用于电场治疗肿瘤的陶瓷电极的陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于电场治疗肿瘤的陶瓷电极的陶瓷材料制备方法，包括如下步骤：采用固相法合成a[0.67Bi

【技术实现步骤摘要】
用于电场治疗肿瘤的陶瓷电极的陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能陶瓷材料
，具体地说，涉及一种用于电场治疗肿瘤的陶瓷电极的陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物医学研究表明，如果直接利用金属电极施加电场到人体，在传导电流的作用下，人体细胞内的带电矿物离子会出现迁移，导致细胞内离子浓度的变化，这对于人体是有害的（PNAS，vol.104，pp10152
‑
10157，2007）。另外由于高传导电流会直接与人体的生命安全有关，利用金属电极施加电场进行医学研究及治疗，电压不可过高，施加电压受限。
[0003]根据物理学原理，纯电容对于传导电流是绝缘的，对交流电场是导通的，所以在临床施加交流电压的实验中，如果利用绝缘的陶瓷电容作为电极施加交流电压，就可以避免人体内出现传导电流，从而避免传导电流对细胞的副作用。此外，一般治疗情况下通过电容电极施加在人体的电场是局部区域的，只有局部区域受到电场作用。而且由于电容的绝缘性质，没有传导电流通过加电场的人体区域。相对于金属导体电极，利用绝缘电容电极施加电场治疗具有更高的安全性，可以施加更高电压。
[0004]已经有生物医学实验证明，在特定交流频率下，通过绝缘电容电极施加交变电压可以有效抑制特定异常细胞的生长（PNAS，vol.104，pp10152
‑
10157，2007）。在特定的电场频率下，电场可以有效地抑制动物及人体脑部的肿瘤细胞生长。实验证明施加电压越高，治疗效果越好。但是治疗施加的电压受到当地规定的安全电压限制。在临床治疗中，由于安全要求，外加电压必须低于当地规定的安全电压。目的在于防止一旦短路，不会出现安全事故。这样在外加电压受限的前提下，由于电容的容抗与电容材料的介电常数成反比，所以利用高介电常数的介电材料制作的电容电极，电极容抗会更小。电极上面的电压降就会更小。这样在安全电压一定的前提下， 施加在患者头部的电压就更高，治疗效果会更好。另外，介电损耗高的电容材料会在电场下发热， 影响电容电极工作，并且有发热烫伤病人的风险。因此，采用高介电常数而且低损耗的材料，可以更加有效的将电场通过低容抗的电容电极片加在直接需要研究或治疗的人体或动物的具体部位。基于以上应用背景，寻找有高介电常数，低损耗的介电材料，制作低容抗和低损耗的的电容电极，以满足阻断传导电流，导通电场实现不同应用就显得极为迫切。
[0005](1
‑
x)PMN
‑
xPT [(1
‑
x)Pb(Mg
1/3
Nb
2/3
)O3‑
xPbTiO3] (x<1) 是具有高介电常数的铁电材料。但是对于这个体系材料的合成，如果采用一步法合成，容易获得焦绿石杂相，恶化性能。为了获得性能优良的钙钛矿结构的单相材料，一般都需要利用两步法合成。第一步在1000度以上保温合成MgNb2O6，然后利用MgNb2O6为部分原料，与其他氧化物原料混合，在800℃以上进行第二次合成，最后获得钙钛矿结构的PMN
‑
PT陶瓷粉体。问题是，利用两步法合成，工序复杂，工时长，耗能高。另外，对于PMN
‑
xPT的研究，大量研究关注准同晶相界成分(1
‑
x)PMN
‑
xPT，其中x= 0.3到0.4之间，但是准同晶相界的成分仅适合压电使用，不适合高介电电容使用。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了用于电场治疗肿瘤的陶瓷电极的陶瓷材料制备方法以及采用该方法制备的陶瓷材料及元件。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于电场治疗肿瘤的陶瓷电极的陶瓷材料制备方法，所述制备方法包括如下步骤：1）采用固相法一步合成a[0.67Bi
0.995
Ce
0.005
