二次微波燒結(jié)Al2O3增韌ZrO2基齒科復(fù)合材料的性能及強(qiáng)韌化研究.pdf

1、ZrO2陶瓷具有生物惰性、良好的生物相容性和高強(qiáng)韌性等特點(diǎn)，是一種新型的齒科修復(fù)材料，但由于硬度太大，難以加工，限制了它在牙科臨床上的廣泛應(yīng)用。本文通過在ZrO2基體中添加不同含量的Al2O3，采用不同的燒結(jié)工藝制備成氧化鋯基齒科復(fù)合材料。利用XRD、SEM+EDX、TEM等分析測(cè)試方法，觀察了Al2O3對(duì)氧化鋯基齒科材料顯微結(jié)構(gòu)的影響；分析了不同燒結(jié)工藝對(duì)其性能的影響；探討了Al2O3增韌氧化鋯基齒科材料的強(qiáng)韌化機(jī)理。此外，為了實(shí)現(xiàn)牙

2、科臨床上的具體應(yīng)用，還對(duì)該種材料的細(xì)胞相容性開展了測(cè)試與分析。
　　研究結(jié)果表明：ZrO2在冷卻的過程中會(huì)發(fā)生t→m的相變，添加的Al2O3與基體ZrO2無化學(xué)反應(yīng)，沒有產(chǎn)生新相。適量Al2O3的加入提高了ZrO2基齒科材料的致密度、顯微硬度、斷裂韌性和抗彎強(qiáng)度，在Al2O3含量為7.5％時(shí)，綜合性能相對(duì)較佳；純3Y-TZP陶瓷的硬度和抗彎強(qiáng)度在燒結(jié)溫度從1350°C升高至1550°C之間普遍下降，而7.5Al203-92.5Zr

3、O2復(fù)相陶瓷的性能是先增加后降低，在1500°C時(shí)相對(duì)較好。隨著保溫時(shí)間的延長，兩者性能都是先增后降，較佳的保溫時(shí)間為30min。純3Y-TZP陶瓷和7.5Al2O3-92.5ZrO2復(fù)相陶瓷的較佳一次低溫?zé)Y(jié)溫度分別為900°C和950°C。試樣經(jīng)二次微波燒結(jié)后各項(xiàng)性能均優(yōu)于二次常規(guī)燒結(jié)和一次微波燒結(jié)，7.5Al2O3-92.5ZrO2復(fù)相陶瓷經(jīng)二次微波燒結(jié)后，其致密度為99.25%，顯微硬度為13.09GPa，斷裂韌性為11.62M

4、Pa·m1/2，抗彎強(qiáng)度為766.89MPa，相比純3Y-TZP陶瓷，性能都得到提升；通過觀察氧化鋯晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)組態(tài)，純3Y-TZP陶瓷的位錯(cuò)基本呈有規(guī)則的排列成行，7.5Al2O3-92.5ZrO2復(fù)相陶瓷的位錯(cuò)呈不規(guī)則隨意網(wǎng)狀分布，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)會(huì)形成釘扎效應(yīng)和位錯(cuò)塞積群，產(chǎn)生強(qiáng)化效果。ZrO2基齒科材料的強(qiáng)韌化機(jī)理主要是Al2O3彌散增韌、相變?cè)鲰g、微裂紋增韌。小鼠成纖維細(xì)胞在氧化鋯基齒科材料上培養(yǎng)24h、48h、96h后的細(xì)胞增值