醫(yī)用氧化鋯陶瓷成型體的制備、燒結(jié)及力學(xué)性能研究.pdf

1、氧化釔穩(wěn)定氧化鋯陶瓷（Y-TZP）具有優(yōu)良的生物相容性和較高的半透明度。在室溫條件下，可通過應(yīng)力誘導(dǎo)發(fā)生馬氏體相變因而具有較高的力學(xué)特性，成為理想的牙科陶瓷材料。但是氧化鋯陶瓷燒結(jié)后硬度極高，難于進(jìn)行切削加工，因而限制了其應(yīng)用。目前國(guó)際上廣泛采用齒科CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助加工）系統(tǒng)來加工氧化鋯牙冠。首先采用氧化鋯粉體成型得到成型體，然后在較低溫度下燒結(jié)獲得氧化鋯預(yù)燒結(jié)體，對(duì)預(yù)燒結(jié)體進(jìn)行切削加工得到預(yù)燒結(jié)氧化鋯內(nèi)冠，最

2、后在較高燒結(jié)溫度下進(jìn)行燒結(jié)，精確控制其收縮率，獲得致密的氧化鋯義齒。這種方法在很大程度上提高了氧化鋯義齒的加工效率，使得氧化鋯作為齒科修復(fù)材料得到推廣。
　　本文以3mol％氧化釔穩(wěn)定氧化鋯陶瓷為原料，采用模壓結(jié)合冷等靜壓成型法制備氧化鋯成型體，分析了成型工藝參數(shù)對(duì)成型體性能的影響。在氧化鋯成型后，制定了氧化鋯陶瓷的預(yù)燒結(jié)/二次燒結(jié)工藝,研究了預(yù)燒結(jié)溫度/二次燒結(jié)溫度對(duì)氧化鋯燒結(jié)體力學(xué)性能及可加工性的影響。研究結(jié)果表明：
　

3、?。?）氧化鋯陶瓷的成型工藝參數(shù)決定了其微觀組織和宏觀力學(xué)性能。若增大氧化鋯陶瓷的成型壓力，成型體的密度顯著提高。但當(dāng)成型壓力超過3.5 MPa時(shí)，則成型體密度增長(zhǎng)緩慢。若成型壓力相同，增加氧化鋯陶瓷的保壓時(shí)間，則成型體的密度隨之增加。但當(dāng)成型保壓時(shí)間超過30 s時(shí)，則成型體密度的不再增加。因此模壓成型最優(yōu)的工藝參數(shù)：模壓壓力3.5 MPa，保壓時(shí)間30 s。
　　（2）在模壓成型后，通過冷等靜壓成型可以進(jìn)一步提高樣品的密度，提高

4、陶瓷粉體的均勻性和降低燒結(jié)阻力。通過研究發(fā)現(xiàn)冷等靜壓壓力超過200 MPa后陶瓷粉體密度增加不明顯，因此從提高成型體的生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本出發(fā)，200 MPa為最優(yōu)的冷等靜壓成型壓力。
　　（3）氧化鋯成型后，研究了預(yù)燒結(jié)溫度對(duì)預(yù)燒結(jié)體的物理性能、力學(xué)性能和可加工性的影響。結(jié)果表明：隨著預(yù)燒結(jié)溫度提高，預(yù)燒結(jié)體致密度和力學(xué)性能均有提升，而可加工性能先升高后降低。在1050 oC預(yù)燒結(jié)的氧化鋯陶瓷二次燒結(jié)后線收縮小，尺寸控制精度高