FeO3‑
0.33BaTiO3]‑
b[Sr1‑
x
Pb
x
Ti1‑
y
Zr
y
O3]‑
c[Pb(Mg
1/3
Nb
2/3
)O
3 其中， 0<a<0.06，0.05<b<0.18，a+b+c=1； 0.6≤x≤0.8，0<y<0.2；以Bi2O3，CeO2，Fe2O3，BaCO3，TiO2，SrCO3，Pb3O4，ZrO2，MgO，Nb2O
5 为原料，在750 ℃～850 ℃的温度下保温4小时，合成a[0.67Bi
0.995
Ce
0.005
FeO3‑
0.33BaTiO3]‑
b[Sr1‑
x
Pb
x
Ti1‑
y
Zr
y
O3]‑
c[Pb(Mg
1/3
Nb
2/3
)O3]粉体；其中，0<a<0.06，0.05<b<0.18，a+b+c=1； 0.6≤x≤0.8，0<y<0.2；2）对所述步骤1）中合成好的a[0.67Bi
0.995
Ce
0.005
FeO3‑
0.33BaTiO3]‑
b[Sr1‑
x
Pb
x
Ti1‑
y
Zr
y
O3]‑
c[Pb(Mg
1/3
Nb
2/3
)O3]粉体进行细磨，细磨后添加粘结剂造粒并压制成型以得到素坯；3）进行排塑，排除所述素坯中的有机物质；4）对所述素坯进行烧结，获得陶瓷材料。
[0008]根据本专利技术的一个具体实施方式，所述步骤1）具体为：以Bi2O3，CeO2，Fe2O3，BaCO3，TiO2，SrCO3，Pb3O4，ZrO2，MgO，Nb2O
5 为原料，按照a[0.67Bi
0.995
Ce
0.005
FeO3‑
0.33BaTiO3]‑
b[Sr1‑
x
Pb
x
Ti1‑
y
Zr
y
O3]‑
c[Pb(Mg
1/3
Nb
2/3
)O3]的化学计量比配料后用湿式球磨法混料；对混合后材料进行烘干；在750 ℃～850 ℃的温度下保温4小时后一步合成得到a[0.67Bi
0.995
Ce
0.005
FeO3‑
0.33BaTiO3]‑
b[Sr1‑
x
Pb
x
Ti1‑
y
Zr
y
O3]‑
c[Pb(Mg
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电场治疗肿瘤的陶瓷电极的陶瓷材料制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：1）采用固相法一步合成a[0.67Bi
0.995
Ce
0.005
FeO3‑
0.33BaTiO3]
‑
b[Sr1‑
x
Pb
x
Ti1‑
y
Zr
y
O3]
‑
c[Pb(Mg
1/3
Nb
2/3
)O3]：以Bi2O3，CeO2，Fe2O3，BaCO3，TiO2，SrCO3，Pb3O4，ZrO2，MgO，Nb2O
5 为原料，在750℃～850℃的温度下保温4小时，合成a[0.67Bi
0.995
Ce
0.005
FeO3‑
0.33BaTiO3]
‑
b[Sr1‑
x
Pb
x
Ti1‑
y
Zr
y
O3]
‑
c[Pb(Mg
1/3
Nb
2/3
)O3]粉体；其中，0&lt;a&lt;0.06，0.05&lt;b&lt;0.18，a+b+c=1；0.6≤x≤0.8，0&lt;y&lt;0.2；2）对所述步骤1）中合成好的a[0.67Bi
0.995
Ce
0.005
FeO3‑
0.33BaTiO3]
‑
b[Sr1‑
x
Pb
x
Ti1‑
y
Zr
y
O3]
‑
c[Pb(Mg
1/3
Nb
2/3
)O3]粉体进行细磨，细磨后添加粘结剂造粒并压制成型以得到素坯；3）进行排塑，排除所述素坯中的有机物质；4）对所述素坯进行烧结，获得陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）包括：以Bi2O3，CeO2，Fe2O3，BaCO3，TiO2，SrCO3，Pb3O4，ZrO2，MgO，Nb2O
5 为原料，按照a[0.67Bi

【专利技术属性】
技术研发人员：张建义，刘胜军，段红杰，
申请(专利权)人：北京国械堂科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：