生物微晶玻璃空心微球
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9
美学优点：
丰富的色泽和良好的质感
通过工艺控制可以生产出各种色彩、色调和图案的 微晶玻璃蚀面材料； 色调均匀 天然花岗石难以避免明显的色差。而微晶玻璃易于 实现颜色均匀，尤其是高雅的纯白色微晶玻璃； 永不浸湿、抗污染 凡由天然石材一定的吸水性，导致其渗水、渗碱， 甚至渗泥浆，从而影响其原有色泽。而微晶玻璃则具有 玻璃不吸水的天生特性，反而还借此“天雨自涤”的机 会自清洁 。
子材料。这种材料必须具有良好的磁滞生热能力， 可以达到并维持杀死癌细胞所需的温度；并且对人 体没有毒害和副作用；此外，最好还应具有可调整 温度的功能和良好的生物活性
铁磁性微晶玻璃材料对生命体无毒、无害、无致癌
作用，生物相容性极佳，因而具有生物活性。这样 铁磁性微晶玻璃可以将磁滞生热所需的强磁性与良 好的生物相容性相结合，即使长期滞留在人体内也 无不良影响
这块玻璃究竟发生了什么变化？
在显微镜下观察到：这块玻璃中析出了大量的微 小晶体，这就是后来大名鼎鼎的微晶玻璃。
性能由此改变：
当玻璃中充满微小晶体后（每立方厘米约十亿晶粒），玻璃固 有的性质发生变化，即由非晶形变为具有金属内部晶体结构的 玻璃结晶材料。 它近似于硬化后不脆不碎的凝胶，是一种新的透明或不透明的 无机材料，即所谓的结晶玻璃、玻璃陶瓷或高温陶瓷。
1 3
重油燃烧
气氛保护
Fra Baidu bibliotek
溶胶-凝胶法(Sol-Gel):起始原料是金属有机或无机化
合物溶液，其主要反应步骤是前驱物溶于溶剂（水 或有机溶剂）中形成均匀溶液，溶剂与溶质经水解 或醇解反应生成物聚集成1nm左右的粒子并组成溶 胶，经蒸发干燥转变成凝胶。在经过热处理形成微 晶玻璃
微晶玻璃的种类
按晶化原理分：光敏微晶玻璃，热敏微晶玻璃； 按基础玻璃的组分: 硅酸盐系统，铝硅酸盐系 统、硼硅酸盐系统、硼酸盐和磷酸盐系统
酸铵为引发剂，N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂， Span-80为分散剂，通过调节引发剂和分散剂的量， 控制聚丙烯酰胺微球的平均粒径和单分散性。
溶胶-凝胶法制备P2O5-Fe2O3-CaOSiO2溶胶
称取适量的Fe(NO3)3, Ca(NO3)2计算出原料的量之
后，首先，配制正硅酸乙酯和乙醇比为1:3的溶液。 搅拌均匀之后，加入蒸馏水，使正硅酸乙酯：水 =1:15(摩尔比)，加入盐酸调节pH=2。用磁力搅拌 器搅拌一段时间后，分别加入磷酸三乙酯、 Ca(NO3)2、Fe(NO3)3，在室温下继续搅拌3 h，然后 在45 ℃水浴箱保温150 min，得到溶胶。
生物微晶玻璃空心微球
微晶玻璃（glass-ceramics）又称玻璃陶瓷，是将 特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化 而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体
材料。
微晶玻璃与陶瓷区别：
玻璃微晶化过程中产生的晶相是从单一均匀玻璃相或已 产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密 材料；而陶瓷中的晶相，除了通过固相反应出现的重结 晶或新晶相以外，大部分是在制备陶瓷是通过组分直接 引入的。
把铁磁性微晶玻璃制成空心微球。空心微球具有很
大的比表面积和比孔容，可以在材料的孔道里固定 包埋各种药物，并对药物起到控释作用，提高药效 的持久性；还可利用磁性导向作用，有效、准确地 击中靶细胞和病变部位，充分发挥药物的疗效
