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1. 引言自20世纪70年代以来，因诸如钛（Ti）合金，钴铬合金（CoCr）和高密度聚乙烯（PE）等现代生物材料的使用，而彻底改变了患者的髋或膝关节等假体的置换方法，因此使临床效果更佳[1, 2]。
然而，人体假体轴承令人困扰的一个长期问题是：假体周围关节空间中积聚的微小磨损碎片，特别是假体磨损颗粒对宿主生物的不良反应。
因为髋关节和膝关节置换后的颗粒磨损会导致局部发炎，假体周围骨质流失和植入物过早松动，则需要进行翻修手术，故迫切需求减少轴承磨损[3]。
氧化铝（Al2O3）和氧化锆（ZrO2）因其尺寸和化学稳定性以及耐腐蚀性和耐磨损性，而被广泛应用于外科手术中，其中氧化锆具有较高的断裂韧性，高达10MPam1/2还有很高的抗弯强度。
这些性质有可能成为新兴的陶瓷假体[2]。
但是，氧化锆陶瓷会在体内发现相变，进而导致在患者体内发生病变。
同样氧化铝陶瓷偶发轴承失效以及机械性能较差，限制了外科手术的灵活性[4]。
2. 氮化硅生物陶瓷的性能氮化硅（Si3N4）陶瓷作为一种极具特殊的无机材料，作为一种高温结构陶瓷自身具有耐磨性和润滑性，还具备强度高、抗热震稳定性优良、室温抗弯强度高、疲劳韧性高、耐磨、耐腐蚀性好、抗氧化等优点[5]。
2.1 氮化硅的机械性能根据Shi[6]等人的研究，由10wt%Y2O3和Al2O3作为添加剂制成的氮化硅陶瓷，尺寸为3430mm的测试棒，初始强度约为600MPa。
氮化硅同其他陶瓷类似，为一种抗压不抗弯的脆性材料，以标准的材料性能测试得，Si3N4的维氏硬度为12-13GPa，杨氏模量为299GPa，泊松比为0.270，平均晶粒尺寸为0.6μm[7]。
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