可加工牙科陶瓷的配方及其烧结工艺的研究

论文摘要

自从陶瓷进入牙科修复领域以来,因其生物相容性好、美观效果逼真而得到了较为广泛的应用,随着计算机辅助设计/辅助加工(CAD/CAM)技术在牙科修复中的应用,可加工的瓷修复材料越来越受到医学和材料学研究者的关注。钾长石瓷、氧化锆瓷和氧化铝瓷是常用的三种可加工牙科陶瓷。但钾长石瓷存在强度不足和易碎的缺陷,氧化锆瓷和氧化铝瓷存在烧结温度过高,能耗高的问题,这就大大限制了三种瓷修复体在临床上的应用。本研究的目的是利用氧化铝的颗粒增强作用,与钾长石进行复合,提高其抗弯强度；把钾长石作为燃烧助剂,分别与氧化锆和氧化铝复合,降低其烧结温度。通过大量实验对三种陶瓷复合材料进行配方筛选,确定其最佳烧结工艺,分析了工艺条件对烧结效果和可加工性、抗弯强度等性能的影响。并通过金相显微镜、X射线衍射分析和扫描电子显微镜等分析手段对材料的晶化特征、晶体结构进行了测定。结果表明：用氧化铝改性钾长石会提高钾长石的烧结温度,当Al2O3的添加量为20%时,其最佳烧结温度是1200℃,此时其相对密度为97.9%。氧化铝可以显著改善钾长石陶瓷的性能,当Al2O3的添加量为5%时,钾长石瓷的磨削量达到最大。且随着氧化铝的添加量的增加,钾长石陶瓷的抗弯强度逐渐增加。在氧化锆和氧化铝中加入适量的钾长石可以降低他们的烧结温度,随着钾长石添量的增加,可加工性逐渐增大,但其抗弯强度随之下降。氧化锆中添加钾长石为5wt%时,综合性能达到最佳,其烧结温度是1450℃,相对密度为90.1%,磨削量4min达到0.027g,抗弯强度达到310MPa；氧化铝中添加钾长石为10wt%时,综合性能达到最佳,其烧结温度是1450℃,相对密度为93.6%,磨削量4min达到0.04g,抗弯强度达到235MPa。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究的意义
• 1.2 牙科陶瓷材料的国内外研究现状
• 1.2.1 牙科陶瓷材料的发展
• 1.2.2 牙科陶瓷材料的烧结技术
• 1.2.3 CAD/CAM在口腔修复领域的应用
• 1.2.4 提高牙科陶瓷材料强度的研究
• 1.2.5 国内外牙科陶瓷研究的关键问题
• 1.3 研究内容及创新点
• 1.3.1 本文的研究内容
• 1.3.2 本文的创新点
• 第二章 实验方法
• 2.1 原料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 制备工艺
• 2.4 性能测试及结构分析
• 2.4.1 试样密度的测试
• 2.4.2 金相观察
• 2.4.3 可加工性测试
• 2.4.4 抗弯强度测试
• 2.4.5 微观形貌的扫描电镜观察
• 2.4.6 XRD分析
• 第三章 氧化铝改性钾长石陶瓷的研究
• 3.1 实验过程
• 3.1.1 除杂
• 3.1.2 配料
• 3.1.3 成型
• 3.1.4 烧结
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 烧结温度和氧化铝添加量对陶瓷烧结密度的影响
• 3.2.2 保温时间对氧化铝改性钾长石烧结密度的影响
• 3.2.3 力学性能测试及其影响因素分析
• 3.2.4 烧结工艺对组成及结构的影响
• 3.3 烧结机理探讨
• 3.4 本章小结
• 第四章 钾长石改性氧化锆陶瓷的研究
• 4.1 实验过程
• 4.1.1 除杂
• 4.1.2 配料
• 4.1.3 成型
• 4.1.4 烧结
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 烧结温度及钾长石添加量对氧化锆陶瓷密度的影响
• 4.2.2 氧化锆陶瓷不同烧结方法的对比研究
• 4.2.3 力学性能测试及其影响因素分析
• 4.2.4 烧结工艺对组成及结构的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 钾长石改性氧化铝陶瓷的研究
• 5.1 实验过程
• 5.1.1 除杂
• 5.1.2 配料
• 5.1.3 成型
• 5.1.4 烧结
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 烧结温度及钾长石添加量对氧化铝陶瓷密度的影响
• 5.2.2 力学性能测试及其影响因素分析
• 5.2.3 烧结工艺对组成及结构的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在校期间的研究成果及发表的学术论文