Способ изготовления керамики
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИКИ , включающий приготовление шликера на основе оксида алюминия с добавкой окснда иттрия, отливку изделий и обжиг . Отличающийся тем, что, с целью повышения адгезии керамики к тканям реципиента, шликер готовят путем введения в оксид алюминия с добавкой оксида магния водной суспензии глины и оксида иттрия в количестве 0,5-3,0% от массы оксида алюминия, причем соотношение оксид иттрия:глина составляет
OQ (19
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
РЕСПУБЛИН
З(др С 04 В 35/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
I
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ) ::
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3351833/29-33 (22) 06.11.81 (46) 07.05.84. Вюл. Р 17 (72) А. П. Вакалкин, Н. Л. Пьяных, И.И. Кабакова, E.Á. Скородумова, В.С. Праске, E.Ï. Третьяк, Э.В. Дег тярева, А.A. Корж, Г.Х. Грунтовский, A.Ã. Голухова и И.Б. -Тимченко (71) Украинский научно-исследовательский институт огнеупоров (53) 666.762(088.8) (56) 1. Кайнарский И. С. и др. Корундовая керамика Кодор. — Новые неорганические материалы.,Вып.3. N., ОНТИ, НИТС, 1976, с.393, 394 °
2. Патент Японии В, 51-39654, кл. 20(3)С 129, опублик. 1976. (54) .(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИКИ, включающий приготовление шликера на основе оксида алюминия с добавкой оксида иттрия, отливку изделий и обжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения адгезии керамики к тканям реципиента, шликер го» товят путем введения в оксид алюминия с добавкой оксида магния водной
-суспеизии глины и оксида иттрия в количестве 0,5-3,0% от массы оксида алюминия, причем соотношение оксид иттрия:глина составляет (1:30) (5:30) .
1090677
Изобретение относится к технологии изготовления керамических изделий и может быть-использовано для получения прочной керамики с высокой ударной вязкостью для применения ее в качестве имплантатов в организм челове- 5 ка.
Известен способ изготовления керамики путем приготовления шликера из. оксида алюминия с добавкой оксида магния, отливка из него в гипсовые 10 формы иэделий и их последующий обжиг (1), Однако скорость набора черепка (0,5-0,8 мм/мин) приводит к образованию раэноплотности в отливках и к $5 невысоким значениям ударной вязкости керамики после обжига. Изготовленные имплантаты отторгаются тканями реципиента вследствие их невысокой адгезии к тканям, Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является способ получения керамики водным шликерным литьем. В:состав шликера входит оксид алюминия с добавкой оксида иттрия (2). 25
Известный способ позволяет 0олучить прочную керамику с высокой ударной вязкостью, однако адгезия ее к тканям реципиента является недостаточно высокой.
Цель изобретения — повышение адгеэии керамики к тканям реципиента.
Укаэанная цель достигается эа счет того, что по способу изготовления керамики, включающему приготовление 35 шликера на основе оксида алюминия с добавкой оксида иттрия, отливку изделий и обжиг, шликер готовят путем введения в оксид алюминия с добавкой оксида магния водной суспензии глины 40 и оксида иттрия в количестве 0,5-3,03 от массы оксида алюминия, причем соотношение оксид иттрия:глина составляет (1:38) — (5: 30) .
При этом, отливку. изделий в гипсо-45 вые формы ведут со скоростью набора черепка. 0,1-0,3 мм/мин.
Изменение количества.шликера оксида иттрия в глине более 3,0 мас.Ъ и менее 0,5 мас.Ъ приводит к ухудшению качества отливок из-за снижения их плотности.
Выбранные пределы скорости набора черепка от 0,1-0,3 мм/мин обеспечивают равномерную плотность отливок при данном количественном соотношении»» компонентов шликера.
Изготовление изделий по предлагаемому способу осуществляли на Опытном заводе Укрниио и в лабораторных условиях. Были изготовлены различные ви- 60 ды имплантатов (штифты, стержни, эндопротезы) .
Пример 1. Из глубокоочищенного с добавкой окиси магния глинозема готовят шликер с добавлением водной суспензии У О в глине с соотно- шением 5:30 в количестве 0,5 мас.Ъ от массы глинозема. Отливку изделий в гипсовые формы вели со скоростью набора черепка 0,1-0,3 мм/мин.
Изделия обжигали при 1750 С и выдержке б ч.
