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陶瓷材料范文1
关键词：复合陶瓷材料 介电损耗 介电常数
中图分类号：TB333 文献标识码：A 文章编号：1672-8882（2015）09-039-01
最早对于混合规则的研究可以追溯到19世纪中，作者主要讨论了一般电介质混合的关系。到了20世纪中就有了较完整的可利用的数学公式形式被提出，就是著名的Maxwell-Garnett公式。对这些历史上研究的回顾，可以在图书中看到。这些研究为后续的多相复合材料介电特性和非线性、不均匀材料的复合问题打下基础，今天所提的很多公式相关人名都可以在这些文献中看到。本文对这些理论和公式进行了回顾和比较，并与自己的实验情况做了比较得到与实验教符合的理论和修正的途径。
混合规则
（1）Bruggeman混合规则（Bruggeman公式）
这个规则的基本形式如下：
（1）
公式中 表示组分的体积比率， 表示第i个组分的介电常数， 是多相复合材料的有效介电常数。这个公式也被称为Bottcher公式。
（2）Maxwell-Garnett公式
公式的基本形式如下：
（2）
公式中字母意义与（1）中相同。
（3）相干势公式
公式的基本形式如下：
（3）
（4）统一混合规则
Shivola在总结上述结果和其他结果的基础上提出了一个通用公式如下：
（4）
（5）其他混合规则
在计算和预测多相复合物的介电常数方面，有从实验角度总结的一类经验公式，Lichtenecker公式应用最多。
（5）
式中ε是混合物有效电容率，q是体积比率，α是介于-1和1之间的一个常数，i是相序号。
与实验结果相比较，Lichtenecker公式与实验数据整体符合较好，其他公式在局部如成分含量较低和较高时符合较好。Lichtenecker公式还可以对指数的取值做出修正，取较好的值，与实验数据符合的情况可以更好。
参考文献：
[1]Mossotti O F. Discussione analitica sull'influenza che l'azione di un mezzo dielettrico ha sulla distribuzione dell'elettricità alla superficie di più corpi elettrici disseminati in esso.Memorie dimatematica a di fisica della Società Italiana delle scienze， residente in Modena[J]， 1846， 24（2）：49-74.
[2]Maxwell G. Colours in metal glasses and metal films[J]. Philos. Trans. R. Soc. London， Sect. A， 1904， 3：385-420.
陶瓷材料范文2
沈阳市第一人民医院口腔科，辽宁沈阳 110044
[摘要] 大量实践证明，新型医学材料的运用，为我国的牙科做出的巨大贡献，同时也为患者提供了生活上的方便。物理陶瓷材料，主要是应用在牙髓病学领域中的一种新型材料，它的出现，为牙髓病学开辟了新的发现目标与方向，被誉为牙髓病材料领域的里程碑。文章主要针对这种材料，首先对物理陶瓷，物理陶瓷的材料应用做了研究，进而又对其具体的应用做了分析，希望能够为更多的人提供一些帮助。
[
关键词 ] 牙髓治疗；生活陶瓷；材料
[中图分类号] R783.1 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2014）10（c）-0170-02
[作者简介] 王立军(1973-)，女，汉族，辽宁锦州，本科，医生，研究方向：口腔内科学。
物理陶瓷是科技发展到一定程度的产物，它是运用一种特殊的物理材料研制而成，属于具有物理功能的一种陶瓷材料，能够运用在人体内部，对已经失去功能的器官或者组织起到替换或者辅助的作用，因此，我们也可以称它为医用陶瓷材料。这种材料具有非常大的优点，它有很好的物理相容性，能够适应人体的环境，并能够抵御病菌的侵蚀，它的性能相对稳定，与人体相互结合后不会出现排异反应，这就奠定了它在牙科领域的地位。本文结合相关临床资料对其进行分析介绍，具有很高的现实意义。
1 物理陶瓷材料特性及可行性
物理陶瓷，又称生物陶瓷，是作为一种具有特点生物生理功能的陶瓷材料而出现在世人眼前的，因为其可以直接用于人体器官或者组织的替代、修复以及辅助等环节之中，在临床医学中又被称为医学陶瓷。当然，就这种陶瓷而言，其有着十分好的生物活性以及抗菌效果，并能与人体的相关组织进行有效结合，从而在包括牙髓病、骨折手术以及心血管组织替换等临床领域中得到了尤为广泛的运用[1]。
不过，就物理陶瓷材料在运用上的可行性来说，这种可行性又可以在其性能优势上找到答案。一般来说，物理陶瓷主要包括有惰性陶瓷材料以及活性陶瓷材料构成，这两种材料都可以实现与人体的完美结合[2]。这里所说的物理惰性陶瓷材料，主要所说的使其化学性方面行对稳定，并且具有良好的物理相溶性，这种陶瓷材料的结构与其他材料相比较来说性能比较优越和稳定，其强度以及抗磨损方面都很突出，它主要包括氧化铝陶瓷、单晶陶瓷、氧化锆陶瓷、玻璃陶瓷等。物理活性陶瓷材料有两个方面，一个是生活活性陶瓷，一个是生活吸收性陶瓷，我们通常也叫其为降解陶瓷。物理活性陶瓷的作用广泛，在制作多孔物理组织方面贡献突出，它能够与结构表面充分结合，并且十分牢固。
物理吸收性陶瓷的最大特点就是吸收性好，能够有效的诱导骨生长，物理活性陶瓷有物理活性玻璃，羟基磷灰和陶瓷，磷酸三钙陶瓷等几种。物理陶瓷在经过专业的试验后，我们发现，这种材料没有毒性，并且也不会引起患者炎症以及不良反应，在骨组织的重建方面有着非常好的作用，它能够对受损组织进行修复，使其重生和重建，对于根尖的年轻恒牙作用尤为突出。在利用小动物进行了试验后我们发现，在进行直接盖髓治疗之后，没有出现不良反应，牙本质桥能够及时形成，在修复方面效果也很好，成功率有所保障。因此，我们总结，物理陶瓷在盖髓或髓室底穿孔修复方面优势明显，较之其他材料具有良好的闭合性与封水性，同时，能够与身体组织进行充分融合，不会出现排异反应，具有骨诱导以及引导骨再生的能力，容易与其他相关材料相结合，增加其性能，在炎症的抵抗和修复方面，较之其他材料更加优良[3]。因此，我们从以上的内容便可以发现，与其他材料相比，物力陶瓷有着不可替代的性能优势，而这种独特的与人体完美契合的特点也就直接奠定了其在牙髓病中的运用地位。
