可打印硼硅酸盐玻璃陶瓷浆料的制备及其流变性能研究

通过讨论粉末粒径、分散剂、固含量、粘结剂、增塑剂对陶瓷浆料流变性能及打印效果的影响规律,研究了高浓度、良好分散的可打印硼硅酸盐玻璃陶瓷浆料的制备方法,并采用3D打印直写技术实现了硼硅酸盐玻璃陶瓷基板的成型。研究结果表明:当分散剂为质量分数3%,粘结剂为质量分数4%,增塑剂与粘结剂质量比为0. 4,固含量为质量分数46%时,浆料可打印性较好,粘度约为2660 mPa·s。采用所制备浆料打印的基板表面平整,经过烧结后内部结构致密,相对介电常数为5. 4,介电损耗为0. 0017,满足电路基板的使用需求。

CaO含量对镧硼硅酸盐玻璃陶瓷晶相和化学稳定性的影响

采用熔融冷却法制备了Na_(2)O-CaO-La_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃,经热处理获得了硅酸盐氧基磷灰石硼硅酸盐玻璃陶瓷,并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、产品一致性试验(PCT)法等方法探究了CaO取代SiO_(2)对该硼硅酸盐玻璃陶瓷物相、微观结构和化学稳定性的影响规律。结果显示:随着CaO含量增加,硅酸盐氧基磷灰石晶相衍射峰增强,其他晶相的衍射峰减弱直至消失,当CaO摩尔分数为15%时获得只含CaLa_(4)(SiO_(4))_(3)O晶相的玻璃陶瓷样品;CaO含量会对玻璃陶瓷的晶相种类和晶体形状、大小、分布产生影响,CaO含量变化会造成陶瓷相晶体发生团簇和长大;采用PCT法浸泡28 d后,所有样品关于Si、Ca、La三种元素的归一化浸出率(g·m^(-2)·d^(-1))均保持在10^(-3)数量级以下,表明其具有优异的化学稳定性,且CaO摩尔分数为15%的玻璃陶瓷样品化学稳定性最优异。研究结果表明,硅酸盐氧基磷灰石硼硅酸盐玻璃陶瓷是固化富La和某些锕系元素高放废物的潜在基材。

掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷骨水泥的制备与性能表征

骨肉瘤是一种常见的恶性骨肿瘤,常通过手术切除进行治疗。但术后造成的骨缺损难以自愈,残余肿瘤细胞还会增加复发可能性。本研究开发了一种用于修复骨缺损和协同治疗骨肉瘤的掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷骨水泥。首先通过溶胶–凝胶法结合固态反应制备了可作为光热剂和药物载体的掺钕介孔硼硅酸盐生物活性玻璃陶瓷微球(MBGC-xNd),然后将微球与海藻酸钠(SA)溶液混合制备了可同时进行光热治疗和化学治疗的可注射骨水泥(MBGC-xNd/SA)。结果表明掺Nd^(3+)赋予微球可控的光热性能,负载阿霉素(DOX)的微球显示出持续的药物释放行为。此外,载药骨水泥的药物释放量随着温度的升高而显著增加,说明光热疗法产生的热量可促进DOX释放。体外细胞实验结果表明,MBGC-xNd/SA具有良好的促成骨活性,并且光热–化学联合疗法对MG-63骨肉瘤细胞起到了更显著的杀伤作用,表现出协同效应。因此,MBGC-xNd/SA作为一种新颖的多功能骨修复材料,在骨肉瘤的术后治疗方面具有良好的应用前景。

CaO-ZrO_2-TiO_2-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃陶瓷的制备及化学稳定性研究

玻璃陶瓷是固化处理中、高放废物和α废物较为理想的候选材料之一。研究了特定条件下制备的CaO-ZrO2-TiO2-Al2O3-B2O3-SiO2体系玻璃陶瓷在水淬和空气中自然冷却的两种冷却制度对其结晶行为和显微结构的影响,用粉末浸泡实验方法测试了其化学稳定性。结果表明:自然冷却形成的玻璃陶瓷晶相主要是ZrSiO4和ZrTiO4;在25～70℃范围内,温度对玻璃陶瓷浸出率无明显影响,90℃下浸出率比25℃,40℃,70℃的浸出率高一个数量级;7 d元素总的归一化浸出为1.87 g/m2。

高放废液硼硅酸盐玻璃固化配方研究进展

硼硅酸盐玻璃具有包容率高、熔制温度合理、对废液组分变化适应性强、抗辐射、化学稳定性好等优点,是目前工业应用最广泛的高放废液固化玻璃基质。本文综述了硼硅酸盐玻璃固化高放射性元素的机理、高放废液硼硅酸盐玻璃固化体的关键产品性能、工艺性能和经济性指标的相关研究进展,以及硼硅酸盐玻璃固化体的工程化应用情况。根据国内硼硅酸盐玻璃固化体的研究现状,未来仍需开展系统的硼硅酸盐玻璃配方研究,建立配方设计模型以适应不同类型高放废液的固化需求;同时需开展玻璃固化体的腐蚀机理研究和长期化学稳定性评估,以制定并完善玻璃固化体评估标准。