牙科Y-TZP陶瓷著色方法及性能研究.pdf

1、隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)牙科修復(fù)材料提出了更高的要求。近三十年來，Y-TZP(釔穩(wěn)定四方相氧化鋯多晶體，yttria-stabilized tetragonalzirconiapolycrystalline)陶瓷因高強(qiáng)度、美觀性及較好的生物相容性得到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。對(duì)于牙科修復(fù)體，透光性和色度是最重要的性能指標(biāo)。然而，Y-TZP陶瓷的顏色與天然牙色存在一定差距。在傳統(tǒng)的遮色處理中，飾面層/Y-TZP雙瓷層結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)色度

2、調(diào)控的同時(shí)，也損失了一部分透光性和力學(xué)性能。因而自著色Y-TZP全瓷冠成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于著色方法對(duì)Y-TZP性能影響的報(bào)道很少。
　　本文采用化學(xué)共沉淀法制備了ZrO2(3Y)納米粉。并基于此系統(tǒng)地研究了不同著色方法對(duì)著色Y-TZP力學(xué)性能、透光性及色度的影響。選用Fe2O3、CeO2為著色劑，著色方法包括:共沉淀原位生成摻雜、著色劑與ZrO2(3Y)粉體機(jī)械混合、著色液浸泡ZrO2(3Y)造粒粉體和著色液浸泡Y

3、-TZP素胚。最終取得主要結(jié)果如下:
　　(1)采用化學(xué)共沉淀制備了ZrO2(3Y)納米粉。研究發(fā)現(xiàn):PEG-6000添加量為1.4wt％時(shí)，對(duì)前驅(qū)體懸濁液的分散效果最好，熱處理后的粉體粒徑約為15nm。隨著熱處理溫度的提高，ZrO2(3Y)粉體中單斜相的相對(duì)含量逐漸增大。CeO2摻雜降低了非晶態(tài)ZrO2的晶型轉(zhuǎn)變溫度，因而導(dǎo)致單斜相的相對(duì)含量增大。
　　(2)研究了Y-TZP的成型制度與燒結(jié)性能。研究發(fā)現(xiàn):在干壓—冷等靜壓

4、成型工藝中，相同冷等靜壓下素胚體積密度隨干壓壓力提高，先降低后增大?？杉庸ぶ笖?shù)隨預(yù)燒結(jié)溫度提高，先增大后降低。Y-TZP燒成后，進(jìn)一步提高燒結(jié)溫度或延長(zhǎng)保溫時(shí)間，可以提高其全透射率。但燒結(jié)溫度過高時(shí)，單斜相的出現(xiàn)及Y3+在晶界處的偏析導(dǎo)致全透射率略有下降，并且顯著地降低了力學(xué)性能，對(duì)致密度的提高沒有貢獻(xiàn)。綜合考慮確定了Y-TZP燒成制度為1470℃/2 h。
　　(3)研究了不同著色方法對(duì)Y-TZP力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):不同著

5、色方法中，共沉淀原位生成法制得的Y-TZP在硬度、斷裂韌性及抗彎強(qiáng)度方面均表現(xiàn)良好。較差的成型性能以及機(jī)械混合均勻性的局限，導(dǎo)致著色劑與粉體機(jī)械混合法中所得Y-TZP的硬度、斷裂韌性較低。在浸泡素胚法中，F(xiàn)e3+強(qiáng)烈水解引起的膠粒團(tuán)聚，導(dǎo)致Fe2O3著色Y-TZP的硬度出現(xiàn)明顯下降。浸泡粉體法顯著降低了Fe2O3著色Y-TZP的抗彎強(qiáng)度。
　　(4)研究了不同著色方法對(duì)Y-TZP透光性、色度的影響。研究發(fā)現(xiàn):Fe2O3、CeO2摻

6、雜主要降低了Y-TZP在短波段的全透射率。著色劑與粉體機(jī)械混合法對(duì)Y-TZP全透射率的影響最大，這與該方法中制得Y-TZP致密程度較低、晶粒尺寸分布不均勻有關(guān)。共沉淀原位生成法對(duì)全透射率的影響最小，所得樣品的透射率為四種方法中的最高;Fe2O3摻雜顯著降低了Y-TZP色品指數(shù)L*，增大了a*、b*。CeO2摻雜主要增大了b*，對(duì)L*、a*影響較小。浸泡素胚法制得的Fe2O3著色Y-TZP與其他三種著色方法中的相比色差最大，這與Fe3+無