2 物理陶瓷材料在牙髓病治疗中的运用
牙髓病一直是目前牙科临床中的常见疾病之一，其具体治疗起来比较艰难。一般来说，用于牙髓病治疗的方法主要包括有患牙活髓保存以及非活性保存两类，而这两类所使用的技术主要就是根管治疗，因为这种治疗方式已经成为目前牙髓病治疗的一个大热点。不过，我们应该认识到的是，根管治疗在进行的过程中需要合理地使用相关器械、材料以及填充材料，而这种材料又需要满足对人体无害且能与人体密切结合等标准。因此，在这种需求之下，物理陶瓷开始在牙髓病的临床治疗中广泛地运用开来，具体的来说，其主要表现在以下几个方面：
2.1 在根管治疗中充当根尖填充材料中的运用
牙根尖周炎是众多牙髓病中较为常见的一种，其发病率较高，并伴有明显的咬合痛。一般来说，患有这种疾病的患者都又牙髓病病史以及并不完善的牙髓治疗史，其在初期只有轻微的疼痛，但是到了后期便会出现包括浮起、伸长感以及周期性的疼痛，同时压根发现溃烂和掉渣。针对这种情况，我们都会对发生损坏的部分进行填充性修补，而在修补的过程中则需要选用坚固耐用的填充材料。事实上，最为理想的根尖填充材料应该具备以下性能，首先是相容性，其次是封闭性。这两个方面的性能可以保障材料在相对潮湿的环境中，不会被腐蚀和氧化，同时其对于射线以及抗病菌方面也需要具有强大的性能，并且，我们还需要这种材料在生活活性以及操作方面性能稳定，这样才能够满足各种条件下的医学要求。我们通过大量的试验证明，物理陶瓷材料在根尖填充方面的应用效果良好，基本能够满足根尖倒充材料的各种要求[4]。
例如，选取某院某科实施的根尖外科手术的86例病例为观察对象，病因主要为难治性根尖周炎、桩核冠而无法进行根管再治疗的慢性根尖周炎、根管内异物、牙胶超填、根尖形态变异等因素而需进行根尖外科手术治疗的患牙。对术中发现有严重根裂现象及牙周整体状况很差的患者排除本研究范围，所有患牙均术前常规拍X线片，根尖囊肿患者先行根管治疗，局麻下行根尖外科手术。在治疗后期发现，选用这种根尖填充材料作用十分明显。
2.2 在充当根管治疗中骨腔填入物的运用
骨腔填入物是整个牙髓病根管治疗中一个较为重要的组成部分，因为我们在进行实际的骨腔手术中，总是需要考虑到人体以及不同患者的骨质情况，从而选用不容易被人体自行吸收的材料。一般来说，我们在进行临床之中，需要对患者的口腔进行清洗和消毒处理，并对其发生溃烂以及松动的部位进行分析和确定，我们选用的材料一般需要满足耐腐蚀性以及惰性等特点，在与人体细胞的结合方面，表现出优越的亲和力。那么从骨组织的结构方面来看，其骨盐中的磷酸钙和碳酸钙通常是以结晶羟磷灰石和无定形磷酸钙结晶的形式存在的。那么我们使用物理陶瓷来代替骨组织，就能够有效的促进骨组织的生长，不但不会出现排异反应和发炎现象，同时还能够使新生的骨组织更加牢固，在抵御机械断裂方面具有更强的能力。β-磷酸三钙物理陶瓷其原本的结构与人体的骨组织的结构就非常接近，因此，它能够与人体骨组织有机的结合在一起，并且还能够修复已经损害的骨结构，临床试验表明，硅酸钙物理陶瓷，在物理活性以及相溶性两个方面表现突出，并且其周围的骨组织充分的融合，由此可见其生物活性非常强，最近几年，这种陶瓷材料在我国牙科临床的应用，取得良好的成绩，其未来的发展前景非常广阔。
例如，颌骨囊肿是口腔颌面外科常见病之一，常规手术方法治疗大中型颌骨囊肿后，填充碘仿纱条，需多次换药，患者痛苦较大，且遗留颌骨缺损，致局部畸形。按颌骨囊肿手术原则摘除囊肿后，用生理盐水反复冲洗骨腔，将合适的块状生物陶瓷填充，周缘用颗粒状生物陶瓷填充密合，使之恢复颌骨组织正常外形，严密缝合黏骨膜瓣，术后9 d拆线，术后常规使用抗生素以防感染。本组病例经上述处理后，全身无不良反应，15例患者创口一期愈合，术后6~12个月X线复查，生物陶瓷与新生骨及周围组织融合在一起，愈合良好；1例患者因术后切口裂开、感染，致二次手术取出生物陶瓷，填充碘仿纱条，相应治疗后愈合。但总的来说，这种骨腔物理陶瓷填充物的使用还是较为成功的。
2.3 在充当根管治疗中根管充填糊剂中的运用
根管填充糊剂是保证根管治疗封闭性的根本保证，而这种糊剂在目前的牙科临床中主要包括以氧化锌为基质的糊剂、氢氧化钙为机制的糊剂在内的多种试剂。当然，就这些试剂而言，其需要具有很强的流动性以及渗透性，从而有效地为相关的副根管实现良好沟通。事实上，物理陶瓷在根管填充材料的试验中，其物理相溶性以及在骨形成的诱导作用方面，已经得到了证实，而代表性的产品已经得到了应用和推广，效果反应良好。那么这种物理陶瓷材料其主要的成分为氧化锆，磷酸钙等，在使用的时候非常方面，甚至不用对其进行搅合，工工作人员直接利用注射器或者小的塑料针头就能够将其注送到需要的位置，经过大量的临床试验表明，这种材料在组织相容性与骨引导方面有着非常强大的功能，并且对于组织有着非常好的亲和性，没有副作用，没有刺激性，同时还能够抑制病菌的产生。
例如，乳牙急性根尖炎疼痛剧烈，并有轻重不同的叩痛，严重者可有牙齿松动，慢性期表现根分叉部位的片状阴影乳牙根管治疗术就是通过清理根管，去除感染物质，并对根管进行药物消毒，清除根尖周炎症，再用易于吸收的充填材料充填根管，达到治疗乳牙根尖周病变。我们运用Vitapex填充剂进行填充。首先，乳牙开髓后牙髓仍有活力者，应先失活牙髓，待牙髓活力丧失后再拔髓;其次，拔髓时用拔髓针探入根管内1/3～2/3，顺时针旋转后抽出；最后，对于坏疽的牙髓则可用氯亚明棉捻擦洗根管壁后再以双氧水及生理盐水交替冲洗根管，之后根管预备去除感染物质，使用根管器械扩锉根管，使根管通畅，扩锉完毕后干燥根管，放棉捻于根管内，再以氧化锌封固[5]。
2.4 在根管治疗中充当盖髓或髓室地穿孔材料中的运用
