牙科氧化锆陶瓷半通明性的影响要素及进步办法的研讨进展
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牙科氧化锆陶瓷半通明性的影响要素及进步办法的研讨进展
作者:扑克王登录地址 来源:扑克王最新版app 发布时间:2021-09-10 19:26:13
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  作者:林冰,大连医科大学;鲍旭东,陈剑锋,大连医科大学隶属榜首医院口腔科

  跟着资料学的开展和人们审美认识的进步,全瓷修正体因其杰出的美学功能得到广泛运用。氧化锆陶瓷修正体因其具有杰出的力学功能、生物相容性,以及对放射性医学查看成果影响较小、对对颌天然牙磨损较小等原因,逐步成为修正后牙缺失残缺的首选。但氧化锆全瓷修正体的基底瓷色彩较单一,半通明性较差,要满意前牙的美学修正以及我国患者人群牙齿色彩的复杂性,需经过饰面瓷来调理。当修正体的色彩与形状可比较天然牙后,一起具有较共同的半通明性才能使修正体绘声绘色。假如氧化锆陶瓷的基底冠与牙本质的色彩及半通明性相共同,那么所需求的饰面瓷的厚度就会相对削减,备牙量下降后,既可维护活髓牙又能满意美学修正需求。

  现在丈量半通明性时常用的参数有:CR(contrastratio)值,在0-1之间改动,越通明的资料越挨近0;半通明性参数(translucencyparameter,TP),与人类视觉对半通明性的点评更相关,TP值越大表明资料越具有越好半通明性。全瓷修正底层资料的半通明性是影响终究修正效果的重要点评目标。熊芳发现牙本质的透射系数规模为0.0418-0.0482mm-1。假如氧化锆陶瓷的透射系数规模可与之相同,关于重建牙齿的3D美学效果修正将会是重大打破。影响氧化锆陶瓷半通明性的要素很多,而且不独自存在而是彼此影响。寻觅多种影响要素间的平衡联系是现在要打破的重点难点,现就现在已发现的影响氧化锆陶瓷通明性的微观要素,以及现在国内外学者的研讨进展作具体总述。

  晶粒的直径尺度巨细会影响透射率。直径小且均匀的颗粒能完成细密摆放,这样使得密度添加,气孔数目削减,气孔孔径减小,对半通明性的进步有决定性影响。现在全瓷系统粉体的颗粒直径为0.5-5.0μm,在此规模内,颗粒尺度对半通明性影响较小。当晶粒的直径与可见光波长(380-780nm)越挨近时,光的射散越大,透射率越低;晶粒尺度小于入射光波长时,透射率较高。若氧化锆粉体中存在过多的杂质或异种金属氧化物颗粒,会致微观颗粒巨细不一,折射率也不尽相同,添加了气孔率,晶界结构变得复杂,光的散射添加。因而,削减或消除氧化锆粉体中的杂质、异种氧化物也可进步烧结后氧化锆的光透射率。

  终究的烧结温度、保温时刻直接影响烧结密度然后影响资料的透射率。烧结密度随温度的升高使陶瓷逐步细密化,晶粒直径随温度升高长大,密度添加使得陶瓷的透射率进步。但烧结温度要操控晶粒直径在合理的规模内成长。有研讨发现,跟着烧结温度的添加,透射率进步,特别是90nm的氧化锆粉体最为显着。

  光的首要射散中心是晶粒间的气孔,且不同的晶粒的折射率不同越大,散射越大,透射率越低。氧化锆晶体的折射为2.20,空气的折射率为1.00,如此大的不同使气孔成为氧化锆陶瓷中最大的散射中心。试验证明假如沉默气孔存在率从0.85%下降到0.25%,透光率将上升33%。应建新发现,当气孔率一守时,透射率随散射粒子直径的增大也呈周期性地呈现极大值和极小值,且气孔率越高,透射率随气孔直径的颤动起伏越大;当气孔率逐步减小,陶瓷透射率随散射因子直径的增大,减小起伏呈现周期性改动,且透射率显着添加。

  透射率受添加相的直接影响小,而是改动了氧化锆陶瓷的相对密度、晶粒直径来调理陶瓷的半通明性。添加相的存在也可能使氧化锆陶瓷的光学均匀性产生改动,即添加了陶瓷微观结构的成分。

  天然牙有必定的色彩,因而烧结后的氧化锆块也需求呈现出与天然牙相匹配的色彩。镨离子使氧化锆呈黄色,铁离子使氧化锆呈褐色等。添加CeO2后氧化锆资料的明度为85左右。添加Fe2O3能明显下降氧化锆陶瓷(3Y-TZP)明度。

  在进行饰面瓷堆塑过程中需求重复烧结,李江以为陶瓷试件在线次,会呈现明度下降,透射率添加。原因是资猜中的气孔在热力学范畴内是不安稳的,一切的气孔都趋向于缩短,随烧结温度升高,晶粒长大,气孔受应压力而缩短或许被扫除去。氧化锆烧结晚期,聚会体添加,跟着开放性气孔数量和孔径削减,对光的散射削减,透射率添加。

