Příprava korundové keramiky s řízenou pórovitostí

Autor:             Jiří Vacek

Ročník:           5.

Ústav skla a keramiky

Školitel:          Doc. Ing. Jiří Havrda CSc.

Oxidová keramika na bázi Al₂O₃  je v současné době jedním z nejpoužívanějších materiálů pro náhradu lidských kostí.Důležitými vlastnostmi biomateriálů je kompatibilita s lidským organismem a pevná biologická fixace k lidské kostní tkání.Z těchto důvodů je hlavním požadavkem přiblížit vlastnosti keramických materiálů k vlastnostem lidské kosti, které budou nahrazovat.Jedním z možných řešení je  příprava korundové keramiky s řízenou pórovitostí tzn. s postupnou změnou pórovitosti  a tím i vlastností v jednotlivých vrstvách.

Cílem mé práce je právě příprava funkčně gradientní keramiky na bázi Al₂O₃. Použitou technologií přípravy je lití do sádrových forem.Příprava vrstevnaté keramiky závisí  na délkových změnách jednotlivých vrstev, které probíhají při výpalu.Následkem velkých rozdílů  v délkových změnách dojde během výpalu k zabudování napětí mezi vrstvami, které vedou k deformaci nebo až k destrukci materiálu.Snahou mé práce je sjednotit koeficienty délkové  roztažnosti jednotlivých vrstev.Z těchto důvodů byl z publikovaných dat sestrojen matematický model   pro přípravu vrstevnatých vzorků, přičemž jako počáteční odhad pro maximální přijatelný rozdíl v délkových změnách mezi vrstvami byla zvolena hodnota Da = 2x10^-6 K^-1.Lze předpokládat, že kromě rozdílů v délkových změnách hraje významnou roli rozložení pórů a tloušťka jednotlivých vrstev.Právě vliv těchto vlastností byl v mé práci studován.