髓室底穿孔是如今牙髓病中较为频发的一种疾病类型，一般来说，其如果没有得到及时的修补，便会导致包括穿孔区牙周炎组织炎症以及牙髓治疗反复失败在内的多种不良后果，而就这种髓室底穿孔而言，其主要是因为手术者在术中的不规范操作所导致的。目前所具有的临床资料表明，用于髓室底穿孔修补的材料有许多种，而这些材料所起到的作用又是不一样的，效果较为明显的是无机三氧化合物以及氢氧化钙糊剂两种材料。物理陶瓷在经过专业的试验后，我们发现，这种材料没有毒性，并且也不会引起患者炎症以及不良反应，在骨组织的重建方便有着非常好的作用，它能够对受损组织进行修复，使其重生和重建，对于根尖的年轻恒牙作用尤为突出。在利用小动物进行了试验后我们发现，在进行直接盖髓治疗之后，没有出现不良反应，牙本质桥能够及时形成，在修复方面效果也很好，成功率有所保障。因此，我们总结，物理陶瓷在盖髓或髓室底穿孔修复方面优势明显，较之其他材料具有良好的闭合性与封水性，同时，能够与身体组织进行充分融合，不会出现排异反应，具有骨诱导以及引导骨再生的能力，容易与其他相关材料相结合，增加其性能，在炎症的抵抗和修复方面，较之其他材料更加优良。
例如，在经临床检查和X线片检查明确诊断为髓室底穿孔的磨牙，穿孔区最宽处<3 mm，X线片示根分叉区无或仅有轻度骨质吸收破坏，牙周情况基本正常，牙松动度<Ⅱ度入选42例患牙中，我们进行医源性穿孔患牙常规进行窝洞消毒，生理盐水冲洗，充分止血；病理性穿孔的患牙，在局部麻醉下用锐挖除穿孔处增生的炎性肉芽组织，用3%过氧化氢液和生理盐水反复冲洗，棉球压迫充分止血。我们选用MTA材料以及氧化锌丁香油进行对比试验，即在穿孔放置MTA糊剂，厚度约1 mm，并轻轻加压覆盖封闭穿孔区，上置一消毒棉球，氧化锌丁香油水门汀暂封，1周复诊时去除棉球，保留MTA材料，常规完成根管充填和永久充填。结果发现，MTA作为一种新型的牙科生物材料，具有良好的生物相容性，近年来被引入牙髓病及根尖周病的治疗，并取得了良好的效果[6]。
3 结语
经过上文的分析和介绍，我们对物理陶瓷在牙髓病治疗中的运用等几个方面的内容有了一定的了解，我们可以清晰地认识到，经济的发展必然带动科技水平的不断提高。在牙科领域，各种新型的医疗技术与材料不断涌现，并为我国的牙科治疗做出的巨大贡献，同时也为人们提供了方便，物理陶瓷材料是一种在我国牙科领域应用比较广泛的材料，它的性能优越，优点众多，得到了业内人士广泛青睐，并且，经过多年的努力，这种材料也得到了很大的发展与进步，尤其是在牙髓病治疗方面，其表现十分突出。但是，任何事情都具有两面性，这种新型的材料在取得成绩的同时，也存在一定的局限性，这需要我们全体医疗研究人员的共同努力。
[
参考文献]
[1]邱杰.必兰与利多卡因在牙髓病治疗中的麻醉效果比较[J].现代医药卫生，2014(12):1851-1852.
[2]孙颖,李璐.局部麻醉对慢性牙周炎患者龈下刮治效果及依从性的影响[J].吉林医学，2014(19):4171-4173.
[3]胡学红.开髓引流术中利多卡因过敏1例抢救体会[J].长江大学学报(自科版)，2014(9):70.
[4]邱杰.必兰与利多卡因在牙髓病治疗中的麻醉效果比较.现代医药卫生，2014，30（6）：1851-1852.
[5]方荣.牙髓病、根尖周病的现代根管治疗效果分析[J].医学理论与实践，2011(20)：2465-2466.
陶瓷材料范文3
关键词：镜子；陶瓷材料；镜子裱框装饰；陶瓷工艺
镜子是人们日常生活中最不能缺少之物，追溯到古代，早在3200多年前的殷商时代就有了真正的镜子，那时常用青铜铸造方式制成古代鉴容用具，正面以光素，以利取照，背面常有装饰。经过战国、汉、唐宋等各时代对铜镜的发展，我国古人在制镜材料上也有了新的尝试，秦时的金镜、汉代的铁镜、晋时的银华镜等，直到清代以后才出现了玻璃镜。这些制镜的材料都是比较贵重的金属，古人们将其与金银首饰归属为一类，作为小件器物来装饰室内空间。在国外，镜子也同样有着悠久的历史，从以钢和水晶石为材质到利用水银和银箔的化学反应而产生映像效果的镜子，也经历了一个漫长的时期。到了现代，随着科技进步，玻璃镜的出现很快成为一种时髦的饰物，深受人们欢迎。经过漫长的探索，在解决玻璃镜的生产成本、清晰度和耐腐蚀等性能后，加之人们审美意识的提高，人们越来越意识到，镜子不但要满足我们生活的需要，更要满足于我们的审美需要，由此产生的玻璃镜装饰也越来越受到设计师们的关注，其装饰手法和材质选择也越来越广泛，各种材质的镜框装饰层出不穷，常见的有木质、石质、不锈钢、塑料及综合材料等，唯独陶瓷材质运用在镜子裱框装饰中还为之甚少。
《简明不列颠百科全书》的“设计”条目中谈到了设计在客观上所受到的制约因素：“产品的设计首先指准备制成成品的部件之间的关系，这种设计通常要受到四种因素的限制：材料的性能、材料加工方法所起的作用、整体上各部件的紧密结合、整体对于观赏者、使用者或受其影响者所产生的效果。”不难看出，材料的选择是设计表达的最关键因素，现代设计在相当大的程度上依赖于实用功能、材料、结构、经济、科技、环境、信息等大多非艺术、非审美的因素。除去产品的实用外，选择什么样的材料来装饰产品则显得尤为重要。
如果说地球上有某类物质，其自然资源极为丰富，与人类物质生活和精神生活的关系特别密切，非陶瓷莫属。那么将陶瓷这一被视为不同时期人类社会现实生活的写照般珍贵的物质融入镜框装饰的设计中又是一种怎样的探索和尝试呢？陶瓷材料有粗质和细质之分，但无论哪种类型的瓷土都具有可塑性和可转换性，即可以在外力的作用下发生形态的变化，经过煅烧后可以发生质的变化，转化成具有耐高温、耐腐蚀等性能的、质地坚硬的人造器物。并且，就陶瓷材料的质地而言，其瓷胎和釉质的光泽度、透明度和滋润感则表现为胎质美、釉色美、瓷声美。通常所谓的“白如玉，薄如纸，明如镜，声如磬”便概括了瓷器质地所独有的特点。陶瓷艺术是一种独特的工艺美术，其独特性在于它是科学技术与造型艺术的统一；他既是物质产品，也是精神产品；既是艺术品，也是商品。镜框装饰既可以说是艺术品也可以说是商品，这是因为在设计镜框的过程中，设计者利用多种装饰技法，以陶瓷材料为媒介，结合创作者的审美想象将艺术以物的形式融入大众生活当中，并以美的形式诉诸人们的感官，陶冶人们的情操，又满足人们的实际生活需要。在我看来，陶瓷除了具有上述特性外，更具有物质和文化双重功能，其材料的物质功能要优越于平时我们常见的镜框装饰材料：铜、铁、铝等金属，表现为具有一定的耐酸、碱、盐等的侵蚀能力，不会与这些物质发生化学反应而生锈、变质和老化；也不会像木质材料那样容易开裂、腐烂或虫蛀等；比起塑料，更不是一个等级上可以比拟的。从陶瓷的文化性来说，人类制陶的历史，就是人类关爱自身、大众及社会的历史。同时还具有象征性，依附于一定形式的隐喻或寓意，就陶瓷镜框装饰的设计而言，这种隐喻或寓意通过形态、色彩、纹饰和釉色等形式反映出来，显露出一定的社会历史内容，象征或代表某一阶层、团体或个人的价值观、情怀与理念、等级、拥有的财富的程度等。并且通过人们巧妙地运用陶瓷材料的结构形态、色彩空间肌理和表层装饰诸方面的因素，通过对镜子的使用种类和呈现类型而展现出陶瓷独特的美。
