放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備牙科可切削復(fù)合材料的研究.pdf

1、目前牙科修復(fù)領(lǐng)域深受患者歡迎的是與牙科CAD/CAM系統(tǒng)相適應(yīng)的可切削陶瓷牙。然而目前國內(nèi)沒有成型的產(chǎn)品，國外進(jìn)口的三種可切削陶瓷也各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中之一的長(zhǎng)石瓷顏色最接近天然牙體，目前已廣泛應(yīng)用于臨床，但是長(zhǎng)石瓷也是這三種材料中脆性最大的，斷裂韌性較低，本研究旨在利用放電等離子燒結(jié)(SPS)技術(shù)的特殊機(jī)理及工藝，提高傳統(tǒng)可切削長(zhǎng)石瓷的斷裂韌性。 本文首次運(yùn)用SPS技術(shù)制備出了致密均勻的CAD/CAM用牙科可切削長(zhǎng)石瓷材料，系統(tǒng)探

2、討了長(zhǎng)石質(zhì)陶瓷的SPS燒結(jié)工藝及其對(duì)陶瓷微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響，并在此基礎(chǔ)上研究添加納米ZrO2進(jìn)一步提高長(zhǎng)石瓷的韌性；除此之外，作者還根據(jù)長(zhǎng)石瓷的特點(diǎn)對(duì)脆性陶瓷材料力學(xué)性能測(cè)試的難點(diǎn)——斷裂韌性的測(cè)試進(jìn)行了詳細(xì)的探討；用直接壓痕法測(cè)量計(jì)算長(zhǎng)石瓷的斷裂韌性、硬度、彈性模量，計(jì)算材料的脆性指數(shù)、密度等性能，并對(duì)測(cè)試的壓痕韌性進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)，分析兩種陶瓷的晶相成分及顯微組織。作為對(duì)比，本研究同時(shí)還對(duì)德國VITA公司的同類產(chǎn)品可切削長(zhǎng)石瓷Vit

3、aMarkⅡ進(jìn)行上述各項(xiàng)對(duì)比研究。 本研究采用SPS技術(shù)能夠在溫度1120-1160℃，壓力30MPa，10-20min內(nèi)快速燒結(jié)得到致密的長(zhǎng)石質(zhì)陶瓷，燒結(jié)完全的長(zhǎng)石瓷外觀呈接近牙體顏色的半透明光澤，致密度高，力學(xué)性能好。其斷裂韌性KIC能達(dá)到1.57±0.16-1.64±0.11MPam11/2，優(yōu)于VitaMarkⅡ(1.21±0.13MPam1/2)，達(dá)到了微晶玻璃的斷裂韌性范圍；斷裂韌性的weibull模數(shù)m達(dá)到11.6

4、-17.77，大于VitaMarkⅡ(11.33)；硬度為6.018±0.059-6.290±0.154GPa，稍高于VitaMarkⅡ(5.870±0.104GPa)，彈性模量E達(dá)到61.86±1.78-66.08±1.63GPa，基本與VitaMarkⅡ相當(dāng)(63.07±1.12GPa)；脆性指數(shù)為13.70μm-1左右，較VitaMarkⅡ低(23.42μm-1)，說明脆性較VitaMarkⅡ小，可切削性較VitaMarkⅡ好，更

5、利于CAM制作；密度達(dá)到2.40-2.48g/cm3，高于普通無壓燒結(jié)的長(zhǎng)石瓷的密度。經(jīng)XRD及金相分析表明，SPS自制長(zhǎng)石瓷晶相為微斜長(zhǎng)石相，VitaMarkⅡ?yàn)檎L(zhǎng)石和霞石混雜相。 長(zhǎng)石瓷中加入一定量ZrO2，燒結(jié)效果不夠理想，一是在完全燒結(jié)的長(zhǎng)石瓷較好性能基礎(chǔ)上斷裂韌性并沒有進(jìn)一步提高，二是ZrO2的加入使長(zhǎng)石瓷材料整體失去了半透明度光澤，不適于對(duì)美觀性要求較高的牙科修復(fù)使用。 綜上所述，SPS技術(shù)制備的牙科可切削