薛 明等：磷灰石一硅灰石多孔玻璃陶瓷的制备与晶相结构研究 磷灰石一硅灰石多孑Ｌ玻璃陶瓷的制备与晶相结构研究 薛 明 ，周大利 ，曹巨辉 ，汪宏涛 ，杨为中 （１．后勤工程学院营房管理与环境工程系，重庆４０００４１； ２．四川大学材料科学与工程学院，四川成都６１Ｏ０６４） 摘 要： 采用溶胶一凝胶法制备磷灰石一硅灰石（Ａｗ） 具有制备条件缓和易控，制备出的材料表面活性大，孔 生物活性玻璃陶瓷纳米前驱体粉末，前驱体粉末经热 隙分布均匀、相互贯通，孔隙率高【７ 等，这些优点将有 处理后，采用有机泡沫浸渍成型，烧结制备了多孔ＡＷ 利于组织与材料的相互作用，可大大提高骨修复效果。 生物活性玻璃陶瓷。通过差热和热重分析、Ｘ射线衍 研究发现，溶胶一凝胶法制备材料的过程中，各种控制 射分析、红外图谱分析、扫描电镜、透射电镜等分析测 因素对其性能影响较大，尤其是煅烧温度对材料的最 试方法，对ＡＷ前驱体粉末的微观结构，及其在煅烧 终晶相结构有着较大的影响。因此，本文着重研究了 过程中的晶相转变进行了研究，确定了制备纳米级 溶胶一凝胶法制备纳米级Ａｗ生物活性玻璃陶瓷前驱 Ａｗ前驱体粉的最佳工艺条件，推测出微晶玻璃体中 体粉的工艺技术，对粉体特性进行了表征。研究了材 各晶相的析出温度，确定了溶胶一凝胶法制备多孔ＡＷ 料在煅烧过程中的晶相转变，推测出微晶玻璃体中各 玻璃陶瓷的煅烧工艺，体外模拟体液浸泡实验表明材 晶相的析出温度，确定了多孔ＡＷ生物活性玻璃陶瓷 料具有较高的矿化功能和生物活性。 的最佳煅烧工艺。此外，采用体外模拟体液浸泡实验 关键词：磷灰石一硅灰石；多孔玻璃陶瓷；晶相结构； 检验材料的矿化功能，以期得到具有较高生物活性的 生物活性 多孔玻璃陶瓷材料。 中图分类号：Ｒ３１８；ＴＢ３３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—９７３１（２００９）０１—００９７—０４ ２ 实 验 １ 引 言 ２．１材料的制备 ＡＷ生物玻璃陶瓷的制备按化学组成（质量分 磷灰石一硅灰石（ＡＷ）玻璃陶瓷具有良好的生物相 数，ｏＡ）：ＭｇＯ ４．６ ，ＣａＯ ４４．９ ，Ｓｉ０２ ３４．２％， 容性，一定的骨传导特性和降解性［１ ］，其颗粒、致密 Ｐ。０ １６．３ ，ＣａＦ。０．５ ９／６进行配方Ｄ］。反应原料为分 或多孔的块体，在骨科修复中已有了初步的应用，如： 析纯的正硅酸乙酯（ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ，ＴＥＯＳ）、磷酸 人工椎骨或椎间盘、人造垫片、填充材料［３ 等。目 三乙酯（ｔｒｉｅｔｈｙｌｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ＴＥＰ），四水钙［℃ａ 前，该材料的制备和性能还远不能满足临床的广泛应 （ＮＯ。）２・４Ｈ２０３，六水镁［Ｍｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ Ｏ］， 用，还需要进一步加强相关的研究工作。 氟化氢氨（ＮＨ ＨＦ。），有机添加剂，聚氨酯泡沫。按图 多孔Ａｗ玻璃陶瓷大多采用传统的高温熔制 １流程制备多孔Ａｗ玻璃陶瓷样品，其孔隙率和孔径 法［３“］和添加物造孔来制备，本文采用溶胶一凝胶法并 大小可根据有机泡沫体的性状来控制［８］。 结合有机泡沫浸渍工艺制备该材料，与前者相比，此法 Ｆｉｇ ｌ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡＷ ｐｏｒｏｕｓ ｇｌａｓｓ—ｃｅｒａｍｉｃ ２．２体外模拟浸泡实验 ｉｄ，ＳＢＦ）。