此外，对陶瓷镜框装饰的设计还与其工艺制作流程也密不可分，从某种程度来说，镜子裱框装饰若作为满足生活之物，那么他就是产品，但当它与镜子结合作为整体被独立欣赏时又可以称其为艺术品，所以，在生产工艺上不得不遵循经济原则，考虑生产成本、便于可操作性和减少劳动时间、提高工作效率等方面。相比其他材料特性而言，陶瓷的生产更具可复制性，对生产的产量化、产品化的可能性更大，而且其制作工艺简洁，周期也比较短，由此可以通过翻模复制等方式运用到镜框的批量生产中，使其产量化，从而降低了成本，又贴近了生活，满足了大众审美的需要。
有的人认为现代生活质量的优化和物质、精神需求的提高，使得奢华、奢侈型设计产品有了发展趋势，他们是不需要计较经济因素的。而更多的人则坚持设计的大众化方向，认为与大工业机器生产相联系的现代设计在本质上是为大多数人服务的，后者的意见应当说是更为合理的。陶瓷雕塑镜框产品，若是为了满足大众生活和审美的需要而服务的，那么就要考虑经济核算问题，考虑原材料费用，生产成本，产品价格，运输、储藏、展示、推销等费用的合理，在一般情况下力求以最小的成本获得最适用、优质、美观的设计。陶瓷材料的选择和它的工艺制作流程就是在严格遵循经济原则的情况下对镜子裱框装饰材料的选择和运用上做出的尝试和探索。
镜子是千变万化的“魔术师”，其镜子与裱框装饰相结合，更能体现人们对高品质生活的追求，在此为目标的基础上，只要我们努力探索，敢于创新，就可以使其变幻出多种艺术效果，从而丰富我们的生活，陶冶我们的审美情操，更能让艺术不再高高在上，贴近大众生活。
参考文献：
[1] 张秀娟.镜子趣话[J].玻璃，2007（3）.
[2] 华文图景收藏项目组.铜镜收藏实用解析[M].中国轻工业出版社.
陶瓷材料范文4
陶瓷产品的设计与生产是一个复杂而又完善的体系，它的构思、设计、制作、生产都区别于传统手工业生产的陶瓷制作。陶瓷产品是用泥类，经粉碎后和水混合成的可塑性很好的泥团，用这种泥团做成的器形，再放入窑中烧制后的产品称为陶瓷。在开发新产品的过程中选择陶瓷的成型方法是确定生产工艺路线中非常关键的一步。其中最根本的是对陶瓷产品的产量、品质要求、材料性能以及经济效益等因素的综合考虑。
一般情况下，结构简单的陶瓷产品可以采用的工艺成型方法为滚压法和旋压法。大件的或薄壁的陶瓷产品可采用注浆法，如果产品尺寸规格要求高就用压制法，产品尺寸规格要求不高时，用注浆法或手工刻塑成型就可以了，这种成型方法易于操作、条件好、便于前后程序的连动化。
一般在陶瓷产品的制作过程中最为常用的加工成型主要以注浆法为主。注浆法的基本过程大致分为三个阶段，首先，从泥浆注入石膏模直至形成薄泥层，这是第一阶段。接下来，在形成薄泥层后，泥层渐厚形成注件，这是第二阶段。最后雏培形成后至脱模为收尾阶段。这种方法对产品设计成型的使用度较高，是陶瓷产品制作过程中常用的一种方法。
二、陶瓷在未来的发展方向与应用价值
陶瓷材料具有原料丰富，色泽亮丽，成形方便，耐酸耐碱且容易洗涤的特点，他不但清洁卫生，还会经久不变。所以，基于以上特征陶瓷产品在功能上主要以日用陶瓷（茶具，餐具等）设计；卫生洁具设计；建筑陶瓷设计；艺术瓷设计（陈设器具等）为主。但是随着时代的发展陶瓷功能也得到进一步的扩大，例如：瑞士雷达表已选用超前的材料——精细陶瓷，其抗断力和拉伸力极高且具有完满无瑕的外表和舒服亲肤的特质。
碳玻璃陶瓷在制作高温化学反应堆、用于异常条件下的气体动力、轴承、有色金属铸罐的零件方面是不可替代的。还有如日本生产制造的陶瓷刀，用陶瓷菜刀切食物不会留下讨厌的铁腥味和铁锈，特别适宜于切生吃的食物和熟食；陶瓷剪刀由于不带磁性，特别适宜于剪接录音磁带和录像磁带，它的品质大大优于钢制剪刀，不生锈，十分锋利，被人们称赞为永不卷刃。除此之外，陶瓷还应用于太阳能电池、电容器、集成电路、催化剂载体、碳纤维和人体骨骼等方面对机械、能源、电子、信息、汽车、太空活动等领域做出巨大的贡献。
经过研究，先进的高科技陶瓷，不易磨损，轻巧耐磨，抗酸抗碱，并能忍受高温。陶瓷这种材料被时代赋予更多和含义，应用的范围日益广泛，同时也创造着更大的价值。另外，陶瓷产品的创新设计也应有更加深刻的理解，这种创新设计主要包括两个方面的内容：一是艺术设计上的创新，另一个则是制作工艺上的创新，即运用现有的制作工艺创作出有新意的产品。虽然陶瓷制品的用途不同，生产工艺不同，设计特点和装饰手法也有差异，但任何陶瓷产品都需要艺术设计的表现。然而陶瓷行业的模仿与跟风的现象却是影响创新设计的重要原因，这一原因同时造成了大量的产品同质化。
为了解决这样的问题，要求设计者在陶瓷设计在中体现“中国风”，将设计民族化、地域化，这一点十分重要了，如素来以温柔婉约为特质的青花瓷，如今被设计师们用来创作极具力量感的设计作品，中的手枪让作品不再带有那么冷冰冰的恐惧，且更具有趣味性。民族的才是世界的，中国陶瓷文明源远流长，陶瓷文化底蕴深厚，只要我们的企业愿意在挖掘民族特色上下功夫，我们的国际化，我们的国际竞争，将不仅仅只是融入国际大潮中，更会在国际上市场上占据一席之地，甚至引导国际潮流。这将是我国陶瓷产品设计、陶瓷产业的奋斗目标。
三、总结
陶瓷材料范文5
关键词:BP神经网络;涂层陶瓷材料;磨削去除方式;预测
中图分类号:TP183 文献标识码:A
Based on BP Neural Network Mode of Grinding of Ceramic Materials Forecast. Remove
Duan Jin-ni
