Effect of B 2 O 3 Substitution for SiO 2 on the Network Structure and Degradation Behavior of Borosilicate Glasses

硼硅酸盐玻璃 降级(电信) 材料科学 离子 化学工程 网络结构 矿物学 摩尔比 化学物理 氧气 分子动力学 四面体 替代(逻辑) 图层(电子)
作者
Minhui Zhang,Yonghui Cao,Yu Cao,Yuze Li,Guang Pan
出处
期刊:Journal of the American Ceramic Society [Wiley]
卷期号:109 (3)
标识
DOI:10.1111/jace.70658
摘要

ABSTRACT The effects of B 2 O 3 substitution for SiO 2 on the network structure and in vitro degradation behavior of borosilicate glasses were investigated using a combined approach of molecular dynamics (MD) simulation and experimental methods. The results show that an increasing B 2 O 3 /SiO 2 molar ratio shifts the main network former from [SiO 4 ] to [BO 3 ] and [BO 4 ] units. Notably, [BO 3 ] units exhibit a tendency for spatial aggregation, which reduces network stability, whereas [SiO 4 ] tetrahedra increase their bridging oxygen connectivity to compensate and stabilize the network. These structural changes critically determine the degradation mechanism: For silicate‐rich glasses (e.g., 0B, 1B), a protective silica‐rich layer forms, leading to a fluctuating, layer‐by‐layer ion release of Ca, B, and Si. In contrast, for borate‐rich glasses (e.g., 2B, 3B), the network undergoes rapid, bulk disruption due to the vulnerability of clustered [BO 3 ] domains, resulting in the near‐synchronous and rapid release of B and Ca. Furthermore, the applicability of F n e t for predicting the ion release behaviors of borosilicate glasses is demonstrated. This study validates the integrated MD‐experimental approach for revealing the atomic‐scale origins of degradation behavior and demonstrates the potential of structural descriptors like F n e t for guiding the composition design of bioactive glasses with tailored ion release profiles.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
呆萌的妙梦完成签到,获得积分10
1秒前
yanweifu完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
zc发布了新的文献求助10
1秒前
风一起发布了新的文献求助10
1秒前
新手小白完成签到,获得积分10
3秒前
天真的音完成签到,获得积分10
3秒前
陈M雯发布了新的文献求助10
3秒前
666发布了新的文献求助10
4秒前
超级发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
崔雨禾完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
小马猪完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
J_Xu发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
大个应助从不内卷采纳,获得10
8秒前
8秒前
呆萌鹭洋发布了新的文献求助10
8秒前
liuziming发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
初景发布了新的文献求助10
11秒前
yue完成签到,获得积分10
11秒前
mahuahua发布了新的文献求助10
12秒前
dbc1234发布了新的文献求助100
12秒前
12秒前
fang发布了新的文献求助10
13秒前
yw发布了新的文献求助10
13秒前
maffei完成签到,获得积分10
13秒前
131310发布了新的文献求助30
13秒前
顾矜应助leng采纳,获得10
13秒前
13秒前
优雅平松发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Interpolation and Regression Models for the Chemical Engineer: Solving Numerical Problems 400
The Neuroscience of Language 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7686599
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9249788
关于积分的说明 19959213
捐赠科研通 7259576
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3289510
关于科研通互助平台的介绍 2446542
邀请新用户注册赠送积分活动 2294038