将样品依次在去离子水和乙醇中各超声清 根据文献［９３配制模拟体液（ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｏｄｙ ｆｌｕ一 洗３０ｍｉｎ，取出于１２０￣Ｃ下烘干，按样品的质量和ＳＢＦ ＊基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０６７２１２９）；教育部博士点基金（２００６０６１００２４）；重庆市科技攻关重点项目 （ＣＳＴＣ２００７ＡＢ７０ｌ４） 收到初稿日期：２００８—０６—３０ 收到修改稿日期：２００８—０８—２８ 通讯作者：周大利 作者简介：薛明 （１９８３一），女，河南扶沟人，助教，硕士，主要从事无机复合材料研究。 ９８ 助 的体积比为０．１５ｇ／３０ｍｌ的比例，将样品置于３６．５℃ 的ＳＢＦ中浸泡２、４ｄ，并且每２４ｈ更换ＳＢＦ一次。 ３结果及讨论 ３．１ 溶胶一凝胶制备纳米ＡＷ前驱体粉 ３．１．１ 溶胶一凝胶制备的优化条件 溶胶一凝胶制备过程中，体系的温度、浓度和ｐＨ 对凝胶的特性和胶凝时间有着重要的影响，通过研究 影响溶胶一凝胶形成的主要因素，确定制备透明均匀凝 胶的优化工艺参数：溶质相ＴＥＯＳ与溶剂相Ｈ ｚ０的摩 尔比为１：８，体系溶剂Ｃ。Ｈ。ＯＨ／Ｈ。Ｏ的配比为１： ２，温度在２５℃左右，ｐＨ值为０．９８～１．５Ｏ，可得到清澈 透明稳定均匀的凝胶，且胶凝时间较易控制。 ３．１．２凝胶的陈化及干燥 “湿”凝胶在２５℃陈化２４ｈ，陈化后的湿凝胶，先放 人超低温冰箱中在一８Ｏ℃下冷冻１２ｈ，再放人真空冷 冻干燥机中，按照一定的升温速率，干燥５ｄ，温度达 ３Ｏ℃，最终除去液相得到干凝胶。可得到团聚少、分散 均匀的纳米ＡＷ凝胶粉，见图２，粉体粒度大约为４Ｏ～ ５０ｎｍ Ｆｉｇ ２ ＴＥＭ ｉｍａｇｅ ｓｈｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ＡＷ ｇｅｌ ｐｏｗｄｅｒｓ ３．１．３凝胶的热处理 ‘ 图３是干凝胶的热重／差热分析曲线。从图中可 以看出，热处理过程大致存在以下主要反应：８Ｏ～ １Ｏ０℃为ＨｚＯ和乙醇的逸出；２２０℃左右为乙醇的分 解；３３５℃左右为ＴＥＯＳ中（一０Ｃ。Ｈ ）基团及ＴＥＰ中 的乙氧基团的氧化分解；４８０￣Ｃ左右为钙的分解。 此外，结合图５所示不同温度下烧成样品的ＸＲＤ图谱 分析，推测出５６２℃左右为磷酸二氢钙（ＭＣＰ）的分解； ６００℃左右为磷离子脱去残余的羟基并与ＭＣＰ的分 解产物化合形成羟基磷灰石；７８０￣Ｃ左右可能为羟基磷 灰石脱水；９７０℃左右为水解生成的聚合硅酸网状结构 破坏，形成方石英晶相［１。。；１１２０℃左右为硅灰石相形 成。 图４分别为干凝胶在６００和８００℃热处理ｌｈ样品 的透射电镜照片，从图中可见，６ｏ０￣Ｃ下煅烧的样品粉 体粒径在５０～７０ｎｍ，颗粒间有团聚现象，而８００℃煅 烧的样品粉体粒径在４Ｏ～１００ｎｍ，表面光洁，预示分散 财 抖 ２００９年第ｌ期（４ｏ）卷 性较好。可见随着温度的升高，粉体粒径逐渐增大，其 中从干凝胶到６００℃之间，粒径变化不太明显（图２和 图４（ａ）对比），而从６００～８００℃，粒径变化较大，这是 因为在６００℃之前，热处理主要经历大量失重的过程， 凝胶粉中的有机物残留物逐项分解逸出及部分化合物 发生分解，且热处理温度较低，小晶粒烧结长大现象不 明显；在６００～８００℃的范围内，有磷灰石晶相生成（见 图５），同时热处理温度较高，因此存在小晶粒烧结长 大的现象。而８００℃之后，失重变化不明显。因此，要 消除凝胶内部气孔、残留水分和有机物，并获得分散性 好、颗粒细的前驱体粉，从而利于后续有机泡沫注浆， 避免多孑Ｌ陶瓷胚体在烧结过程中开裂，需通过８００＂（２ 左右的煅烧。所以确定８００℃为ＡＷ前驱体粉的最佳 煅烧温度。 