微晶玻璃空心微球的制备
模板微球的合成
聚丙烯酰胺微球（PAM）：采用反相悬浮法，过硫
热稳定性好（加热 900℃骤然投入5℃冷水而不炸 裂）； 电绝缘性能与高频瓷接近； 化学稳定性与硼硅酸玻璃相同，不怕酸碱侵蚀。
“过失”的发现
50年代初，美国康宁玻璃公司化学家斯托凯受命开发 新型含微量银的感光玻璃 斯托凯用自动控制温度的电炉中热处理试验。斯托 凯出去了炉内温度早已升到900℃，斯托凯非常懊恼。 意外的事情发生了：玻璃没有熔融，还是直挺挺地躺 在炉内，但已面目全非，样子有点像不透明的瓷砖，用 钳子夹起来不是软绵绵的而是硬邦邦的，敲打起来还会 发出像金属那样的声音。
1 6
通过组分设计，人们发现，当玻璃或玻璃陶瓷材料
中含有Ca和P成分时，材料具有非常好的生物相容 性 1971年，美国科学家Hench首次发现生物活性玻璃 Fe2O3-CaO-SiO2微晶玻璃表现出良好的生物活性以 及磁热效应
磁热疗( Magnetic hyperthermia) 是一种通过直接注射、
微晶玻璃板材生产方法
压延法：
是将生料融成玻璃液，然后将玻璃液压延，经热处理再切 割成板材。 烧结法： 是先将生料熔融成玻璃液，淬冷成碎料，然后将碎料倒人 模具铺平，放人窑炉中热处理得到微晶玻璃板材。
两者各具优缺点，前者能连续流水生产、热耗低，但 品种单一；后者能做到品种多样，但工艺复杂，对模具 要求高，成品气泡多是其主要的弱点。
把PAM微球浸入溶胶中，离心、干燥、热处理得到
P2O5-Fe2O3-CaO-SiO2玻璃包覆的PAM或PATB微球。 包覆层的厚度可以通过浸渍的次数控制。 将包覆后的小球陈化7天后，经干燥、烧结处理， 将PAM小球燃烧完毕，就得到空心的微晶玻璃微球
不足
所制备的空心微球尺寸不均一，粒度分布范围较大
小球的球形度较差，强度较低
烧结中易发生粘连，可采取包埋烧结方法
参考文献
Nan Xu. 2012. Synthesis and characterization of hollow
glass–ceramics microspheres. Composites Science and Technology 程金树等. 微晶玻璃 . 化学工业出版社.2006
原料和环保优势：
一般的废渣土中都含有制作微晶玻璃的大多数成分，
通过电脑检测，确定现有原料的化学组成，添加所缺 部分即可。
微晶玻璃利用废渣、废土做原材料，包括：矿石、工
业尾矿、冶金矿渣、粉煤灰、煤矸石等，
有利于环境治理，可以变废为宝，与各地环保工作同
步进行，是环保产品，绿色材料。
用途： 可用於建筑幕墙及室内高档装饰； 还可做机械上的结构材料，电子、电 工上的绝缘材料，大规模集成电路的 底板材料、微波炉耐热列器皿、化工 与防腐材料和矿山耐磨材料等等； 是具有发展前途的21世纪的新型材料。
静脉注射或介入等方式使产热材料定向聚集在肿瘤 部位, 并在交变磁场的作用下发生磁致产热效应将 肿瘤组织加热到42-48℃从而杀死肿瘤细胞的热疗新 技术。医学研究发现，与人体正常细胞相比，癌细 胞更不耐热。当癌细胞被加热至43 ℃以上时就会死 亡，而正常细胞即使被加热至48℃也不会死亡。
温热疗法治疗癌症的关键之一就是选取合适的热种
微晶玻璃与玻璃的区别：
微晶玻璃是微晶体（ 晶粒尺寸为0.1-0.5um）和残余玻 璃相组成的复合材料，而玻璃则是非晶态固体。微晶玻 璃可以是透明的或非透明的，而玻璃一般是透光率各异 的透明体。
3
透明微晶玻璃
建筑用材
重油燃烧
气氛保护
性能：
微晶玻璃比高炭钢硬、比铝轻；
