牙科可切削氧化锆/磷酸镧复相陶瓷的制备及烧结英文

摘要

背景:陶瓷本身质地较脆,抗弯强度较小,在一定程度上限制了其在口腔修复中的应用。氧化锆陶瓷通过其相变增韧,具有较高的抗弯强度和断裂韧性,这一特点可以弥补传统全瓷修复体所存在的脆性问题。目的:利用纳米氧化锆粉体和磷酸镧复合,初步探索制备新型可切削氧化锆陶瓷。探索牙科可切削氧化锆/磷酸镧复相陶瓷制备烧结特性。设计:实验通过调整原料的成分、配比、采用不同的工艺路线、不同的烧结方法,确定工艺参数,探索最佳的工艺方式。单位:上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔医学院口腔修复科;上海大学材料科学与工程学院先进无机材料制备工艺实验室。材料:3Y-TZP(3mol钇稳定的四方相氧化锆),一次粒径≤50nm,纯度99.99%,由宜兴新兴锆业有限公司提供。磷酸镧,纯度99.99%,由包头稀土研究院湿法冶金部提供。方法:实验于2004-01/2006-12在上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔修复科完成。预初实验发现磷酸镧含量低于15%强度较高不易加工,而磷酸镧含量高于20%强度明显下降,故将体积百分数分别为15%,18%,20%的磷酸镧加入3Y-TZP(钇稳定四方相氧化锆),采用冷等静压成型(200MPa),在空气气氛中烧结,采用1560℃,1580℃,1600℃烧结温度,制得不同烧结温度下陶瓷样品。主要观察指标:用阿基米德法测试各温度下陶瓷体积密度、表观气孔率;用EZ-100万能试验机测试三点弯曲强度。结果:①瓷体体积密度和表观气孔率:随着烧结温度升高,15%,18%和20%磷酸镧含量的氧化锆/磷酸镧复相陶瓷的体积密度都随之升高,在1600℃时达到最高,分别为5.77,5.42,5.39g/cm3。表观气孔率则随温度升高而下降,在1600℃时达到最低,分别为0.88%,1.21%,1.49%。表明瓷块的致密性逐步提高,3种烧结温度烧结的样品体积密度比较,差异无显著性意义(P>0.05)。②抗弯强度:18%和20%磷酸镧含量的氧化锆/磷酸镧复相陶瓷样品在烧结温度为1580℃前,抗弯强度随烧结温度增加而增加;烧结温度为1580℃时达到最高,分别(772.22±43.43)MPa,(216.03±25.20)MPa和(157.21±9.79)MPa;在1600℃时抗弯强度反而下降。结论:采用冷等静压(200MPa)成型,空气中常压在1580℃烧结,可以得到致密的复合陶瓷。