图３ ＡＷ干凝胶粉的热重及差热曲线 Ｆｉｇ ３ Ｔｈｅ ＴＧ—ＤＴＡ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ＡＷ ｄｒｙ ｇｅｌ ｐｏｗｄｅｒ 的透射电镜照片 Ｆｉｇ ４ ＴＥＭ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｐｏｗｄｅｒｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｆｏｒｍ ＡＷ ｄｒｙ ｇｅｌ ｈｅａｔｅｄ ｆｏｒ ｌ ｈ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ３．２ 多孔玻璃陶瓷的晶相结构分析 图５为不同温度下煅烧ｌｈ试样的ＸＲＤ图谱，可 以分析推测出不同温度下烧成试样的晶相组成：５００ ８Ｏ０￣Ｃ时，玻璃陶瓷的主晶相为磷灰石（Ｃａ１。（ＰＯ ） （ＯＨ） 和Ｃａ 。（ＰＯ ）（Ｏ，Ｆｚ））晶相，其中５００℃时，有 磷酸二氢钙晶相析出，随着温度的升高，该相逐渐分 解，到６００℃有羟基磷灰石相析出，８００℃可能有少量 氟磷灰石晶相析出（依据各晶相的特征峰进行分析判 断）。 １０００℃以上，开始出现了ｐ一硅灰石、镁黄长石、ｐ— ＴＣＰ晶相。在１０００￣１２５０℃之间， 一硅灰石随着温度 的升高，特征峰逐渐尖锐，晶相越来越明显；磷灰石的 特征峰在变尖锐的同时，开始分化变低，相伴着７－ＴＣＰ 薛 明等：磷灰石一硅灰石多孔玻璃陶瓷的制备与晶相结构研究 的特征峰在１０００℃开始出现，并随着温度的升高，晶 相越来越突出，说明在１０００℃时，部分磷灰石开始分 解向ｐ—ＴＣＰ转化，到了１２５０℃时，主要存在的为氟磷 灰石晶相；镁黄长石的特征峰在１１００℃开始明显，随 处是磷灰石中ＰＯｉ一的振动谱带。可以认定，材料的组 成中存在有以羟基磷灰石形式的磷灰石晶相。在８５０ ～１１００ｃｍ＿１范围内出现了２组吸收带，１０６０和 １０１８ｃｍ－１吸收带是Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ非对称伸缩振动形成 的，９６６．８ｃｍ 吸收带是Ｏ—ｓｉ一０（非桥氧）对称伸缩 振动引起的，９３６．５、８４８．５ｃｍ 吸收带是Ｏ—Ｓｉ—Ｏ非 着温度的升高，峰形变化不大，说明在１１００～１２５０℃ 的温度范围内，所形成的镁黄长石晶相比较稳定。此 外，在１０００℃时还出现了二氧化硅（方石英）的特征 峰［１ ］，从差热分析的结果也可以确定，体系中水解 生成的聚合硅酸网状结构破坏，无定形的二氧化硅在 对称伸缩振动产生的（该组部分吸收带与磷灰石的吸 收带有耦合）；在６００～７５０ ｃｍ＿１吸收区为Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ 对称伸缩振动引起的２个吸收带，分别为６８９．２和 ９７０℃左右发生晶型转变，形成方石英晶相。但随着温 ６４２．８ｃｍ＿。、５５６．２和５００ｃｍ－１吸收带是ｓｉ—Ｏ弯曲振 度的升高，方石英的特征峰越来越低，这可能是方石英 与钙盐化合向Ｉ３一硅灰石转化。 ￣ＣＨｙｄａ（Ｈ２ＰＯ ４ｈ。一阳ａ ． ＾ 以 ＾＾ ． ．．一－“ 孵 Ｊ ｊ ～ ２０ ３０ ４０ ５０ ６ ｊ ｊ《＾ 矾 ，蔼 Ｆｉｇ ５ ＸＲＤ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｓａｍｐｌｅｓ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 由以上分析可知，在１２５０℃下烧结得到了预期的 主晶相，即磷灰石和ｐ＇硅灰石，此外还有部分ｔ］－ＴＣＰ、 镁黄长石晶相以及少量的方石英晶相，这些成分本身 具有较高的矿化功能，对材料的生物活性有一定的促 进作用［１。叫引。由于玻璃陶瓷系统中含有玻璃相，随着 温度的进一步升高，坯体中液相含量不断增加，粘度增 大，强度升高，但生物相容性降低 ］，本研究中坯体在 １２９０℃以上制品就熔融变形、坍塌。