sự phụ thuộc theo thời gian của quá trình chuyển đổi HOA sang TCP thông qua phương trình J-M-A-J-K cũng cho thấy rằng quá trình phân hủy nhiệt của gốm HOA bị kiểm soát bởi sự khuếch tán của nước từ vùng phản ứng đến bề mặt mẫu gốm. Năng lượng kích hoạt của quá trình phân hủy nhiệt của gốm HOA vào khoảng 283.5 kJ/mol.

Từ khóa

#động học #phân hủy nhiệt #hydroxyapatite #gốm sinh học #α-TCP #năng lượng kích hoạt

Tài liệu tham khảo

J. Cihlar and M. Trunec, Biomaterials 17 (1996)1905. Idem., in "Proceedings of the 10th International Symposium on Bioceramics in Medicine, Paris, 1997," edited by L. Sedel and C. Rey (Elsevier, Oxford, 1997), p.183. R. Z. Legeros, J. P. Legeros, Y. Kim, R. Kijkowska, R. Zheng, C. Bautista and J. L. Wong, in "Bioceramics: Materials and Applications," edited by G. Fischman, A. Clare and L. L. Hench (American Ceramic Society, Ohio, 1995), p.173. R. Z. Legeros, Clin. Mat.14(1993)65. T. Kijima and M. Tsutsumi, J. Amer. Ceram. Soc.62(1979) 455. J. C. Trombe and G. Montel, Compt. Rend. Acad. Sci.SerC273(1971)462. A. Ravaglioli and A. Krajewski, "Bioceramics" (Chapman and Hall, London, 1992), p.57. B. Locardi, V. E. Pazzaglia, C. Gabbi and B. Profilo, Biomaterials 44 (1993)437. R. Z. Legeros and J. P. Legeros, in "An Introduction to Bioceramics," edited by L. L. Hench and J. Wilson(World Scientific, Singapore, 1993), p.139. S. Gottschling, R. Kohl, A. Engel and H. J. Oel, in " Bioceramics: Materials and Applications," edited by G. Fischman, A. Clare and L. Hench (American Ceramic Society, Ohio, 1994), p.201. R. Jenkins (and others editors): in "Powder Diffraction File, Inorganic Phases" (JCPDS International Centre for Diffraction Data, Swarthomore, 1987). H. P. Klug and L. E. Alexander, X-Ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and Amorphous Materials (Willey, New York, 1974). S. F. Hulbert, J. Brit. Ceram. Soc.1(1970)11. J. Šest´ak, V. Šatava and W. W. Wendlandt, Thermoch. Acta 13(1973)333. C. H. Bamford and C. F. H. Tipper, in: "Comprehensive Chemical Kinetics, Vol. 22" (Elsevier, Amsterdam, 1980) p.71. Idem., in: "Comprehensive Chemical Kinetics, Vol. 22" (Elsevier, Amsterdam, 1980) p.69. A. Royer, J. C. Viguie, M. Heughebaert and J. C. Heughebaert, J. Mater. Sci.: Mater. in Medicine 4 (1993) 76.