生物陶瓷失效(failure of bio-ceramics),工学-机械工程-机械工程基础-机械设计-机械强度学-结构完整性-失效机制,生物陶瓷在植入体内后,因材料本身、生理环境因素以及材料和生理环境之间的复杂作用等引起的功能降低和不良反应,并失去使用的可靠性和安全性,包括断裂、松动、不愈合等。脆性断裂是生物陶瓷的常见失效形式。生物陶瓷尽管具有组成范围宽、强度高、耐磨、热稳定性好、不易氧化且与组织相容性好等优点,但脆性是其致命弱点。由于缺乏促进变形的滑移系统,在外力作用和自身微缺陷共同作用下,裂纹源构成并产生应力集中,继而导致裂纹快速扩展并最终脆性断裂。脆性断裂前未发生较明显的塑性变形。应力集中是导致生物脆性断裂的主要原因之一,而反映材料抵抗应力集中而发生断裂的指标是断裂韧性,一般用使材料产生脆性断裂的临界应力强度因子KIC表示。生物陶瓷主要分为生物惰性陶瓷(如热解碳、氧化铝和二氧化锆等)和生物活性陶瓷(如羟基磷灰石[注]、磷酸三钙和玻璃陶瓷等)。一般来说,生物惰性陶瓷比生物活性陶瓷具有更高的断裂韧性。