(Hunan Institute of Technology,Hunan Changsha 410004)
Key words: The BP neural network;coating ceramic materials;Grinding way. Remove;forecasting
陶瓷涂层在机械制造、工具行业、电子、计算机、国防、航空航天、地质勘探业等领域具有非常广泛的应用前景[1,2]。对于涂层陶瓷材料磨削,其材料去除方式的传统研究方法主要是离线测量和分析,即应用扫描电镜(SEM)对磨削后的表面/亚表面形貌进行观察和分析,结合对涂层陶瓷磨削所产生的单颗磨粒磨削力、磨削力分力比和比磨削能的实验结果进行比照。[3]而且涂层陶瓷因喷涂工艺上的原因易形成层状结构,且留下固有缺陷如空隙、疏松区、垂直于涂层表面的微裂纹和由互相连接的微裂纹所形成的片状结构,为材料去除方式的传统辨识方法增加了干扰和误差[4]。
为了进一步提高涂层陶瓷磨削材料去除方式的辨识精度,本文从模式识别的角度,基于BP神经网络模型,利用反向误差传播学习算法对涂层陶瓷磨削过程进行训练学习和示例诊断,实现在线预测,对于提高加工效率,保证磨削精度将起到十分重要的意义。
1 BP网络模型
BP网络的学习算法过程如下:
(1)初始化权重和阀值;
(2)在P个学习样本中,按顺序输入样本数据;
(3)计算zj,yk。其中:
z=f(ωx)y=f(vz)
(4)按以下公式计算输出层、隐含层误差分别为:
C=(t-y)y(1-y)B=CVZ(1-Z)
(5)P1=P1+1,如果P1
(6)按以下公式确定新权重:(η为学习效率)
v(n+1)=v(n)+ηCzω(n+1)=ω(n)+iηBx
(7)按新权重计算zj,yk,E,其中
E=(t-y)
如果E>=e,返回步骤(2),如果E
2 实验及预测结果分析
涂层陶瓷磨削材料去除方式识别过程就是对磨削状态进行模式分类的过程,由于磨削过程的复杂性,由时域、频域特征空间到去除方式模式空间的映射往往是非线性的,故很难用单一的判别函数将模式空间进行准确的分类,可以利用BP神经网络的高度非线性映射能力对材料去除方式进行智能分类研究。
2.1实验装置
磨削实验是在一台Dover Model 956-S精密数控立式平面磨床上进行的,机床的闭环刚度为50N/μm。采用的砂轮为端面切入式杯形(碗形)砂轮,其规格见表1。利用制动式砂轮修整器装置采用氧化铝或碳化硅整形砂轮对金刚石砂轮进行整形,再采用GC杯形砂轮修整器进行修锐。磨削实验的磨削用量设定如下:砂轮磨削深度a为2μm、5μm、15μm和30μm;工作台进给速度vf为1mm/s、4mm/s和8mm/s;砂轮速度vs为33m/s(或者主轴转速为3500r/min)。
磨削实验所用的涂层陶瓷试件采用颗粒重组工艺和等离子喷涂法制备,涂层的厚度为0.5mm 左右,试件尺寸为25mm×4mm×4mm。涂层陶瓷的基本物理性能如表2所示。
3 某涂层陶瓷的基本物理性能
3.1BP网络结构的设计
为了简化网络模型,本文采用一般文献所提到的分类方式,即将涂层陶瓷磨削的去除方式分为脆性去除方式和延展性(或塑性)变形去除方式。按这种分类方式,脆性去除方式包括材料粉末化去除方式[6]。
影响涂层陶瓷磨削材料去除方式的因素很多,其中最重要的是被加工材料的特性、磨削工艺条件及砂轮特性等因素。本文研究在被加工材料和砂轮转速一定的情况下,磨削工艺条件和砂轮特性对涂层陶瓷磨削材料去除方式的影响。通过前面的分析可知,材料去除过程中脆性和延展性是并存的,只是不同的加工条件下,其中一种去除方式占据主导。
对于预测材料去除方式主导性的问题,磨削工艺条件和砂轮特性与其之间存在一种复杂的非线性映射关系。理论上已经证明,在不限制隐层节点数的情况下,两层(只有一个隐层)的BP网络可以实现任意非线性映射。为此,本文采用BP两层神经网络模型,输入层含有3个神经元、输出层含有1个神经元。
对于用于模式识别/分类的BP网络隐层节点数,根据经验,可以参照以下公式进行设计[7]:
n=+a(1)
式中:n为隐层节点数;ni为输入节点数;n0为输出节点数;a为1～10之间的常数。
针对原始BP算法学习收敛速度太慢、收敛结果易落入局部最小点等缺点,选择弹性BP算法作为网络传输函数,消除梯度幅值的不利影响。
3.2输入参数编码和归一化处理
网络输入向量的取值范围过大,尤其是砂轮标识,故采用输入参数编码或数据归一化处理,加快收敛过程。
将实验中选用的120V、600V、1000B和1000C型四种砂轮,依次编码为0.2、0.4、0.7、0.8;对于具有具体值的输入参数,如磨削深度、工件进给速度等,必须进行归一化处理,归一化函数为
Z=0.9(Z-Z)/(Z-Zn)+0.05
式中,Zi、Zg为磨削参数及其归一化值。
3.3BP网络的训练
观察结果表明,磨削涂层陶瓷材料时,在小的磨削深度或工件进给速度下,以延展性变形方式为主,而在稍大些的磨削深度和工件进给速度下,材料去除机理以脆性去除方式为主。磨粒较大的砂轮磨削情况下,脆性去除方式所占比例增加。金属结合剂砂轮较之于陶瓷结合剂砂轮和树脂结合剂砂轮磨削时,脆性去除方式所占比例增加。陶瓷结合剂砂轮和树脂结合剂砂轮磨削表面的脆性去除比例在同等磨削工艺条件下基本相同[3]。
因此在本实验中,将ap=2μm、vf为1mm/s及砂轮标识为1000C磨削条件下的材料去处方式定义为延展性去除方式占绝对主导地位,输出层节点取值为0.2;将ap=30μm、vf为8mm/s及砂轮标识为120V磨削条件下的材料去处方式定义为脆性去除方式占绝对主导地位,输出层节点取值为0.8。其余加工条件下的输出层节点取值依照材料磨削后材料破碎面积相对面积率对比可得,其取值介于0.2～0.8之间。
在20组试验样本中(表3列出其中12组典型的两类模式样本),随机地抽取6个样本作为训练样本,另外6个样本作为测试样本;迭代次数选为300次,学习率为0.05,以弹性BP算法修正神经网络的权值和阀值。经过训练学习,从训练结果可知:模式样本l的输出值接近于0.2,反应模式样本1去除方式以脆性去除为主;模式样本2的输出值接近于0.8,反应模式样本2去除方式以塑性去除为主。在程序设计中,通过判断门限0.5区分两类模式。
3.4预测结果分析
