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羟基磷灰石晶须具有良好的生物相容性和力学性能,是一种具有广泛应用前景的生物医学材料。利用水热法合成羟基磷灰石晶须重复性好、便于控制,所得晶须结晶度高、形状均一、性能稳定。 选用自制的CaHPO4作为营养料,用水热法制备羟基磷灰石晶须,并对所获得的晶须进行了系统地测试和定性分析,讨论了水热环境下,温度、升温速率、pH值、压力、填充度、营养料等参数对晶须生长的影响。并对晶须生长过程中所形成的各种晶体缺陷进行了分析,提出了解决办法。同时对羟基磷灰石晶须针状生长的结晶学和界面动力学机理进行了探讨。 实验结果表明,利用水热法可以获得平均长度为1mm,长径比为60~80的针状羟基磷灰石晶须。实验中发现,温度、升温速率、pH、压力、营养料等都会影响CaHPO4的溶解度,从而改变体系的过饱和度,进而影响羟基磷灰石晶须的生长。而低的过饱和度和低的pH值有利于羟基磷灰石晶须的针状生长。经过分析,羟基磷灰石晶须针状生长的机理为:一方面,c面方向Ca2+连接Ca-P6O24的数目高于a、b面,使c面稳定性高,生长速率大。另一方面,由于c面主要以络阴离子Ca-P6O24为生长基元进行生长,而a、b而是以OH-Ca6为基元进行生长,在酸性条件下,羟基磷灰石表面带正电荷,有利于带负电的络阴离子Ca-P6O24的吸附生长,但对OH-Ca6的形成有所抑制。同时,由于在酸性条件下,OH-浓度很小,进一步限制了a、b面的生长。另外,由于羟基磷灰石晶体结构的特点,c面主要以螺旋位错生长和粗糙面生长两种机制为主,而a、b面则主要以光滑面的二维成核生长为主。在低饱和度下,粗糙面生长和螺旋位错生长的速率远远大于二维成核生长,使羟基磷灰石的结晶形态为针状。