Диссертация

Работа посвящена выявлению особенностей влияния изоморфных замещений в среднем фосфате кальция Ca3(PO4)2 на скорость процессов, образующиеся продукты и их микроструктуру при формировании гидрофосфатных (брушитных) цементов из таких замещенных фосфатов, а также установления возможности улучшения свойств кальций-фосфатных цементных материалов за счет использования при их формировании замещенных средних фосфатов. В работе было показано, что катионные и анионные замещения в Ca3(PO4)2 являются эффективными способами управления микроструктурой, химическими и механическими свойствами получаемых из таких замещенных фосфатов кальций-фосфатных цементов брушитного типа в том числе с использованием дисперсного армирования получаемых цементов неорганическими (силикатными) волокнами. Также в модельных экспериментах было показано, что получаемые материалы перспективны для дальнейших биомедицинских исследований. В результате выполнения работы были получены следующие основные результаты: изоморфные замещения ионов (фосфата на сульфат или ортосиликат, кальция на натрий или калий) в Ca3(PO4)2 и использование различных затворяющих жидкостей (водного раствора фосфорной кислоты или воды при добавлении в твердый компонент Ca(H2PO4)2∙H2O) приводят к изменению времени схватывания и микроструктуры брушитных цементов, получаемых из твердых растворов на основе Ca3(PO4)2. Силикатное (базальтовое) стекловолокно, как армирующий и локально изменяющий состав жидкой фазы компонент, и Na-соль карбоксиметилцеллюлозы, как регулятор схватывания цемента позволяют направленно изменять время схватывания, микроструктуру, прочность при сжатии, а также кислотность водной фазы при ее длительном контакте с брушитными цементами, полученными из Ca3(PO4)2 с различными как катионными, так и анионными изоморфными замещениями. Рассчитанные энергии точечных дефектов в рамках атомистической модели межатомного взаимодействия, позволяют объяснить особенности термодинамики твердых растворов на основе Ca3(PO4)2, включая переход из β в α модификацию Ca3(PO4)2 как незамещенного, так и с изоморфным замещением катионов или анионов, а также выявить корреляцию микроструктуры получаемых из замещенного Ca3(PO4)2 брушитных цементов с изменением пересыщения системы при образовании твердых растворов.