将最后6组样本作为测试样本输入网络进行识别,网络训练结束后得到预测值如表3所示。表中:A0为去除方式的实验观测值(采用SEM);A为BP神经网络预测结果;ε为预测绝对误差;Δ为预测相对误差。
训练样本6的预测相对误差较大为-12.5%,这是由于将样本6磨削条件定义为脆性去除方式占绝对主导地位所引起的误差。样本6磨削条件下其单颗磨粒磨削力为0.1690N,而在ap=30μm、vf为4mm/S及砂轮标识为1000C磨削条件下其单颗磨粒磨削力为0.2148N,远远大于产生横向裂纹的临界载荷。
测试样本10和11的预测相对误差分别为-8.82%和-22.22%,主要受涂层陶瓷喷涂时产生的工艺缺陷所影响,孔隙和微观裂纹过多导致实验观测值偏大。
测试样本8和测试样本12的预测相对误差分别为10%和-7.69%,是因为训练数据过少,导致BP网络进入局部最小点。
由表3实验结果可知,BP神经网络的预测结果是比较精确的,识别结果与实验观测值进行对比,除个别样本外预测相对误差均控制在±5%以内,与实际的工况一致。
4 结束语
(1)将BP神经网络引入纳米涂层材料磨削领域,对涂层陶瓷磨削材料去除方式进行在线预测,实现了涂层陶瓷磨削材料去除方式的在线预测。
(2)仿真和实验结果均表明,对于给定的训练样本,BP网络通过自动调整网络权值实现模式表达,形成所要求的决策区域;已训练过的BP网络对测试样本模式能够正确识别,且识别精度较高。
(3)由于磨削过程的复杂性,在数据验证中出现了误差较大的情况,原因为数据的采集误差、材料涂层的工艺缺陷所引起,只有很少情况是由BP网络训练进入局部最小点造成的。如果实验数据进一步丰富,该在线预报系统将肯定会提高其仿真精度,达到满意的效果。此预测方法可以应用于纳米陶瓷磨削加工系统,具有较高的实用价值。
参考文献:
[1]陈煌,林新华,曾毅,丁传贤.热喷涂陶瓷涂层研究进展[J].硅酸盐报,2002,30(2)235-239.
[2]欧忠文,徐滨士,马士宁,丁培道,刘维民.纳米表面工程中的纳米结构涂层组装[J].机械工程学报,2002,38(6):5-10.
[3]邓朝晖,张壁,孙宗禹.纳米结构A12O3/13TiO2涂层精密磨削的材料去除机理的研究[J].中国机械工程,2005,16(9):835-839.
[4]邓朝晖,张璧,孙宗禹等.纳米结构陶瓷(n-WC/Co)涂层材料精密磨削的试验研究[J].湖南大学学报,2003,30(2):35-40.
[5]Deng Z H,Jin Q Y,Zhang B.Critical Grinding Condition Model for Predicting Grinding Induced Lateral Cracks in Nanostructured Ceramics Coatings.Key Engineering Materials,2004,259～ 260:273～ 277.
[6] Zhang.B,X.L.Zheng,H.Tokura,and M.Yoshikawa.Grinding Induced Damage in ceramics[J].Journal of Material Processing Technology,2002.132:353-364.
陶瓷材料范文6
【摘要】 ［目的］评估纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料组织相容性。［方法］根据ISO10993-1标准，采用细胞毒性试验、急性毒性试验、溶血试验和体内植入(90 d)试验对纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料组织相容性进行评估。［结果］纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料组织相容性的细胞毒性评分小于I级，细胞生长无明显抑制现象，无急性毒性反应，无溶血反应，体内植入符合植入材料生物学评价要求。［结论］纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料具有良好的组织相容性，作为骨组织工程中生物支架材料具有广阔临床应用前景。
【关键词】 羟基磷灰石 二氧化锆 组织相容性
Abstract: ［Objective］To evaluate the histocompatibility of nano hydroxyapatite-zirconia composite bioceramic. ［Methods］According to the standard of ISO 10993-1，cytotoxicity experiment，acute toxicity test，hemolysis test and in vivo implantation(90 days) test were conducted to evaluate the histocompatibility of nano hydroxyapatite-zirconia composite bioceramic.［Results］The score of cytotoxicity experiment was lower than grade I，and there was no significant inhibition of cell growth，no acute toxic reaction or hemolytic reaction.And the in vivo implantation met the requirements of the biological evaluation of implant materials.［Conclusion］Nano hydroxyzpatie-zirconia composite bioceramic showed a good histocompatibility.It has a broad prospect as a biomaterial scaffold in the bone tissue engineering.
