Структурные изменения в образцах гидроксилапатита с различным содержанием примесей при отжиге в заданном интервале температур
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ров в реакторе при непрерывном перемешивании получаемой смеси. Время смешивания 1мин, рН равно 12, температура синтеза 21оС.
б)На втором этапе полученный маточный раствор с осадком замораживали при - 23оС в морозильной камере. Процедура замораживания необходима для отделения осадка от раствора.
в)На данном этапе твердый осадок размораживали. Время размораживания составляло около 4 часов. После полного размораживания воду аккуратно сливали, остатки воды удаляли фильтровальной бумагой. Температуру внутри стакана поддерживали вблизи 1оС.
г)После удаления воды влажный осадок вновь замораживали и выдерживали при - 23оС в морозильной камере в течение 1-3 недель. Это позволило удалить остатки воды путем возгонки льда при низкой температуре (лиофильная сушка).
д)В результате получали сухой, рассыпчатый порошок.
Для исследования особенностей состава и структуры АФК на ранних стадиях кристаллизации раствор, полученный на стадии a), был разделен на несколько частей. Первая порция была помещена в морозильную камеру примерно через 2 минуты после начала синтеза. Остальные порции замораживались с интервалом в 2 часа. Последняя порция в этом ряду содержала осадок через 16 часов после начала синтеза. Для сравнения результатов с полученным при синтезе кристаллическим ГА (подраздел 2.1), часть раствора оставляли в закрытой емкости для созревания в течение месяца. Порошки из всех частей получали в соответствии с пунктами а) - д).
.3 Методы исследования
Рентгеноструктурный анализ
Исследования проводили с помощью дифрактометра ДРОН-2.0 в режиме съемки образца на отражение с фокусировкой пучка по методу Брегга-Брентано. Использовали медное Ka излучение со средней длиной волны l=1,54 Е. Kb излучение отфильтровывали при помощи Ni фильтра. Ускоряющее напряжение 30 кВ, ток трубки 10 мА. Использовали щели первичного пучка 0.5 мм, отраженного - 0,25 мм и щели Соллера с расходимостью 0,25о. Углы дифракции 2? измеряли в интервале 4-70о в зависимости от поставленной задачи. Для определения фазового состава образцов расчета параметров кристаллической решетки использовали непрерывный режим съемки; при этом скорости составляли 1/4о/мин и 1/32о/мин, соответственно. Исследование профилей дифракционных линий проводили в дискретном режиме регистрации дифракционной картины с шагом 0.01о 2? и экспозицией 10сек. Для коррекции смещения нуля дифрактометра образцы снимали с внутренним стандартом, в качестве которого использовали химически чистый Al (99,99%).
Контрольные дифрактограммы получали в Германии (университеты Бохума и Дуйсбург-Эссена) на рентгеновском аппарате Bruker AXS D8 Advance (Siemens, Germany) в режиме съемки образца на отражение (фокусировка пучка по Бреггу-Брентано). Использовали графитовый монохроматор (медное Ka1 излучение с длиной волны l=1,5056 Е). Ускоряющее напряжение 40 кВ, ток трубки 30 мА. Диапазон углов дифракции 20-70о. Съемку проводили в непрерывном режиме с шагом 0,0143о и временем экспозиции 2 сек.
ИK-спектроскопия
Инфракрасные спектры образцов снимали на спектрометре SPECORD 75IR (Germany) в интервале волновых чисел 400-4000 см-1 в режиме просвечивания. Образцы готовили путем прессования смеси 1 мг исследуемого порошка и 100 мг порошка KBr (давление 1.6 ГПа в течение 1 мин). В качестве эталона при записи спектров использовали полистирол с характеристическими полосами поглощения 1602 и 3028 см-1. Разрешение спектрометра 4 см-1. Полученные ИК - спектры сравнивали со стандартными [88-92].
Отжиг образцов
Образцы отжигали в муфельной электропечи СУОЛ-044/12-М2-У4.2 с высокоточным регулятором температуры ВРТ-2, позволяющим контролировать нагрев образцов и заданную температуру с точностью 0,5о. Максимальная температура отжига образцов 1250oC. Скорость нагрева 5о/мин.
Спекание образцов
Из полученных порошков готовили прессовки путем прессования в стальной пресс-форме под давлением 100 МПа. Они имели циллиндрическую форму диаметром 7 мм и высотой 4 мм. Прессовки отжигали в воздухе в интервале температур от 600 до 1200оС в течение часа при каждой заданной температуре.
Дериватография
Исследования потери массы образцов в процессе нагрева (термогравиметрия, ТГ) и дифференциальный термический анализ (ДТА) проводили на дериватографе Q-DERIVATOGRAPH (Hungary). Порошок в количестве 0,5 г помещали в корундовый тигель. В качестве эталона использовали керамику ГА, спеченную при 1150оС. Образцы нагревали от комнатной температуры до 1000оС при скорости нагрева 5 о/мин.
Масс-спектрометрия
Десорбцию газов из порошков в процессе нагрева исследовали с помощью масс-спектрометра МХ-7304. Диапазон массовых чисел 1-200, порог чувствительности по Ar - 10-9 Па, наибольшее рабочее давление в камере масс-спектрометра 10-3 Па. Образец помещали в ампулу из нержавеющей стали, один конец которой был связан с системой напуска СНА-2. Образцы нагревали со скоростью 5 о/мин.
Растровая электронная микроскопия
Морфологические особенности частиц порошка и сколов керамики изучали на сканирующем электронном микроскопе LEO 1530 Gemini SEM (Germany). Для обеспечения стока электронов с поверхности, на образцы напыляли тонкую пленку золота с палладием. Наибольшее увеличение 200000.
Рентгеновский фазовый анализ
Качественный рентгеновский фазовый анализ выполняли путем сравнения дифрактограмм исследуемого образца со стандартными из международной базы данных рентгеновской дифракции порошковых образцов ICDD [93]. Для идентификации чистых фаз использовали стандарты: ГА - PDF № 9-432, b-ТКФ - № 9-169, a-ТКФ - №9-348.