專利名稱：一種納米氧化物增強牙科鈦烤瓷粘結瓷的方法
技術領域：
本發明涉及一種牙科鈦烤瓷的制備方法，具體涉及一種納米氧化物增強牙科鈦烤瓷粘結瓷的方法。
背景技術：
牙科烤瓷材料自臨床應用以來，由于其良好的生物相容性、耐磨耐腐蝕性以及色澤自然逼真等優點，已成為治療牙缺失的最主要方法。鈦烤瓷義齒生物相容性優異，美觀安全，且價格低廉，是當前口腔修復研究的熱點之一。鈦的熱膨脹系數獷10X10_6°C)遠低于金合金和鎳鉻合金(14 15X1(T6°C )，鈦與傳統烤瓷的膨脹系數相差很大，需要制備低 熔點、低膨脹系數的鈦烤瓷專用瓷粉與鈦基底配合使用。同時鈦的高度親氧性使鈦在超過800°C時的氧化膜厚度急劇增加并從鈦表面脫落，使鈦/瓷間的結合強度達不到臨床要求，因此鈦烤瓷義齒在臨床中尚未得到廣泛使用。根據鈦瓷牙冠的結構，在鈦金屬冠上熔覆的鈦瓷應該包括粘結瓷、遮色瓷和體瓷三個基本組成部分，以達到與鈦合金合適的物理化學性能匹配，以及牙齒咀嚼功能與美學功能的要求。其中粘結瓷的主要作用是實現陶瓷與鈦合金表面熱膨脹系數的匹配，減緩鈦合金金屬表面的進一步氧化，提高鈦瓷結合強度；遮色瓷部分的作用是遮蓋透過粘結瓷所顯現出的鈦金屬冠顏色，同時在對體瓷與粘結瓷物理性能之間的差異進行過渡；體瓷則主要起到咀嚼功能與美觀的作用。除了力學性能、界面結合性能之外，遮色瓷與體瓷還有顏色的要求。在專利(US5314334)中提出在鈦與遮色瓷中間引入一層粘結瓷，可改善鈦瓷間的結合，并提出了粘結瓷的組成和制備方法。中國專利，公開號CN 101664368A中同樣介紹了用于牙科的成套鈦烤瓷粉及其制備方法，通過在鈦與遮色瓷中間引入一層粘結瓷，可改善鈦瓷間的結合，并提出了粘結瓷的組成和制備方法。國外目前有關公司所生產的鈦烤瓷粉由粘結瓷、遮色瓷與體瓷構成，主要代表如VITATITANKERAMIK (VITA公司，德國)、TiBond (Dentsply 公司，美國)、Surper porcerain(N0RITAKE公司，日本)等，但這些瓷在鈦材表面燒烤后仍存在鈦/瓷間的結合強度低，易崩瓷的缺點。造成鈦烤瓷修復體崩瓷的主要原因為金屬鈦與瓷層的彈性模量不同，在受到外力的作用時，瓷層與鈦基底之間由于形變量不同產生裂隙，裂紋擴展產生崩瓷；另外，由于瓷層較脆，抗沖擊能力比較差，在突然外力的作用下，有時也會出現瓷層崩裂。

發明內容
本發明的目的是要提供一種納米氧化物增強牙科鈦烤瓷粘結瓷的方法，解決現有牙科烤瓷材料在受到外力的作用時，瓷層與鈦基底之間由于形變量不同產生裂隙，裂紋擴展產生崩瓷的問題。本發明的目的是這樣實現的納米氧化物增強牙科鈦烤瓷粘結瓷由粘結瓷素瓷粉和改性納米氧化物添加劑構成，所述的粘結瓷素瓷粉配方按質量百分比配比，粘結瓷素瓷粉包括:50-60% 的 SiO2,0-5% 的 Al2O3' 10-15%B203、5_10% 的 Na20,5-10% 的 K20,0-3% 的 Li2O'
0-3%的Ca0、0-5%的BaO和0-1%的F ;所述的B2O3用硼酸引入，所述的Na20、K2O, Li2O, CaO或BaO用相應的碳酸鹽引入，所屬組分F用相應氟化物引入；