Key words：hydroxyapatite; zirconia; histocompatibility
生物陶瓷是目前骨组织工程常用的支架材料，传统的生物陶瓷材料由于粒径较大，气孔大，其脆性及弹性模量较大，影响了在生物医学领域的应用［1］。由哈尔滨工业大学材料学院与哈尔滨医科大学附属第二医院骨外科共同研究制备的纳米羟基磷灰石-40%二氧化锆(nano hydroxyapatite-40%zirconia，nano HA-40%ZrO2)陶瓷材料强度、硬度、韧性和超塑性上都得到提高，如在人工器官制造，临床应用等方面将比传统陶瓷有更广泛的应用并具有极大的发展前景。本研究选用细胞毒性试验、急性毒性试验、溶血试验，植入实验评价纳米HA-40%ZrO2组织相容性，初步评价该材料应用于临床医学的可行性。
1 材料和方法
1.1 材料的制备与浸提液提取
HA／40%ZrO2、HA由哈尔滨工业大学材料学院与哈尔滨医科大学附属第二医院骨外科共同研究制备，用溶胶-凝胶(sol-gel)法制成纳米羟墓磷灰石粉粒(HA)［2］，然后将质量比按60%纳米HA+40%二氧化锆比例配制，纳米HA和二氧化锆粉体经充分研磨后得到纳米羟基磷灰石／二氧化锆复合粉体，采用热压低温烧结技术磨削制成3 mm×3 mm×5 mm长方体。将经过环氧乙烷灭菌的上述复合材料以1 g材料／5 ml介质的比例，放入生理盐水或小牛血中，37℃恒温箱中静置浸提72 h制备成HA／40%ZrO2浸提液，过滤除菌，4℃冰箱保存备用。
1.2 细胞毒性试验
1.2.1 实验方法
采用L929细胞(哈尔滨医科大学遗传实验室馈赠)经复苏、传代后，将细胞培养基配制1×104个／ml细胞悬液分注于96孔塑料培养皿中，每孔100 μl，每组每观察期至少8孔，细胞培养箱内培养24 h。然后弃去原培养基，用PBS洗涤2次，试验组加入100 μl小牛血清浸提液，阴性对照组加入100 μl小牛血清，阳性对照组加入64 g/L苯酚溶液，继续培养1、2 d和3 d。弃去培养皿中的浸提液和培养基，加入20 μl/孔的MTT液，继续培养6 h，吸去原液，加入150 μl／孔二甲亚砜，振荡10 min，在BECKMAN DU640紫外分光光度计以500 nm波长测定吸光度OD值，并计算细胞的相对增殖度(RGR)。RGR=(试验组OD值-空白OD值)／(阴性对照组OD值-空白OD值)
1.2.2 细胞毒性分级与判定
RGR≥100%评为0级；RGR在75%～99%之间评为I级；RGR在50%～74%之间评为II级；RGR在25%～49%之间评为Ⅲ级；RGR在1%～24%之间评为Ⅳ级；RGR为0时评为V级)。实验结果为1或0级反应为合格，实验结果为Ⅱ级反应时需结合细胞形态综合评价，实验结果为Ⅲ～V级反应为不合格。
1.3 急性全身毒性试验
1.3.1 动物分组及实验方法
将20只昆明小鼠(哈尔滨医科大学附属第二医院动物实验中心提供)，雌雄各半，体重（20±2.0） g，随机均分为实验组和对照组，实验组用生理盐水HA／40%ZrO2材料浸提液，对照组用生理盐水，均以50 ml／kg剂量通过小鼠腹腔注射，观察注射后24、48和72 h动物的一般状态、毒性表现。
1.3.2 结果评定
72 h内实验组反应小于对照组为符合要求；实验组中40%死亡，或60%出现明显毒性反应，或动物普遍出现进行性体重下降为不符合要求。
1.4 溶血试验
1.4.1 制备新鲜稀释血
经肘前静脉抽取健康人(8人，男性)静脉血4 ml，混入3.2%柠檬酸钠缓冲剂0.4 ml，加入生理盐水5 ml进行稀释即制备出新鲜稀释血。
1.4.2 实验分组及方法
实验组取HA／40%ZrO2浸提液10 ml，阴性对照组取9 g/L生理盐水10 ml，阳性对照组取蒸馏水10 ml，每组各取8个试管，将所有试管放入37℃恒温箱中水浴30 min，各试管内分别加入新鲜稀释血0.2 ml轻摇，37℃恒温保留60 min，3 000 r/min离心5 min，取上清液在紫外分光光度仪上测定545 nm处的光吸收度(A)。溶血率计算公式：溶血率=(实验组吸光度-阴性对照组吸光度)／(阳性对照组吸光度-阴性对照组吸光度)×100%
1.4.3 结果评定
溶血率
1.5 肌肉内种植实验
1.5.1 实验分组及方法
选用Wister大鼠40只(哈尔滨医科大学附属第二医院动物实验中心提供)，雌雄各半，体重（220±25） g，随机分为术后第7、15、30、90 d 4组，每组10只。将HA-40%ZrO2材料块环氧乙烷消毒后备用。常规麻醉消毒，在大鼠脊柱右侧1.0 cm处做切口，分离竖脊肌，于肌肉内植入HA／40%ZrO2材料块，缝合肌膜和皮肤。术后每日予以青霉素20万U肌注，连续3 d，于术后第7、15、30、90 d取材。
1.5.2 观察指标
大体观察：观察术后大鼠饮食、活动、切口反应；肉眼下观察有无材料外露，材料表面的包膜形成情况、有无红肿等。病理学观察：术后各时相点连同材料、包膜和样品周围0.5～1.0 cm厚的肌肉共同取出，常规HE染色，每个标本取3张切片。在光学显微镜下观察材料周围包膜形成情况和组织反应情况。
1.6 统计学处理
应用SPSS 11.0统计软件对实验数据进行统计分析，计量资料两组间均数比较采用t检验，多组间均数比较采用单因素方差分析。
2 结果
2.1 细胞毒性试验
HA／40%ZrO2试验组及阴性对照组，随着培养时间延长，OD值均有增加，阳性组OD值无增加，空白组OD值为0.041。实验组与阴性对照组同一时间组间比较差异无显著性(P>0.05)，与阳性对照组比较差异有显著性(P
2.2 急性全身毒性实验
实验小鼠均无死亡、进食正常，无惊厥、呼吸抑制、腹泻、运动减少和体重下降等不良反应，评价属无毒级。组间小鼠体重增加量比较差异无显著性(P>0.05)，小鼠体重增加量见表2。表1 细胞毒性实验各组OD值，RGR和细胞毒性分级分组培养24 hOD值RGR（略）
2.3 溶血实验
HA／40%ZrO2浸提液组吸光度为0.040±0.003，阴性对照组吸光度为0.009±0.001，阳性对照组吸光度为0.988±0.031，根据溶血率公式计算HA-40%ZrO2材料浸提液的溶血率为3.17%，溶血率
2.4 肌肉内植入实验
2.4.1 大体观察
各组实验动物术后当天开始进食且活动正常，创口无明显出血、渗出，术后5 d创口愈合良好。未见皮肤破溃、植入物外露等现象。将包绕HA-40%ZrO2材料的组织切开，术后第7、15 d时无明显包膜形成，第30、90 d时可见包膜组织，包膜随时间延长逐渐变薄。表2 急性全身毒性实验体重变化情况（略）
2.4.2 组织病理学检查
