摘要：

功能梯度材料：将2种或2种以上的材料采用梯度复合技术，使其组成和结构由一侧向另一侧呈连续梯度变化，以减小及克服结合部位的性能不匹配现象，达到内部界面消失，材料的性能相应于组成和结构的变化也呈现梯度变化。

氧化锆陶瓷：目前被认为是硬度最大、耐磨性能最好的陶瓷材料之一，具有良好的生物活性、力学性能以及良好的抗热传导性和抗腐蚀性，近年来关于该生物性陶瓷的研究越来越多，该材料广泛应用于医疗、保健、纺织、耐火材料等领域。

背景：研究表明在氧化锆基体表面涂覆纳米羟基磷灰石涂层，既具有较高的强度和韧性又具有良好的生物相容性，是较为理想的硬组织替代材料，但涂层易从氧化锆表面脱落成为其致命缺陷。

目的：应用梯度复合技术制备以纯氧化锆为基体、中间为梯度层、表面为纯纳米羟基磷灰石的功能梯度生物陶瓷，并筛选其最佳力学性能的设计方案及烧结温度。

方法：以氧化锆和纳米羟基磷灰石粉末为原料，应用粉末冶金法中的叠层法制备陶瓷生坯试件，根据基体氧化锆层厚度的不同分为 A组(40 mm)、B组(30 mm)、C组(20 mm)，每组又根据氧化锆/纳米羟基磷灰石复合材料梯度层数的不同分为1组(3层)、2组(5层)、3组(7层)，9组共162个陶瓷生坯试件，分别将坯体以不同温度烧结(1 300，1 350，1 400，1 450，1 500，1 550 ℃)为陶瓷试件，将其加工成矩形试样进行力学性能检测。

结果与结论：①采用10 MPa单面垂直加压可形成氧化锆基纳米羟基磷灰石梯度功能材料生坯试件；②随着梯度层数及烧结温度的增加，各组功能梯度生物陶瓷的力学性能随之增强，当烧结温度为1 550 ℃时，梯度层数为7、基体厚度为40 mm的功能梯度生物陶瓷力学性能最优，与其他8组比较差异有显著性意义(P < 0.05)；③按最佳梯度设计方案，采用高温烧结技术制备的氧化锆基纳米羟基磷灰石功能梯度材料陶瓷试件具有较高的力学性能。

ORCID: 0000-0001-6925-4998(牛月月)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 氧化锆, 纳米羟基磷灰石, 功能梯度材料, 硬组织替代, 烧结, 陶瓷, 弯曲强度, 剪切强度, 生物相容性, 生物活性

文章来源: 牛月月, 王春燕, 舒静媛, 崔颖颖, 刘 贞, 高 艳, 王 倩, 王青山. 氧化锆基纳米羟基磷灰石功能梯度材料的制备及力学检测[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(10): 1528-1533.