Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การผันแปรของความพรุนเนื่องจากภาวะการซินเทอร์ของไฮดรอกซีแอปาไทต์

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Porosity variation form the sintering condition of hydrodoxyapatite

Year (A.D.)

2003

Document Type

Thesis

First Advisor

สุพัตรา จินาวัฒน์

Second Advisor

สุมิตรา จรสโรจน์กุล

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีเซรามิก

DOI

10.58837/CHULA.THE.2003.873

Abstract

สมบัติของไฮดรอกซีแอปาไทต์และลักษณะโครงสร้างจุลภาค มีความสัมพันธ์โดยตรงกับ ภาวะการซินเทอร์ ซึ่งงานวิจัยนี้สนใจศึกษาปัจจัยที่เกี่ยวข้องทั้ง อุณหภูมิซินเทอร์ เวลาในการซินเทอร์ และบรรยากาศในระบบซินเทอร์ โดยทำการอัดไฮดรอกซีแอปาไทต์ด้วยแรง 120 เมกกะปาสคาล แล้วซินเทอร์ในอากาศที่อุณหภูมิตั้งแต่ 1050°C- 1300°c โดยปรับเปลี่ยนเวลายืนอุณหภูมิเป็น 1,2, และ 4 ชั่วโมง และควบคุมห้องเตาเผาให้มีความชื้นสัมพัทธ์ 65-75% พบว่าที่อุณหภูมิ 1250°c เวลายืนอุณหภูมิ 2 ชั่วโมง ไฮดรอกซีแอปาไทต์มีสมบัติต่างๆ ดีที่สุด ได้แก่ ความหนาแน่นสัมพัทธ์ สูงกว่า 97 เปอร์เซ็นต์ ความพรุนปรากฏน้อยกว่า 0.9 เปอร์เซ็นต์ ค่าความแข็งวิกเกอร์สูงที่สุดเท่ากับ 7.05 จิกกะปาสคาล และที่ภาวะการซินเทอร์นี้ไฮดรอกซีแอปาไทต์ไม่มีการเปลี่ยนแปลงเฟสไปเป็นเบตาไตรแคลเซียมฟอสเฟต แอลฟาไตรแคลเซียมฟอสเฟต หรือเตตระแคลเซียมฟอสเฟต ทำให้ไม่จำเป็นต้องซินเทอร์ในบรรยากาศไอน้ำอิ่มตัวเพื่อช่วยลดการเกิด dehydroxylation อย่างไรก็ตาม เวลายืนอุณหภูมิที่นานพอในงานวิจัยนี้คือ 12 ชั่วโมง ไฮดรอกซีแอปาไทต์มีการเปลี่ยนเฟสไปเป็น แอลฟาไตรแคลเซียมฟอสเฟต นอกจากนี้การเปลี่ยนแปลงขนาดเกรนตลอดจนการเกิด grain growth มีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิและเวลาในการซินนเทอร์ ซึ่งอาศัยสมการArrhenius สามารถหาค่า activation energy ได้นอกจากนี้การวิเคราะห์ sintering kinetics เพื่ออธิบายความสัมพันธ์ระหว่างการเกิด grain growth กับเวลาในการซินเทอร์ ทำให้สามารถวางแผนกำหนดการซินเทอร์ เพื่อให้ได้ไฮดรอกซีแอปาไทต์ที่มีสมบัติและโครงสร้างจุลภาคตรงตามความต้องการในการนำไปใช้งาน

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

In the sintering of hydroxyapatite, the resulting microstructure and properties were influenced not only from the characteristics and impurities of the raw materials but also found to be dependent on the thermal history during the fabrication process. A commercially available hydroxyapatite powder was pressed at 120 MPa and sintered in air at temperature ranging from 1050°c to 1300°c with a dwell time of 1, 2 and 4 hours and the ambient relative humidity was 65-75%. The sintering condition was observed to be optimal at 1250°c for 2 hours where the material consisted of pure hydroxyapatite phase. The specimen exhibited greater than 97% of theoretical density while the apparent porosity was less than 0.9% with a Vickers hardness value of 7.05 GPa. Decomposition of Hydroxyapatite did not occur at this sintering condition, therefore sintering in saturated moisture atmosphere used for decreasing dehydroxylation was not necessary. Nevertheless, after sintering at this temperature for 12 hours, the formation of tricalciumphosphate was observed. The change in grain size was found to be dependent on the sintering temperature and dwell time. The Arrhenius relationship between average grain size and temperatue could be calculated given a value of activation energy for each material. The sintering kinetics had been used to correlate between the grain size and sintering time. As a result, an appropriate sintering schedule for various applications can be designed.

Link to Full Text

Share

COinS