納米氧化物增強牙科鈦烤瓷粘結瓷素瓷粉的制備方法，包括下述步驟
(1)、按照粘結瓷素瓷粉組分計算稱量，得粘結瓷配料；然后進行混合球磨10-20小時；
(2)、將球磨后的混合料裝入坩堝中 ，于1400-1500°C熔融，保溫2-4小時，將熔融后的玻璃液倒入水中淬冷；
(3)、將水淬后的淬冷固體濕法球磨24-40小時，然后干燥得粘結瓷素瓷粉；
(4)、將粘結瓷素瓷粉與改性納米氧化物添加劑按質量配比混合均勻，配比為98-80%的粘結瓷素瓷粉，2-20%的納米氧化物添加劑，加熱至800-900°C進行合成，保溫I小時，隨爐冷卻；然后再將合成產物破碎、濕法球磨24-40小時，干燥后得納米氧化物增強的粘結瓷粉。所述的改性納米氧化物添加劑為Zr02、TiO2, SiO2, Al2O3和SnO2中的一種或多種組合，當采用一種改性納米氧化物時，按質量比，各氧化物的添加范圍分別為2-20%的ZrO2,2-20%的Ti02、2-20%的Si02、2_20%的Al2O3或2-20%的SnO2 ;當采用多種改性納米氧化物添加劑組合時，按質量比，各改性納米氧化物添加劑的添加范圍分別為2-5%的Zr02、2-5%的TiO2,2-5%的SiO2 ,2-5%的Al2O3和2-15%的SnO2,改性納米氧化物添加劑總量
(20%o有益效果，由于采用了上這方案，本發明工藝制得的納米氧化物增強的鈦烤瓷用粘結瓷，通過添加納米氧化物材料，對鈦粘結瓷進行增強和增韌，有利于降低鈦烤瓷修復體崩瓷率；同時制備的粘結瓷化學穩定性好，可作為烤瓷修復體在臨床中使用。納米二氧化鋯、氧化鋁作為第二相(強化相)對基體材料進行彌散強化，并且顆粒越細小，彌散分布越均勻，強化效果越好。將納米粒子添加到瓷層中，可起到顯著的彌散強化和增韌效果，提高瓷層的強度和韌性；同時納米材料調節瓷粉熱膨脹系數，提高鈦/瓷結合強度，降低鈦烤瓷修復體崩瓷率。燒結后的彎曲強度為80-100 MPa ;斷裂韌性為I. 5-2. 0 MPa m1/2 ;維氏硬度達350-950 kgf/mm2 ;熱膨脹系數為8-9X10_6/°C，與鈦金屬相匹配。將此粘結瓷粉結合自制的遮色瓷粉與體瓷粉，依次熔附在鈦基底上，鈦/瓷間的結合強度高達45-50 MPa，遠高于改性前的鈦/瓷結合強度(35-40 MPa)和目前市售同等產品的鈦瓷結合強度(30-35MPa)，且接近普通鎳鉻合金烤瓷水平，具有巨大的市場前景和經濟效益。優點
(I)采用中間料技術，配方調節更加簡便、可控，其中改性納米氧化物材料(Zr02、TiO2,SiO2^Al2O3和SnO2等)可根據需求選擇其中的一種或多種組合；通過調節配方，可精確調節粘結瓷的熱膨脹系數與熔附溫度(低于800°C )。(2)采用中間料技術，添加一定成分的納米氧化物材料對粘結瓷進行增強，提高了瓷層的強度和韌性，又有利于提高鈦/瓷結合強度，可降低鈦烤瓷修復體崩瓷率。
具體實施例方式下面通過實施例詳述本發明。實施例I :(1).按質量百分比，粘結瓷素瓷粉的成分為
權利要求
