بررسی سینتیک انحلال کلسیم فسفات های کربناتی بی شکل در محیط شبیه سازی شده استئوکلاستی

Abstract

در این مقاله سینتیک انحلال سیمان ها و همچنین کلسیم فسفات های بی شکل در محیط اسیدی استئوکلاستی بر اساس مدل هسته و یا ذره کوچک شونده با درنظر گرفتن واکنش های مذاب- جامد به بحث گذاشته شده است. بر اساس این مدل سه مرحله نفوذ ترکیب شونده A از میان فیلم احاطه کننده، واکنش شیمیایی A با جامد در سطح واکنش و یا نفوذ از میان لایه محصول تشکیل شده روی سطح جامد می توانند کنترل کننده سرعت واکنش باشند. در سیستم مورد نظر، دو حالت به بحث گذاشته شده است: 1- مدل هسته کوچک شونده (لایه محصول تشکیل شود) 2- مدل ذره کوچک شونده (لایه محصول تشکیل نشود) از داده های عملی به دست آمده برای تحلیل مدل ها و سازوکارهای مطرح استفاده شد. بررسی ها نشان داد که در اثر انحلال کلسیم فسفات های آپاتیتی، مقادیر زیادی کلسیم در همان لحظات اولیه وارد محلول می شود. حضور کلسیم در محلول سبب می شود تا در مراحل اولیه انحلال، فیلم تشکیل شده روی ذرات حاوی کلسیم در مقادیر زیاد باشد. در صورت حضور کربنات در ترکیب ماده، به دلیل ورود کربنات به محلول امکان تشکیل کمپلکس کلسیم- کربنات وجود خواهد داشت. در نتیجه میزان غلظت اشباع کلسیم به صورت چشمگیری کاهش می یابد. در مواد کریستالین در دوره های زمانی اولیه، کلسیم وارد شده به محلول در اثر انحلال نمونه در مقایسه با مواد بی شکل کمتر است در نتیجه طول دوره زمانی اولیه در این گونه مواد تا اندازه ای کوتاه تر از مواد بی شکل فاقد کربنات (مثل H1T) است. بر این اساس پیش بینی شده است که رفتار سیمان ها که یک نوع ماده نسبتا بلورین اما حاوی کربنات هستند؛ مابین ترکیبات بلورین فاقد کربنات و انواع بی شکل کربناتی باشد. نتایج حاصل نشان داد که سینتیک انحلال سیمان های توسعه یافته و همچنین کلسیم فسفات های بی شکل در محیط اسیدی استئوکلاستی از دو مدل ذره کوچک شونده (در زمان های ابتدایی) و مدل هسته کوچک شونده پیروی می کند هر چند که مرحله تعیین کننده سرعت، نفوذ از لایه محصول است. لایه محصول می تواند یک نوع کلسیم فسفات بی شکل مقاوم در برابر اسید و/ یا DCPD باشد.