机械强度比普通玻璃大6倍多；
美学优点：
丰富的色泽和良好的质感
通过工艺控制可以生产出各种色彩、色调和图案的 微晶玻璃蚀面材料； 色调均匀 天然花岗石难以避免明显的色差。而微晶玻璃易于 实现颜色均匀，尤其是高雅的纯白色微晶玻璃； 永不浸湿、抗污染 凡由天然石材一定的吸水性，导致其渗水、渗碱， 甚至渗泥浆，从而影响其原有色泽。而微晶玻璃则具有 玻璃不吸水的天生特性，反而还借此“天雨自涤”的机 会自清洁 。
子材料。这种材料必须具有良好的磁滞生热能力， 可以达到并维持杀死癌细胞所需的温度；并且对人 体没有毒害和副作用；此外，最好还应具有可调整 温度的功能和良好的生物活性
铁磁性微晶玻璃材料对生命体无毒、无害、无致癌
作用，生物相容性极佳，因而具有生物活性。这样 铁磁性微晶玻璃可以将磁滞生热所需的强磁性与良 好的生物相容性相结合，即使长期滞留在人体内也 无不良影响
这块玻璃究竟发生了什么变化？
在显微镜下观察到：这块玻璃中析出了大量的微 小晶体，这就是后来大名鼎鼎的微晶玻璃。
性能由此改变：
当玻璃中充满微小晶体后（每立方厘米约十亿晶粒），玻璃固 有的性质发生变化，即由非晶形变为具有金属内部晶体结构的 玻璃结晶材料。 它近似于硬化后不脆不碎的凝胶，是一种新的透明或不透明的 无机材料，即所谓的结晶玻璃、玻璃陶瓷或高温陶瓷。
1 3
重油燃烧
气氛保护
Fra Baidu bibliotek
溶胶-凝胶法(Sol-Gel):起始原料是金属有机或无机化
合物溶液，其主要反应步骤是前驱物溶于溶剂（水 或有机溶剂）中形成均匀溶液，溶剂与溶质经水解 或醇解反应生成物聚集成1nm左右的粒子并组成溶 胶，经蒸发干燥转变成凝胶。在经过热处理形成微 晶玻璃
微晶玻璃的种类
按晶化原理分：光敏微晶玻璃，热敏微晶玻璃； 按基础玻璃的组分: 硅酸盐系统，铝硅酸盐系 统、硼硅酸盐系统、硼酸盐和磷酸盐系统
酸铵为引发剂，N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂， Span-80为分散剂，通过调节引发剂和分散剂的量， 控制聚丙烯酰胺微球的平均粒径和单分散性。
溶胶-凝胶法制备P2O5-Fe2O3-CaOSiO2溶胶
称取适量的Fe(NO3)3, Ca(NO3)2计算出原料的量之
后，首先，配制正硅酸乙酯和乙醇比为1:3的溶液。 搅拌均匀之后，加入蒸馏水，使正硅酸乙酯：水 =1:15(摩尔比)，加入盐酸调节pH=2。用磁力搅拌 器搅拌一段时间后，分别加入磷酸三乙酯、 Ca(NO3)2、Fe(NO3)3，在室温下继续搅拌3 h，然后 在45 ℃水浴箱保温150 min，得到溶胶。
生物微晶玻璃空心微球
微晶玻璃（glass-ceramics）又称玻璃陶瓷，是将 特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化 而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体
材料。
微晶玻璃与陶瓷区别：
玻璃微晶化过程中产生的晶相是从单一均匀玻璃相或已 产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密 材料；而陶瓷中的晶相，除了通过固相反应出现的重结 晶或新晶相以外，大部分是在制备陶瓷是通过组分直接 引入的。
把铁磁性微晶玻璃制成空心微球。空心微球具有很
大的比表面积和比孔容，可以在材料的孔道里固定 包埋各种药物，并对药物起到控释作用，提高药效 的持久性；还可利用磁性导向作用，有效、准确地 击中靶细胞和病变部位，充分发挥药物的疗效
微晶玻璃空心微球的制备
模板微球的合成