  晶界结构对陶瓷的半通明性有较大的影响。氧化锆陶瓷资料的晶界一般不只有一种相,若存在的第二相或多相的晶体与主晶体不同较大,会导致晶界结构复杂化和不接连化,入射光经晶界时会产生不规矩的散射、折射、反射,导致透光率下降。若晶界摆放规矩,光的通路接连,会有用下降入射光的透射丢失,资料的半通明性也相对较好。

  近几年呈现了纳米级氧化锆粉体,如日本TOSOH公司推出的氧化锆粉体直径为40nm、90nm。由于粉体粒度小,粒度不同小,粉粒分散途径均匀,烧结时气孔分散的旅程被缩短,易扫除气孔使3Y-TZP陶瓷结构均匀。由于纳米级氧化锆粉的运用,使得改进3Y-TZP陶瓷的半通明性有了新的研讨进展。另外在氧化锆构筑的微孔隙支架上进入其他复合资料如熔融玻璃,能明显进步半通明性。

  王宇华就升温速率对氧化锆陶瓷半通明性的影响做了研讨,发现运用波长为380-720nm的可见光照射下,升温速率为100℃/h组陶瓷的透射率较高,为7.904%,全光透射率也较高,为26.66%。跟着升温速率的进步,试件的全光透射率呈下降体现。电镜成果显现,升温速率在100℃/h时,粒径规模在250-350nm居多,且巨细较均匀。试验还发现跟着升温速率的进步,晶粒的巨细呈现两极分化状况。升温越快,越简单呈现较大和较小的颗粒共存的状况。本研讨的成果表明:假如在常压空气中烧结纳米氧化锆陶瓷,选用100℃/h的升温速率,可烧得具有较好半通明性的氧化锆陶瓷。

  部分安稳的氧化锆四方相晶体(t-ZrO2)现在在口腔修正学范畴广泛运用,t-ZrO2在1173℃-2370℃时安稳存在,若参加氧化物安稳剂如Y2O3时,四方相晶体能够在常温下安稳存在。安稳的t相晶体具有超卓的力学功能。

  氧化锆在真空的环境下烧结时,气泡易从熔融状况的瓷体中排出,进步了氧化锆的细密度,然后添加了氧化锆的半通明性。

  现在,氧化锆陶瓷修正体的惯例烧结办法为无压烧结,参数设置为:在烧结过程中按3-8℃·min-1的升温速率升高到1350-1550℃,随后保温2-4h,整个烧结时刻约为6-10h。微波烧结是一种全体加热,资料把吸收的微波能转化为资料内部分子的动能和势能,使资料一切分子能一起运动、均匀的加热。在整个加热的过程中,资料内部的温度梯度无或较小,所以资料内部的应力能削减到最小,这样即使升温速率很高也较少导致资料的开裂。Kim等以为微波二次烧结得到的氧化锆细密度更挨近理论值6.10g/cm3,得到的晶粒尺度与惯例烧结比较更小也更均匀,晶粒可到达纳米级,巨细约为300-400nm。江月梅进行了微波烧结与惯例烧结氧化锆陶瓷比照试验,试验成果发现,微波烧结所得的氧化锆陶瓷的密度,相对密度,TP值可到达惯例烧结办法所得的各项规范,或是有细小的功能进步,但是否可经过优化微波烧结参数设置得到更优秀的功能,仍需进一步探求和试验。

  热等静压技能(HIP)是一种使陶瓷粉末在烧结过程中不断细密化的技能。HIP首要用于消除烧结体中的剩下气孔然后进步资料功能。3M公司的Lava氧化锆全瓷资料便是选用此种办法来完成3Y-TZP的细密化。在HIP效果下,晶界开端分散移动,随之气孔被迫的不断的沿着晶界做分散运动,并彼此交融、消失;气孔在表面张力的效果下球化而成球形,并不断地减小直至消失。微观体现为烧结试样的细密度不断增大,简直到达理论密度。但是,晶粒内部的气孔不会跟着晶界的运动而被彻底扫除,故陶瓷中还会有很少数的残留气孔存在。李树先以为最佳的热等静压烧结参数为:1300℃×1h,压力150MPa,此刻氧化锆快到达最佳力学功能,HV和KIC分别为14.2MPa和17.7MPa·m1/2。用XRD和SEM剖析3Y-TZP陶瓷的安排结构发现,烧结后3Y-TZP陶瓷中ZrO2简直悉数以四方相方式存在,且ZrO2均匀晶粒尺度在1-3μm之间,首要的开裂形式是沿晶开裂,并随同有少数的穿晶开裂。

  来历:林冰,鲍旭东, 陈剑锋. 牙科氧化锆陶瓷半通明性的影响要素及进步办法的研讨进展[J]. 口腔颌面修正学杂志, 2017, 18(4):246-249.

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