Sinteran hidroksiapatit dalam atmosfera nitrogen untuk peningkatan sifat mikrokekerasan

Abstract

Hidroksiapatit (HA) adalah sejenis kalsium fosfat yang merupakan komposisi kepada kebanyakan fasa mineral tulang dan enamel gigi. HA bersifat bioserasi dan berkonduksi osteo selain mempunyai afiniti biologi dan kimia yang bagus untuk tisu tulang. Dengan ciri tersebut, HA diguna secara luas sebagai graf tulang dan bahan salut bagi implan tisu keras manusia. Walau bagaimanapun, kerapuhan dan keliatan patah yang rendah HA tersinter menghadkan penggunaannya dalam aplikasi bebanan yang tinggi. Kajian ini tertumpu kepada mengenal pasti kesan atmosfera sinteran dengan gas nitrogen (N2) ke atas sifat mekanik HA untuk aplikasi pergigian. Serbuk nano HA dicirikan dengan menggunakan mikroskop elektron pancaran. Cakera silinder HA dihasilkan dengan kaedah penekanan ekapaksi. Kemudian, cakera silinder HA dikenakan tekanan isostatik sejuk dan disinter dalam dua atmosfera sinteran yang berbeza iaitu sinteran dalam gas N2 dan sinteran dalam udara pada suhu 1300°C. Ketumpatan, mikrostruktur, kestabilan fasa dan mikrokekerasan HA tersinter dicirikan. Secara keseluruhan, sinteran dengan menggunakan gas N2 menyebabkan pertumbuhan saiz butiran yang lebih besar dengan ketumpatan relatif dan mikrokekerasan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan atmosfera sinteran dalam udara. Dalam kajian ini, HA yang disinter dengan menggunakan gas N2 pada suhu 1300°C menunjukkan mikrostruktur yang lebih tumpat, ketumpatan relatif (94%) dan mikrokekerasan (4.07 GPa) yang lebih tinggi jika berbanding dengan sinteran dalam udara tanpa penguraian HA. Kesimpulannya, penggunaan atmosfera sinteran dengan menggunakan gas N2 pada suhu 1300°C dapat meningkatkan sifat kekerasan Vickers nanokomposit HA dengan mikrostruktur yang padat.