材料植入大鼠竖脊肌植入后7 d，试样周围可见以嗜中性粒细胞浸润为主的炎性反应，可见吞噬细胞，无囊壁形成（图1）；植入15 d后试样周围有少量嗜中性粒细胞、淋巴细胞浸润和巨细胞；试样周围可见小血管与纤维母细胞增生，开始形成疏松囊壁（图2）；植入30 d后，试样周围可见少量淋巴细胞，试样周围可见纤维母细胞与胶原纤维，并已形成纤维囊腔结构（图3）；植入90 d后试样周围未见或仅见极少量淋巴细胞，纤维化囊壁致密，壁的厚度比形成初期要薄（图4）。
3 讨论
生物陶瓷是目前骨组织工程常用的支架材料，常用的是以羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)粉料为原料［2］，经高温烧结即得到的生物羟基磷灰石陶瓷，由于其粒径较大，气孔大，其脆性及弹性模量较大，影响了在生物医学领域的应用［3］。纳米生物复合材料是将纳米微粒与其他材料复合制成各种复合材料从而获得许多优良特征［4］。氧化锆(ZrO2)具有良好的耐磨性、抗生理腐蚀性和好的生物相容性，而且其强度、断裂韧性指标也高于其他所有的生物陶瓷材料，作为第二相颗粒加入到HA涂层中可以显著提高涂层材料的力学性能 ［5］。目前国内外已制备出含有(10%～70%)ZrO2的纳米羟基磷灰石复合材料［6］，其强度和韧性等综合性能可达到甚至超过致密骨骼的相应性能［7、8］。其ZrO2含量越高其力学性能提高越明显，但由于金属离子效应，吸附在材料表面的组织生物分子的化学组成将会发生相应的变化。为探索在力学性能和组织相容性上达到平衡，由哈尔滨工业大学材料学院与哈尔滨医科大学附属第二医院骨外科共同研究制备成HA／40%ZrO2，其在强度、硬度和韧性上都得到显著提高。
当生物材料植入人体后，材料周围组织(组织细胞，水，离子和生物分子及其他物质的体液)的组成是非常复杂的，表现的形式也多种多样。组织相容性是指材料与活体组织之间相互容纳的程度，即材料的植入或接触对组织的组成，形态结构和功能的影响［9］。目前，人们对生物材料与骨的相容性研究主要包括三部分：(1)用体外细胞培养法研究其细胞相容性；(2)用体内种植实验研究其组织相容性；(3)临床研究其组织相容性。
本实验测定HAp2ZrO2复合陶瓷的生物学性能首先采用体外细胞毒性实验，选用的四唑盐(MMT)法是一种国际标准检测细胞存活和生长的方法，其原理是活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源的MTT还原为难溶性的蓝紫色结晶物(Formazan)并沉积在活细胞中，而死亡细胞对MTT不起作用，因此死亡细胞不会被染色。由于MTT结晶物形成量与细胞数呈正比，OD值就能间接反映活细胞数量。通过计算出不同浓度试验材料浸提液作用下的细胞增殖度，可以对该材料的细胞毒性作用作出可靠的定量评价。结果显示24 h、48 h后的各组HA／40%ZrO浸提液细胞毒性分级均为0级，72 h后的各组HA／40%ZrO2浸提液细胞毒性分级0或1级别，且与阴性对照组相比无明显差异，由此说明HA／40%ZrO2无细胞毒性作用。
体内植入试验可从宏观和微观水平来评价组织工程支架材料对组织的局部反应，包括早期的炎症反应和随后的纤维增生反应。通过体内植入试验结果可见，材料在大鼠肌肉内埋植后，均未出现任何坏死、纤维化、异位骨化和囊性改变。镜下可见在早期(7 d)出现以嗜中性粒细胞浸润为主的急性非特异性炎症反应，多由于手术创伤、继发性微生物侵入引起的细菌性炎症或者植入物抑制局部的免疫应答能力而产生急性炎症反应。植入15 d后，材料周围嗜中性粒细胞减少，可见淋巴细胞、巨细胞，转入慢性无菌性炎症表现，并可见纤维母细胞与胶原纤维，开始形成疏松囊壁。植入30 d后，炎症反应明显减轻并伴有纤维增生反应，植入90 d后，炎症反应基本消失，纤维化囊壁致密且较初期薄。说明材料对正常组织已无刺激作用。符合植入物正常病理变化及评定标准［10］，说明HA／40%ZrO2与周围组织有良好的相容性。
在临床方面研究其组织相容性，采用的全身急性毒性试验和溶血试验，根据结果提示由于HA和ZrO2为惰性材料，其在生物体内化学性质稳定，无组成元素溶出，因此不会因材料可溶性残余分子的化学作用导致生物体急性反应及溶血作用，说明HA／40%ZrO2无全身急性毒性及溶血反应。
本实验表明纳米羟基磷灰石-40%二氧化锆生物陶瓷材料具有良好的组织相容性，考虑到其力学性质的优越性，其作为骨组织工程增韧材料、关节和口腔修复材料具有广阔的临床应用前景。在临床应用之前，该纳米生物材料还需进一步研究遗传毒性及长期植入试验，观察长期植入生物体内后复合材料的化学、力学稳定性及材料微小颗粒溶解情况，为临床应用奠定基础。
参考文献
［1］Gonzalez P， Serra J，Liste S，et al.New biomorphic Sic ceramics coated with bioactive glass for biomedical application［J］.Biomaterials，2003，26:4827-4832.
［2］丁金勇，靳安民.生物支架材料在骨组织工程中的研究进展［J］.中国矫形外科杂志，2006，1：56-58.
［3］唐佩福，姚琦，黄鹏.碳酸化羟基磷灰石骨水泥的开发与多孔化研究［J］.中国矫形外科杂志，2008，2：124-126.
［4］Sellinger A， Weiss PM， Brinker CJ，et al.Continuous self-assembly of organic-inorganic nanocomposite coatings that minic nacre［J］.Nature， 1998，394:256-259.
［5］肖秀峰，刘榕芳，郑炀曾.羟基磷灰石／氧化锆复合涂层热稳定性和结合强度的研究［J］.无机化学学报，2005，7：965-970.
［6］王竹菊，韩文波，陶树青.纳米生物陶瓷材料面对骨科应用中强度和韧性的挑战［J］.中国组织工程研究与临床康复，2007，1：160-163.
［7］Kim TK， Kim AY， Choi BI. Hepatocaelluar carcinoma:harmonic ultrasound and contrast agent［J］.Abdom Imaging， 2002，2:129-138.
［8］Nayak Y，Rana RP， Pratihar SK，et al.Pressureless sintering of dense hydroxyapatite-zirconia composites［J］. Mater Sci Mater Med， 2008，6:2437-2444.
