以化学纯的草酸胺，分析纯的硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌和氨水为原料，采用共沉淀法制备了锰锌铁氧体前驱体粉末，对其进行压块处理后，通过烧结得到锰锌铁氧体(表1)。

采用美国贝克曼库尔特公司生产的LS粒度分析仪进行粒度分析。采用D/max 2550X-射线衍射仪对锰锌铁氧体进行物相分析。用FD-TX-FM-A古埃磁天平检测铁氧体的磁性能。

样品粉磨，称取一定量后放入烧杯，加入适量SBF9#溶液，使得刚好覆盖试样表面，再取一空烧杯，直接加入SBF9#溶液。所有烧杯放入恒温水浴锅培养。烧杯口部需用保鲜膜封口。每两天对烧杯中的SBF9#溶液进行更换。表2为SBF9#模拟液成分表。

按照表1的成分表，将配好的溶液装入1 M的容量瓶，备用。

将样品置于烧杯中，加入模拟体液在水浴锅培养3周，温度为37℃左右。记录培养前后的样品质量。

图1是铁氧体的XRD曲线。从图中可以看出，烧成后所得到的样品为单一尖晶石相锰锌铁氧体。

表1. 主要原料

对经过热处理的铁氧体粉末用磁天平测量其磁化率，结果见表3。从表3中可以看出，尽管是经过同一热处理制度处理过的样品，但是各配方之间的磁化率同样有较大的差别，并呈现相应的规律性。

图2为铁氧体的磁化率柱状图。可以看出，随试样中ZnO含量的逐渐降低，Fe₂O₃含量的增大(MnO含量变化不大)，试样的磁化率有明显的增长。铁氧体为亚铁磁性物质，根据尼尔的理论^{[ 7 ]}，在铁氧体材料

表2. 模拟液成分表

图1. 铁氧体的XRD

表3. 铁氧体的磁化率及金属氧化物含量

图2. 铁氧体的磁化率

中，占据A位与B位的金属离子的磁矩相互之间抵消，抵消后剩余的磁矩矢量和为铁氧体的磁性。在铁氧体的晶格中，占据A位与B位的上的金属离子被半径较大的非金属离子O²⁻隔开，以至于它的电子波函数(环形轨道)很少重叠，因此不可能有直接的交换作用。导致铁氧体磁性的不是磁性离子间的直接交换作用，而是通过夹在磁性离子间的氧离子而形成的间接交换作用。这种间接交换作用被称为超交换作用。在锰锌铁氧体中，Zn²⁺为零磁矩离子，有强烈的占据A位的趋势。在引入Zn²⁺后会将原本占据A位的离子挤到B位上去，分别占据A位与B位的Fe²⁺或Fe³⁺离子量同样会发生变化，这就会导致铁氧体磁性的变化。由此可知，在锰锌铁氧体中，随ZnO含量的逐渐降低，Fe₂O₃含量的逐渐升高，铁氧体的磁化率会逐渐升高。

由于铁氧体应用于生物体内，而生物体内又具有人体体液这样一个特殊的环境，因此铁氧体将与体液发生一定反应。通过将铁氧体试块放入生理模拟液中测量其质量以及外观的变化，对铁氧体进行生物相容性的测试。据文献报道，试样的相容性和组分中的钙磷含量有密切的关系。为了增加试样的相容性，在每个样品中加入5 wt%的CaHPO₃。

表4为在模拟生理液中浸泡前后样品的质量。

在模拟生理液中浸泡3周后，除试样M4外，其余的样品的表面都有毛灰白色絮状物产生，干燥后成白色沉淀并牢固地粘结在其表面上。称量后表明，质量有微小的增加，原因可能有：1) 试样从模拟生理液中吸附了OH⁻，Cl⁻等离子，导致增重；2) 试样吸附的OH⁻和Ca²⁻、PO₄³⁻等离子生成HAP，导致增重。但也有样品的质量有所减少，原因可能是在更换模拟液时，有些颗粒被液体带出，或者是材料在培养过程中有些成分溶解到模拟液中。

图3为经过SBF9#浸泡三周的样品M3的X射线衍射图。从图中可以看出，试样M3在37℃左右的模拟生理液中浸泡504 h后，产生了 HAP(Ca₃Fe₄(PO₄)₄(OH)₆·3H₂O)。

磷灰石不仅对骨和齿等硬组织，而且对皮肤等软组织也有亲和性，此外，磷灰石对不同癌细胞均有一定的杀伤和抑制作用。因此，在生物材料中，表面能否形成磷灰石具有非常重要的意义。羟基磷灰石表面可以吸附某种蛋白质，它能促进骨生长，活化骨的萌芽细胞，因而，含有羟基磷灰石的生物陶瓷能够诱发骨的生长，促进骨重建，所以制备的陶瓷材料具有较好的生物活性。试样生成HAP的机理为：当试样浸入模拟生理液后，因离子在两相中化学位不同而导致了离子的扩散和迁移。扩散速度取决于扩散纪元的活度梯度和扩散系数，而扩散系数与网络结构有密切关系。磷酸盐玻璃具有硫松的网络结构，作为网络修饰

表4. 培养前后样品质量的变化

图3. 经模拟液浸泡的试样的XRD

体的Ca²⁺溶出量大，因此，在模拟生理液中，试样内的Ca²⁺通过相对稳定的铁磷四面体网络向溶液扩散，从而使试样表面形成富磷层。与此同时，试样与溶液系统在其界面处建立了双电层，在试样表面一侧有负电荷积累，而溶出的Ca²⁺则富集于溶液一侧，浓度高于模拟生理液，并逐渐达到饱和，从而使试样表面析出HAP。

生物陶瓷的生物活性和相容性和材料中是否含有钙磷以及它们的结构有密切的关系。因为在含有磷钙的材料中形成[PO₄]⁵⁻和其聚合成群，当碱金属或碱土金属离子存在于络阴离子群间隙中时，如果再有水酸等介质存在时，易被溶出，释放一价或二价金属离子，使陶瓷表现有相容性，标志材料具有生物活性。基本结构单元[PO₄]⁵⁻中有三个氧原子与相邻四面体共用，另一氧原子以双键与磷原子相连，该不饱和键处于亚稳态，易吸附环境水，转化成稳态结构，形成表面浸润性好，也就意味着有较好的生物活性。