Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 31-37. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 31-37. Abstract The glass formation regions of two-component and three-component systems based on P 2 O 5 , AhO3 oxides, and divalent metal oxides and fluorides (MgO, MgF 2 , CaO, CaF 2 ) with different ionic radii and force fields were investigated. Based on the conducted research, durable glasses based on oxyfluoroaluminophosphate with high microhardness (480-540 kg/mm2) were developed, which are promising as bone implants. Keywords: transparent glass ceramics, glass formation, phase separation, liquation, microhardness, thermal expansion, eutectic compositions For citation: Synthesis and study of biologically active glasses based on systems containing P 2 O 5 and MeF 2 / M. R. Hovhannisyan [et al.] // Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 31-37. doi:10.37614/2949-1215.2025.16.1.005. Введение С развитием медицины развиваются технологии получения новых биологически активных материалов, применяемых в качестве имплантатов для замещения и лечения больных или поврежденных частей тела. В настоящее время современную медицину практически невозможно представить без использования искусственных имплантатов в качестве биоматериалов — заменителей костной ткани. В связи с омоложением заболеваний костей и старением людей, увеличиваются и объемы биологических материалов, необходимых для лечения. Спрос на них растет, и среди них — биостекла с новыми свойствами, используемые для восстановления костной ткани и зубов, а также в качестве имплантатов. Поэтому получение биоматериалов с новым составом и улучшенными свойствами является чрезвычайно актуальной задачей. Перспективными в этом плане являются стекла бесщелочных алюмофосфатных систем с широким пределом изменения температуры стеклования и физико-химических свойств. Применение оксифторидов двухвалентных металлов с небольшим количеством фтора дает возможность регулирования составов и свойств стекол и повышения их технологичности [1-7]. Целью работы является исследование процессов стеклообразования в новых фторсодержащих фосфатных системах, синтез относительно легкоплавких стекол и стеклокристаллов на основе P 2 O 5 -AhO 3 - 0 , 8 MeO/ 0 , 2 MeF 2 (Me = Mg, Ca) с необходимыми свойствами. Результаты Исследованы области стеклообразования двухкомпонентных и трехкомпонентных систем на основе оксидов P 2 O 5 , AhO3, оксидов и фторидов двухвалентных металлов (MgO, MgF 2 , CaO, CaF 2 ) с различными ионными радиусами и силовыми полями. Стекла синтезировали в открытых корундовых тиглях при 1 100-1 450 °C из предварительно спеченных шихт на основе P 2 O 5 , AhO3 и оксифторидов магния и кальция (с целью уменьшения потерь фтора) в течение 1 ч. Расплав отливали на холодную плиту и стальные формы, нагретые до температур стеклования образцов. Вследствие высокой летучести P 2 O 5 стеклообразование систем изучалось при содержании P 2 O 5 < 80 мол. %. Диаграммы плавкости, кристаллизация стекол двух- и трехкомпонентных систем в области стеклообразования исследованы методами ДТА, ДСК и РФА анализов. На рисунке 1 представлены области стеклообразования псевдотройных систем P 2 O 5 -AbO 3 - 0 , 8 MgO/ 0 , 2 MgF 2 и P 2 O 5 -AhO 3 - 0 , 8 CaO/ 0 , 2 CaF 2 , образующиеся соединения и поля кристаллизации. Из рис. 1 видно, что стекла, устойчивые к кристаллизации, образуют те составы многокомпонентных систем, которые расположены в низкотемпературной области диаграммы состояния системы. Бинарные фосфатные системы характеризуются легкоплавкостью, низкой температурой ликвидуса и образуют относительно широкие интервалы стеклообразования. Стеклообразования в псевдотройных системах непрерывны и граничат с обеими бинарными системами, ограниченными кристаллизацией расплавов. Бинарные системы P2O5-0,8MgO/0,2MgF2 и P2O5-0,8CaO/0,2CaF2 отличаются широкими областями стеклообразования, которое прекращается из-за резкого повышения температуры ликвидуса систем. © Оганесян М. Р., Еганян Д. Р., Ященко Н. В., Григорян Т. В., Тороян В. П., Кумкумаджян Е. В., Галоян К. К., Гаспарян Л. А., Манукян Г. Г., Князян Н. Б., 2025 32