碳纤维增强BT-HA复合材料的制备与性能

目前,人工骨由于力学性能不佳在应用上受到极大的限制,因此,如何在保证人工骨具有压电性能和生物性能的前提下提高其力学性能成为了研究热点。本文以钛酸钡-羟基磷灰石(BT-HA)复合材料为基体,质量分数为5%的碳纤维(C_(f))作为增强体,利用传统固相烧结法制备了C_(f)/BT-HA复合材料,目的是在保证电学性能不变的前提下提高复合材料的力学性能。结果表明,BT-HA复合材料中加入C_(f)后,电学性能基本保持不变,力学性能得到了很大的提升。样品具有较好的铁电性,压电常数d;为37 pC/N,居里温度为170℃,高于人工骨的使用温度。抗弯强度达到121.7 MPa,硬度达到3.56 GPa,均增大到未加C_(f)样品的3倍,断裂韧性增加了1倍,达到1.21 MPa·m^(1/2)。C_(f)/BT-HA复合材料没有细胞毒性且骨诱导性良好,有望应用于骨替代材料领域。