Kesan kandungan fosfat berbeza terhadap pembentukan morfologi permukaan, penghabluran, fasa, ikatan kimia dan kekuatan mampatan bio-kaca sol-gel tersinter

Abstract

Kajian ini bertujuan untuk mengkaji kesan kandungan fosfat berbeza (X = 10, 15 dan 20% mol) terhadap pembentukan morfologi permukaan, ikatan kimia, penghabluran, fasa dan kekuatan mampatan kaca sol-gel tersinter. Serbuk kaca gel dengan komposisi 50SiO2.(50-X).CaO.XP2O5 (dalam peratusan mol) disediakan melalui kaedah sol-gel, dimampat membentuk pelet dan disinter pada suhu 1200°C selama 3 jam. Didapati bahawa dengan peningkatan kandungan fosfat, mikrostruktur kaca tersinter yang lebih padat terhasil disebabkan peningkatan pemadatan jasad, pengurangan keliangan ketara dan pembentukan butiran dan sempadan butiran berhablur yang lebih besar. Peningkatan sebanyak 20% mol kandungan fosfat meningkatkan vitrifikasi (fasa kekaca) pada permukaan kaca tersinter yang mana meningkatkan pemadatan jasad kepada 83.56%, kekuatan mampatan pada 113 MPa dan penurunan peratusan penghabluran pada sekitar 66%. Analisis EDS menunjukkan peningkatan kandungan fosfat menyebabkan peningkatan unsur Si-O pada fasa amorfus dan unsur P-O pada fasa berhablur. Analisis FTIR menunjukkan berlaku pemisahan fasa kaya fosfat dan fasa kaya silikat dan pada masa sama meningkatkan rangkaian tetrahedra silikat (Si-O-Si) dan fosfat (P-O-P) kaca tersinter. Peningkatan kandungan fosfat meningkatkan kumpulan berfungsi berkaitan fosfat hablur dan mengurangkan kumpulan berfungsi berkaitan silikat hablur. Ini menyebabkan peningkatan pembentukan fasa silikokarnotit, Ca5 (PO4)2 (SiO4) dalam matriks kaca tersinter dengan peningkatan kandungan fosfat yang ditunjukkan melalui analisis XRD.