气悬浮技术制备磁性CaO-SiO2体系及其相关物理特性研究(2)

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2.1.3 气悬浮无容器技术特点 8

2.1.4 装置的组成与功能 9

2.2 原料及试剂 11

2.3 实验设备和仪器 12

2.4 实验方案 13

2.4.1 实验原料配比 13

2.4.2 操作流程 14

2.4.3 测试方法 15

3 结果与讨论 16

3.1 差热（DTA）-热重（TG）分析 16

3.2 xFe2O3-CaO-SiO2样品XRD分析 19

4 结论 22

致谢 23

参考文献 24

1 绪论

长期以来，人们对癌症的治疗主要以切除癌变部位器官为主，但问题在于，人类的大多数器官切除后是无法再重新生长的。后来人们又研究出了药物化疗和放射疗法等方法，然而，这些方法在杀灭癌细胞的同时也会不可避免地损伤人体正常的细胞，从而出现药物的不良反应。近年来随着科学的进步和人们的深入研究发现，肿瘤病变细胞在受热高于43℃时就会死亡，而周边正常的细胞加热温度高于48℃时还能够继续生存。由此出现了一种新的治疗方法“温热疗法（hyperthermia）”这是一种用温度来选择性杀死癌细胞，而且没有副作用的新方法[1,2]。这种方法需要在人体的病变部位注入同时具有磁性和生物活性的功能材料，然后通过交变磁场磁滞生热来升高病变部位的温度，来杀死癌细胞又不会伤害到周围正常的细胞[3]。

研究发现，CaO-SiO2玻璃具有潜在的生物活性，但本身缺乏磁性，无法达到好的磁滞生热效果。而磁铁矿拥有很强的磁性能，将具有生物活性的CaO-SiO2玻璃与Fe2O3进行结合，可以得同时具有良好生物活性和铁磁性Fe2O3-CaO-SiO三元体系的铁磁性微晶玻璃。Fe2O3-CaO-SiO2体系铁磁性微晶玻璃，是一种具有良好磁性能和生物活性的的功能材料，该体系材料及其应用研究已经成为材料科学、医学及生物科学领域热门的研究课题之一。本文将利用先进的无容器悬浮技术，制备了一系列CaO-SiO2体系微晶玻璃，研究在CaO-SiO2体系玻璃中加入不同含量的Fe2O3后，对其物相、玻璃转变温度、铁磁等性能的影响。

1.1 微晶玻璃概述

1.1.1 定义

微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是一种内部含有大量的微晶相与玻璃相的晶体材料；铁磁性微晶玻璃，是在微晶玻璃基础之上加入Fe2O3后具备铁磁性能的一种微晶玻璃。铁磁性微晶玻璃的工艺工程是，在基础玻璃体系CaO-SiO2基础上加入Fe2O3，当Fe2O3含量达到一定程度并通过高温处理得到玻璃微晶相[4]。玻璃由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成，普通玻璃的主要化学成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体，状态处于亚稳态，内能很高，在特定的加热条件下才可以转化为晶态物质。玻璃在熔融时会形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化致使其结晶。

铁磁性微晶玻璃的制备来自玻璃，但又不同于普通玻璃的制备，与普通玻璃不同之处在于，铁磁性微晶玻璃是由一定量的晶体和残余的玻璃相组成的，而且要在基础体系中加入一定比例的Fe2O3以保证其良好的铁磁性。另外微晶玻璃跟陶瓷的不同之处是：微晶玻璃中的晶体是将玻璃进行热处理时通过析晶或分相来形成的，而陶瓷中的晶体，除了部分晶体是由固相反应形成之外，大部分晶体是通过原料组分引入生成的[5]。