因此，确定 １２５０℃为材料的最佳烧结温度。其微观结构如图６ （图中右上角为样品放大５０００倍的扫描电镜照）所示， 为大孔、微孔相结合的三维贯通孔隙结构，大孔孑Ｌ径在 ｌＯ０－￣５００＃ｍ，微孔孔径在ｌ￣３ｔｌｍ，采用阿基米德法测 得本实验所得样品的孔隙率为８Ｏ 左右。 １２５０℃烧成后的ＡＷ多孔玻璃陶瓷的ＦＴＩＲ转换 红外谱图如图７所示。 图中的３４３８．５ｃｍ 处微弱的振动带是羟基的特 征振动峰；２８５３．１ｃｍ－１附近的吸收峰是Ｐ—Ｏ的伸缩 振动峰；１０６０．９、１０１８．７、９６６．８、６４２．８和５５６．２ｃｍ－１ 动吸收产生的，４７８．９ ａｍ－１吸收带是Ｍ—Ｏ（Ｍ代表 Ｃａ）伸缩振动吸收产生的。这些吸收带都构成了硅灰 石的特征吸收带［１ 。ＦＴＩＲ分析的结果确认了ＸＲＤ 分析的结论，即ＡＷ玻璃陶瓷中主要含有磷灰石和硅 灰石结构。 Ｆｉｇ ６ Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ＡＷ ｐｏｒｏｕｓ ｇｌａｓｓ—ｃｅ— ｒａｍｉｅ 图７ Ａｗ多孔玻璃陶瓷材料的ＦＴＩＲ转换红外图谱 Ｆｉｇ ７ ＦＴＩＲ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｔｈｅ ＡＷ ｇｌａｓｓ—ｃｅｒａｍｉｃ ｓｉｎ－ ｔｅｒｅｄ ａｔ １２５０℃ ３．３ 多孔ＡＷ玻璃陶瓷材料的生物活性研究 图８分别为多孔ＡＷ玻璃陶瓷在模拟体液中浸 泡２、４ｄ扫描电镜照片。可见，试样在浸泡２ｄ后，其表 面及其微孔壁上形成了由大量蠕虫状碳酸羟基磷灰石 （ＨＣＡ）微晶构成的球状晶簇［５－７，１８３（根据课题组前期 研究成果及文献分析），这种球状晶簇已具有一定的球 径尺寸。试样浸泡４ｄ后，球形反应产物进一步增多， 逐渐融合成片，大量覆盖整个材料的表面；可见，随着 浸泡时间的延长，球形晶簇的晶体结构趋于完整，晶粒 逐渐长大，球径尺寸不断增大，覆盖层变厚。这些蠕虫 ００ 助 财 料 ２００９年第１期（４Ｏ）卷 ：细长晶体聚集成球形晶簇，具有降低材料比表面积 参考文献： ．降低表面活化能的作用，从而增加热力学上的稳定 ［１］Ｚｈａｎｇ ＹＬ，Ｍｉｚｕｎｏ Ｍ，Ｙａｎａｇｉｓａｗａ Ｍ，ｅｔ ａ１．［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ ！。而这层碳酸羟基磷灰石（ＨＣＡ）微晶，其成分与人 Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００３，１８（２）：４３３－４４１． ：骨的无机成分相似，且含有大量的一ＯＨ，能与周围 ［２］Ｔｅｒａｍｏｔｏ Ｈ，Ｋａｗａｉ Ａ，Ｓｕｇｉｈａｒａ Ｓ．［Ｊ］．Ｋｅｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ— 组织发生牢固的化学键合。因此，预示着材料具有 ｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００３，２４０—２４２：２６９—２７２． ［３３ Ｋｏｋｕｂｏ Ｔ，Ｓｈｉｇｅｍａｔｓｕ Ｍ，Ｎａｇａｓｈｉｍａ Ｙ．［Ｍ］．Ｋｙｏｔｏ ：高的矿化功能和生物活性。 Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅ— ｓｅａｒｃｈ，ｌ９８２，６０（３－４）：２６０－２６８． ［４］Ｏｈｓａｗａ，Ｎｅｏ Ｍ，Ｏｋａｍｏｔｏ Ｔ，ｅｔ ａ１．［Ｊ］．Ｊ Ｍａｔｅｒ Ｓｃｉ： Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，２００４，１５（８）：８５９－６４． ［５］Ｘｉａｏ Ｂｉｎ．