聚丙烯酰胺微球（PAM）：采用反相悬浮法，过硫
热稳定性好（加热 900℃骤然投入5℃冷水而不炸 裂）； 电绝缘性能与高频瓷接近； 化学稳定性与硼硅酸玻璃相同，不怕酸碱侵蚀。
“过失”的发现
50年代初，美国康宁玻璃公司化学家斯托凯受命开发 新型含微量银的感光玻璃 斯托凯用自动控制温度的电炉中热处理试验。斯托 凯出去了炉内温度早已升到900℃，斯托凯非常懊恼。 意外的事情发生了：玻璃没有熔融，还是直挺挺地躺 在炉内，但已面目全非，样子有点像不透明的瓷砖，用 钳子夹起来不是软绵绵的而是硬邦邦的，敲打起来还会 发出像金属那样的声音。
1 6
通过组分设计，人们发现，当玻璃或玻璃陶瓷材料
中含有Ca和P成分时，材料具有非常好的生物相容 性 1971年，美国科学家Hench首次发现生物活性玻璃 Fe2O3-CaO-SiO2微晶玻璃表现出良好的生物活性以 及磁热效应
磁热疗( Magnetic hyperthermia) 是一种通过直接注射、
微晶玻璃板材生产方法
压延法：
是将生料融成玻璃液，然后将玻璃液压延，经热处理再切 割成板材。 烧结法： 是先将生料熔融成玻璃液，淬冷成碎料，然后将碎料倒人 模具铺平，放人窑炉中热处理得到微晶玻璃板材。
两者各具优缺点，前者能连续流水生产、热耗低，但 品种单一；后者能做到品种多样，但工艺复杂，对模具 要求高，成品气泡多是其主要的弱点。
把PAM微球浸入溶胶中，离心、干燥、热处理得到
P2O5-Fe2O3-CaO-SiO2玻璃包覆的PAM或PATB微球。 包覆层的厚度可以通过浸渍的次数控制。 将包覆后的小球陈化7天后，经干燥、烧结处理， 将PAM小球燃烧完毕，就得到空心的微晶玻璃微球
不足
所制备的空心微球尺寸不均一，粒度分布范围较大
小球的球形度较差，强度较低
烧结中易发生粘连，可采取包埋烧结方法
参考文献
Nan Xu. 2012. Synthesis and characterization of hollow
glass–ceramics microspheres. Composites Science and Technology 程金树等. 微晶玻璃 . 化学工业出版社.2006
原料和环保优势：
一般的废渣土中都含有制作微晶玻璃的大多数成分，
通过电脑检测，确定现有原料的化学组成，添加所缺 部分即可。
微晶玻璃利用废渣、废土做原材料，包括：矿石、工
业尾矿、冶金矿渣、粉煤灰、煤矸石等，
有利于环境治理，可以变废为宝，与各地环保工作同
步进行，是环保产品，绿色材料。
用途： 可用於建筑幕墙及室内高档装饰； 还可做机械上的结构材料，电子、电 工上的绝缘材料，大规模集成电路的 底板材料、微波炉耐热列器皿、化工 与防腐材料和矿山耐磨材料等等； 是具有发展前途的21世纪的新型材料。
静脉注射或介入等方式使产热材料定向聚集在肿瘤 部位, 并在交变磁场的作用下发生磁致产热效应将 肿瘤组织加热到42-48℃从而杀死肿瘤细胞的热疗新 技术。医学研究发现，与人体正常细胞相比，癌细 胞更不耐热。当癌细胞被加热至43 ℃以上时就会死 亡，而正常细胞即使被加热至48℃也不会死亡。
温热疗法治疗癌症的关键之一就是选取合适的热种
微晶玻璃与玻璃的区别：
微晶玻璃是微晶体（ 晶粒尺寸为0.1-0.5um）和残余玻 璃相组成的复合材料，而玻璃则是非晶态固体。微晶玻 璃可以是透明的或非透明的，而玻璃一般是透光率各异 的透明体。
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透明微晶玻璃
建筑用材
重油燃烧
气氛保护
性能：
微晶玻璃比高炭钢硬、比铝轻；
机械强度比普通玻璃大6倍多；