Пример 2. Из глубокоочищенного с добавкой окиси магния глинозема готовят шлнкер с добавлением водной суспенэии У20 в глине с соотношением 3:30 в количестве 0,5 мас.В от массы глинозема. Отливку изделий в гипсовые формы вели со скоростью набора черепка 0,1-0,3 мм/мин. Изделия обжигали при 1750 С и выдержке бч.
Пример 3. Из глубокоочищенного с добавкой окиси магния глинозема готовят шликер с добавлением водной суспензии У О> в глине е соотношением 3:30 в количестве 1,5 мас.В от массы глинозема. Отливку иэделий в гипсовые формы вели со скоростью набора черепка 0,1-0,3 мм/мин. Изделия обжигали при 1750 С и выдержке б ч.
Пример 4. Иэ глубокоочищенного с добавкой окиси магния глинозема готовят шликер с добавлением водной суспенэии У О; в глине с соотношением 1:30 в количестве 3, О мас.Ъ от массы глиноэема. Отливку изделий в гипсовые формы веля со скоростью набора черепка 0,1-0,3 мм/мин. Иэделия обжигали при 1750 С и выдержке 6 ч °
Пример 5. Иэ глубокоочищенного глинозема с добавкой окиси магния готовят шликер с добавлением водной суспензии У О в глине с соотношением 1:30 в количестве 0,3 мас.В от массы глинозема. Отливку иэделий в гипсовые формы вели со скоростью набора черепка 0,1-0,3 мм/мин. Изделия обжигали при 1750 С и выдержке
6 ч.
Пример 6. Иэ глубокоочищенного с добавкой окиси магния глинозема готовят шликер с добавлением водной суспензия У О в глинистом веществе с соотношением 5:30 в количестве .3,5 мас.В от массы глинозема.
Отливку иэделий вели в гипсовые формы со скоростью набора черепка 0,10,3 мм/мин. Изделия обжигали при
1750 С и выдержке б ч. о
Пример 7. Из глубокоочищенного с добавкой окиси магния глинозема готовят шликер. Отливку изделий в гипсовые формы ведут со скоростью
0,5-0,8 мм/мин и обжигают при 1750 С.
Показатели свойств изделий, полученных по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице.
1090677
По известному способу
Состав 1
А1203 95а
УгОЭ
95 5
75 .25
4,2 5-6 к =275 мкм
290
Состав 2
А1 О 75
У203 25%
3,9; 5-6
b =275 мкм и
265
По предлагаемому способу
Состав 3
А1 Оэ 99, 4%
М9О 0 ° 1% шлинкер У20э в глине (5а 30) О, 5% от массы
А120 э
4,6 2
Ь, =115 мкм
99,4 0,014 0,46
310
Состав 4
А12оэ 99,м
Mg0 0,1% >HKeÐ У2 03 в глине (3: 30) 3, ОЪ .от массы
А12 ОЭ
4 6 3
99,4 0 015 0,45
310
Состав 5
А1 0 98,4Ъ
М б 0, 14 суспензия
У2ОЭ в глине (1 30)
),5% от массы A120Ь
4,6 2
Д„=100 мкм
98,4 0,05 1,45
300
Запредельные; количества
Но составу 3 при соотноше- . нии У20эгглина
1:20
4,1
5-6 °
297
4,2 5-6
7:30
283
П P и м е ч а н н е: Степень адгезии оценивалась по количеству образовавшихся рядов фибробластов в соединительной капсуле вокруг керамики;(„ - толщина капсула.
1090677
Составитель Н.Соболева
Техред В.Далекорей Корректор A.Hëbèí
Редактор Н.Егорова
Заказ 3004/21 Тираж 606 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035,.Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал НПП Патент-, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4
Из таблицы видно, что степень адгеэии с тканями реципиента выше в 23 раза для керамики, полученной по предлагаемому способу, по сравнению с известным, при сохранении высокой прочности и ударной вязкости.
Ло предлагаемой технологии предполагается изготовление различных видов имплантатов для применения в ортопедии и травматологии. Кроме того, предлагаемый способ может быть использован для изготовления керамических колец для волочения микропроволоки, к которым предъявляются высокие требования по величине ударной вязкости.
Обций объем внедрения составит
3000 изделий в год, в том числе
1000 имплантатов и 2000 колец для волочения микропроволоки.
Социальная значимость от иэготов5 ления костных имплантатов по предлагаемому способу заключается в повышении эффективности лечения больных и в более раннем их возращении к активной трудовой деятельности.
Экономическая эффективность от . внедрения предлагаемого метода при изготовлении колец для волочения микропроволоки составит 60 тыс.руб. 5 в год.