Ｚｈｏｕ Ｄａｌｉ，Ｙａｎｇ Ｗｅｉｚｈｏｎ，ｅｔ ａ１．［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００６，２１（２）：４２７—４３２． ［６３杨为中，周大利，尹光福，等．［Ｊ］．生物医学工程学杂质， ２００３．２０（３）：５４１－５４５． ［７］杨为中，周大利，尹光福，等．［Ｊ］．硅酸盐学报。２００４，３２ （２）：ｉ７ｉ－ｉ７６． ［８］薛 明，冯丹歌，周大利．［Ｊ］．无机化学学报，２００７，２３ （４）：７０８－７１２． 描电镜照片 ［９］Ｋｏｋｕｂｏ Ｔ，Ｋｕｓｈｉｔａｎｉ Ｈ，Ｓａｋｋａ Ｓ，ｅｔ ａ１．［Ｊ］．Ｊ Ｂｉｏｍｅｄ ｇ ８ ＳＥＭ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ａｆｔｅｒ ｓｏａ Ｍａｔｅｒ Ｒａｓ，ｌ９９０．２４：７２１－７２４． ［１０］顾燕芳，熊玉梅，胡黎明，等．［Ｊ］．无机盐工业，１９９３，（６）： ｋｉｎｇ ｉｎ ＳＢＦ ｆｏｒ（ａ）２ｄａｙｓ，（ｂ）４ｄａｙｓ ８—１１． 结 论 ［１１］黄永前，郑昌琼．［Ｊ］．材料科学与工程学报。２００４，２２ （６）：８１３－８１５． （１）采用溶胶一凝胶法制备了纳米Ａｗ前驱体 ［１２］郜定山，李建光，安俊明，等．［Ｊ］．光导体光电，２００４，２５ （６）：４９６－４９８． ｆ，通过对粉体在煅烧过程中的晶相转变和微观形貌 ［１３］吴成铁，常 江，汪 正，等．［Ｊ］．硅酸盐学报，２００５，３３ 析，确定了８００℃为制备纳米ＡＷ前驱体粉的最佳 （２）：２２５—２２９． ｝烧温度，所得粉体颗粒径为４Ｏ～ｌＯＯｎｍ，有着较好的 ［１４］Ｃａｏ Ｙｏｎｇ．Ｚｈｏｕ Ｙｕｍｉｎｇ，ＳｈａｎｇＹｕ，ｅｔ ａ１．［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ 散性。 Ｊ Ｉｎｏｒｇ Ｃｈｅｍ，２００５，２１：３３１—３３６． （２） 以纳米ＡＷ前驱体粉为原料，采用有机泡 ［１５３ Ｚｈｏｕ Ｄａｌｉ．Ｙａｎｇ Ｗｅｉｚｈｏｎｇ，Ｙｉｎ Ｇｕａｎｇｆｕ，ｅｔ ａ１．［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００５，１：１０５－１１１． ：浸渍法制备多孔ＡＷ玻璃陶瓷，推测出微晶玻璃体 ［１６］蔡玉荣，周廉，张玉梅，等．［Ｊ］．材料科学与工程学报， ｉ各晶相的析出温度，确定了１２５０℃为材料的最佳烧 ２００５，２３（６）：７９２． 温度。得到了具有三维网状开孑Ｌ，由大：Ｋ／微孔结构 ［１７］赵文俞，张清杰，彭长琪．［Ｊ］．硅酸盐学报，２００６，３４（９）： １１３７一ｌ１３９． 【成的多孔Ａｗ玻璃陶瓷材料。 ［１８］Ｚｈａｏ Ｌｉ，Ｌｉｎ Ｋａｉｌｉ，Ｃｈａｎｇ Ｊｉａｎｇ，ｅｔ ａ１．［Ｊ］．Ｊ Ｉｎｏｒｇ Ｍａ— （３）体外模拟体液浸泡实验表明，所制备的多孔 ｔｅｒ，２００３，１８（６）：ｌ２８０—１２８６． Ｗ玻璃陶瓷具有较高的矿化功能和生物活性。 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｐａｔｉｔｅ－ｗｏｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ ｐｏｒｏｕｓ ｇｌａｓｓ ｃｅｒａｍｉｃ ＸＵＥ Ｍｉｎｇ ，ＺＨＯＵ Ｄａ－ｌｉ。，ＣＡＯ Ｊｕ—ｈｕｉ ，ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ～ｔａｏ ，ＹＡＮＧ Ｗｅｉ—ｚｈｏｎｇ。 （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂａｒｒａｃｋｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｌｏｇｉｓｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００４ １，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００６４，Ｃｈｉｎａ） ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ａｐａｔｉｔｅ—ｗｏｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ ｂｉｏａｃｔｉｖｅ ｇｌａｓｓ—ｃｅｒａｍｉｃ（ＡＷ—ＧＣ）ｗａｓ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｎａｎｏ—ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ）ｗｄｅｒ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｓｏｌ—ｇｅｌ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｓｈａｐｅｄ ｂｙ ｄｉｐｐｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｆｏａｍ．Ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ＤＳＣ／ＴＧ， ＲＤ，ＦＴＩＲ，ＳＥＭ，ＴＥＭ，ｗｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｎａｎｏ—ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｐｏｗｄｅｒ，ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒ— ａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｓｐｅｃｕｌａｔｅｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｈａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｇｌａｓｓ—ｃａ— ｍｉｃ・ｇａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡＷ ｎａｎｏ—ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｃａｌｃｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ）ｒｏｕｓ ＡＷ—ＧＣ．Ｔｈｅ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｏｄｙ ｆｌｕｉｄ（ＳＢＦ）ｓｏａｋｉｎｇ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｈａｖｅ ｈｉｇｈ ｍｉｎｅｒａｌ— ａｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｉｏａｃｔｉｖｉｔｙ． ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｐａｔｉｔｅ－ｗｏｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ；ｐｏｒｏｕｓ ｇｌａｓｓ－ｃｅｒａｍｉｃ；ｃｒｙｓｔａｌ ｐｈａｓｅ；ｂｉｏａｃｔｉｖｅ