1.一種納米氧化物增強牙科鈦烤瓷粘結瓷的方法，其特征在于納米氧化物增強牙科鈦烤瓷粘結瓷由粘結瓷素瓷粉和改性納米氧化物添加劑構成，所述的粘結瓷素瓷粉配方按質量百分比配比，粘結瓷素瓷粉包括50-60%的Si02、0-5%的A1203、10-15%B203、5-10%的Na20,5-10% 的 K20,0-3% 的 Li20,0-3% 的 CaO,0-5% 的 BaO 和 0-1% 的 F ;所述的 B2O3 用硼酸引入，所述的Na20、K2O, Li2O, CaO或BaO用相應的碳酸鹽引入，所屬組分F用相應氟化物引A ； 納米氧化物增強牙科鈦烤瓷粘結瓷素瓷粉的制備方法，包括下述步驟 (1).按照粘結瓷素瓷粉組分計算稱量，得粘結瓷配料；然后進行混合球磨10-20小時； (2).將球磨后的混合料裝入坩堝中，于1400-1500°C熔融，保溫2-4小時，將熔融后的玻璃液倒入水中淬冷； (3).將水淬后的淬冷固體濕法球磨24-40小時，然后干燥得粘結瓷素瓷粉； (4).將粘結瓷素瓷粉與改性納米氧化物添加劑按質量配比混合均勻，配比為98-80%的粘結瓷素瓷粉，2-20%的納米氧化物添加劑，加熱至800-900°C進行合成，保溫I小時，隨爐冷卻；然后再將合成產物破碎、濕法球磨24-40小時，干燥后得納米氧化物增強的粘結瓷粉。
2.根據權利要求I所述的一種納米氧化物增強牙科鈦烤瓷粘結瓷的方法，其特征在于所述的改性納米氧化物添加劑為Zr02、TiO2, SiO2, Al2O3和SnO2中的一種或多種組合，當采用一種改性納米氧化物時，按質量比，各氧化物的添加范圍分別為2-20%的Zr02、2-20%的Ti02、2-20%的Si02、2-20%的Al2O3或2-20%的SnO2 ;當采用多種改性納米氧化物添加劑組合時，按質量比，各改性納米氧化物添加劑的添加范圍分別為2-5%的Zr02、2-5%的TiO2,2-5%的SiO2 ,2-5%的Al2O3和5-15%的SnO2,改性納米氧化物添加劑總量彡20%。
全文摘要
一種納米氧化物增強牙科鈦烤瓷粘結瓷的方法，特別是牙科鈦烤瓷的制備方法。該方法的粘結瓷素瓷粉為硼硅酸鹽玻璃，通過添加納米氧化物材料的方式進行增強。按質量百分比，粘結瓷素瓷粉包括50-60%的SiO2、0-5%的Al2O3、10-15%B2O3、5-10%的Na2O、5-10%的K2O、0-3%的Li2O、0-3%的CaO、0-5%的BaO和0-1%的F；改性添加劑則包括ZrO2、TiO2、SiO2、Al2O3和SnO2中的一種或多種組合。本發明的制備方法是首先制備粘結瓷素瓷粉，然后采用中間料技術，在粘結瓷素瓷粉中加入一定成分的納米氧化物材料進行二次合成。通過添加納米氧化物材料，既調節了瓷粉熱膨脹系數，提高了粘結瓷的強度和韌性，又有利于提高鈦/瓷結合強度；同時制備的粘結瓷化學穩定性好，可作為烤瓷修復體在臨床中使用。
文檔編號C04B35/14GK102745979SQ20121007066
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月19日 優先權日2012年3月19日
發明者劉學梅, 張茜, 強穎懷, 朱亞波, 田軍隆, 許程, 郭天文, 郭立童, 郭立芝 申請人:中國礦業大學