氧化锆牙科修复材料的成型、烧结及瓷体性能的研究

摘要

牙齿缺损是一种常见的口腔创伤,既影响人们的身体健康又影响容貌美观,牙科修复材料的发展经历了从异体牙齿、动物牙齿到目前最常用的金属材料、树脂材料和陶瓷材料的过程,不仅要满足物理、化学、生物相容性等基本条件,还要满足美观、方便等人文化条件。氧化锆具有优异的力学性能,良好的生物相容性和美学特性,不同温度下具有三种不同的晶体结构,利用其降温过程中由四方相到单斜相的马氏体相变,通过应力诱导相变增韧效应,提高陶瓷的力学性能,使氧化锆陶瓷成为了牙齿缺损全瓷修复材料重点发展的方向之一。
　　 本论文研究了三种不同有机添加剂对氧化锆牙科修复材料成型的影响,探索了氧化锆陶瓷的烧结制度,选取成型方法,制定烧结制度后,将纳米级钇铝石榴石(YAG)以不同质量分数添加到微米级3Y-TZP粉体中,在相同条件下制成不同YAG含量的YAG-TZP陶瓷,考察了其体积密度、表观密度、相对密度、气孔率、线收缩率及体收缩率的变化,测定了不同YAG含量不同温度下煅烧得到的YAG-TZP陶瓷的三点抗弯强度、维氏硬度,分析了晶体结构和表观形貌变化,研究了微观结构对YAG-TZP陶瓷性能的影响。
　　 成型方法和烧结条件对氧化锆陶瓷的结构和性能有较大的影响。模压结合冷等静压成型的样品密度大,强度高,烧结阻力小,可实现近净尺寸成型。两步烧结成型有利于提高氧化锆陶瓷的致密化程度。烧结温度为1550℃得到的瓷块四方相衍射峰最强,相变增韧能力高,并且晶粒大小均匀结合紧密,外力作用下沿晶断裂和穿晶断裂方式共同作用。
　　 添加YAG粉体到氧化锆陶瓷中,提高氧化锆陶瓷的强度和硬度。YAG添加量为2％时三点抗弯强度达到最大值306±50.66MPa,YAG添加量为6％时,维氏硬度达到最大。YAG添加量在2～6％范围内,抗弯强度逐渐减小,但仍高于纯ZrO2陶瓷,说明添加少量的YAG有利于提高ZrO2陶瓷的强度,少量的YAG弥散在ZrO2中起到增强作用。