不同包埋材料對Ti-6Al-7Nb合金鑄造性能影響的實驗研究.pdf

1、純鈦具有良好的生物相容性、耐腐蝕性、比強度高、質(zhì)量輕、價格低廉等優(yōu)點等，成為目前理想的牙科材料之一。然而，由于純鈦的機械強度、硬度等方面尚不能完全滿足義齒支架的要求，尋求理想的義齒支架用鈦合金十分必要。第一代鈦合金以Ti-6Al-4V為代表，含有毒元素礬，引起了許多爭議。20世紀80年代中期，瑞士開發(fā)了第二代無礬的醫(yī)用Ti-6Al-7Nb合金，該合金為ISO標準化的醫(yī)用鈦合金，其機械性能與Ti-6Al-4V相當，耐腐蝕性與純鈦相當。近年

2、來，盡管很多學(xué)者開發(fā)研究了第三代醫(yī)用鈦合金，但將其用于齒科臨床還有待于進一步研究。本文選取Ti-6Al-7Nb合金，分別采用氧化鎂、磷酸鹽及氧化鋯系鈦用包埋材料，與臨床常用TA2型純鈦鑄造效果作比較，對比分析了鑄造試件表面反應(yīng)層的結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、鑄流率及適合性等指標，為臨床合理選擇Ti-6Al-7Nb合金的包埋材料提供實驗依據(jù)。
　　研究內(nèi)容與方法：
　　1.研究不同體系包埋材料對Ti-6Al-7Nb合金表面反應(yīng)層結(jié)構(gòu)的影響

3、。肉眼觀察氧化鎂、磷酸鹽及氧化鋯系鈦用包埋材料包埋鑄造Ti-6Al-7Nb合金和純鈦鑄件表面光滑度和粘砂情況，并且通過掃描電鏡、能譜分析儀、金相顯微鏡和顯微硬度儀對Ti-6Al-7Nb合金和純鈦鑄件表面反應(yīng)層的微觀結(jié)構(gòu)、元素組成、晶相結(jié)構(gòu)和維氏顯微硬度進行觀察和檢測。
　　2.研究不同體系包埋材料對Ti-6Al-7Nb合金鑄流率的影響。采用20mm×20mm×0.85mm且具有7×7格柵網(wǎng)的網(wǎng)狀試樣，研究Ti-6Al-7Nb合金、

4、純鈦分別在氧化鎂、磷酸鹽及氧化鋯系鈦用包埋材料下的鑄流率，并進行評價比較。
　　3.研究不同體系包埋材料對Ti-6Al-7Nb合金全冠適合性的影響。根據(jù)王惠蕓恒牙測量統(tǒng)計表的數(shù)據(jù)，設(shè)計制作模擬下頜第一磨牙預(yù)備體的不銹鋼代型，在此基礎(chǔ)上分別采用不同包埋材料包埋制作Ti-6Al-7Nb合金和純鈦基底冠，并采用金相顯微鏡測量全冠粘固劑厚度及邊緣間隙值，對其適合性進行評價。
　　研究結(jié)果：
　　1.氧化鎂系包埋材料包埋鑄造的試

5、件表面光滑，基本無粘砂；氧化鋯系包埋材料包埋鑄造的試件表面粘砂較多。通過顯微硬度、金相分析、掃描電鏡及能譜分析(EDS)的方法研究結(jié)果顯示：氧化鎂系包埋料組試件表面反應(yīng)最輕微，未見明顯反應(yīng)層，表面O元素及其它元素含量極少，表面顯微硬度值最低；磷酸鹽和氧化鋯系包埋料組試件表面反應(yīng)層由外向內(nèi)的方向可見四層結(jié)構(gòu)，為燒結(jié)層、氧化層、包埋料元素浸入層及金屬基體層，并且表面燒結(jié)層和氧化層內(nèi)富含O元素及包埋料中的Al、Zr、Si等元素，隨深度增加，包

6、埋料浸入層內(nèi)O元素含量逐漸減少，仍有少量來自包埋料中的元素成分，直至金屬基體層內(nèi)這些元素才完全消失，其表面顯微硬度值均較氧化鎂系包埋料組試件高，且Ti-6Al-7Nb合金組與純鈦組之間變化規(guī)律基本一致。
　　2.鑄流率結(jié)果經(jīng)方差分析顯示，各組試件鑄流率均達到90％以上；三種包埋料包埋鑄造的試件鑄流率無明顯差異（P>0.05)；純鈦組和Ti-6Al-7Nb組間無明顯差異（P＞0.05)。
　　3.三種包埋料包埋鑄造Ti-6Al

7、-7Nb合金和純鈦基底冠，各點間隙均小于120μm，不論是Ti-6Al-7Nb合金還是純鈦，氧化鎂和磷酸鹽系包埋材料鑄出試件的各測量點間隙無顯著性差異（P＞0.05），氧化鎂和磷酸鹽系包埋料組與氧化鋯系組之間冠邊緣間隙存在顯著性差異（P＜0.05）。
　　結(jié)論：
　　1.在對鑄件表面反應(yīng)層的影響方面，氧化鎂系包埋材料比氧化鋯系和磷酸鹽系包埋材料更適合于Ti-6Al-7Nb合金。
　　2.Ti-6Al-7Nb合金與純鈦一