[發(fā)明專利]一種易銑磨氧化鋯陶瓷及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710340255.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN107226695B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈志堅(jiān);趙武元;李廷凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州而然科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/48
• 分類號(hào): C04B35/48;C04B35/622;C04B35/632;C04B35/634;A61L27/10
• 代理公司: 杭州知見專利代理有限公司 33295
• 代理人: 趙越劍

本發(fā)明公開了一種易銑磨氧化鋯陶瓷及其制備方法，以四方相為主晶相，四方相的含量在80vol％以上，其余晶相為立方相；所述易銑磨氧化鋯陶瓷晶粒具有介觀晶體結(jié)構(gòu)，具有介觀晶體結(jié)構(gòu)的晶粒內(nèi)具有納米氣孔。本發(fā)明無需使用金剛石刀具加工，既具有優(yōu)良的可加工性能并能制備出各類形狀復(fù)雜的牙科修復(fù)體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及牙科材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種易銑磨氧化鋯陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)

ZrO₂陶瓷屬于生物惰性陶瓷，具有很好的生物相容性、高強(qiáng)度和高韌性等特點(diǎn)，是一種新型的牙科修復(fù)材料。但是氧化鋯陶瓷具有高強(qiáng)和高韌的性質(zhì)(強(qiáng)度在800Mpa以上，韌性在8.0Mpa m1/2以上)，所以對(duì)加工氧化鋯陶瓷的設(shè)備要求苛刻，只能使用金剛石刀具進(jìn)行加工，使得其加工成本特別高，因此制約了氧化鋯在牙科修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

雖然陶瓷因其高機(jī)械強(qiáng)度、高介電擊穿強(qiáng)度、高電阻率、耐高溫性、耐變形性、耐磨性、良好的尺寸穩(wěn)定性和抗熱沖擊能力等優(yōu)異的物理性能而廣泛應(yīng)用，但是硬而脆仍是這類無機(jī)非金屬材料的固有弱點(diǎn)。由于缺乏銅、鋁、鐵等金屬材料所具有的韌性和延展性，大多數(shù)陶瓷都不能在普通機(jī)床上進(jìn)行車、銑、刨、鋸、鉆、磨等切削加工。

當(dāng)需要特殊的形狀或復(fù)雜的零部件時(shí)，需要很高的成形和加工費(fèi)用。能否使陶瓷材料像普通金屬那樣易于加工，成為制約玻璃陶瓷材料能否大范圍推廣應(yīng)用的主要因素。在這樣的背景下，可機(jī)械加工的陶瓷日益受到關(guān)注。目前的技術(shù)狀態(tài)中，主要以兩種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)陶瓷的可加工性能。

第一類為以云母為主晶相的玻璃陶瓷，其中以美國(guó)康寧(Corning)公司的可加工玻璃陶瓷產(chǎn)品MACOR最具有代表性。第二類為預(yù)燒結(jié)的氧化鋯瓷塊。

玻璃陶瓷產(chǎn)品的原理通常是指以云母為主晶相的玻璃陶瓷，它的可機(jī)械加工的性能是由于它的顯微結(jié)構(gòu)中存在著容易解理的云母相，該云母相彌散分布在玻璃基體中。云母是一種透明薄片狀的非金屬礦物，是一類含水鋁硅酸鹽的總稱。本領(lǐng)域公知的是，云母屬于層狀硅酸鹽，一般具有板狀特性，在(001)面呈突出的解理性。其中對(duì)于一般的金云母結(jié)構(gòu)，其特征在于，在雙層群與雙層群之間，通常通過鉀離子或鈉離子相互松弛地連接，而金云母雙層群又由兩個(gè)相互牢固連結(jié)的單層群[Si₂O₅]^2-組成，雙層群內(nèi)部靠鎂離子和氟離子緊密團(tuán)聚在一起。(001)面內(nèi)部的開裂過程非常迅速地?cái)U(kuò)展(良好的解理性)，這就是云母結(jié)構(gòu)使玻璃陶瓷具有可機(jī)械加工性的原理。通常線性的迅速擴(kuò)展的開裂使玻璃體特別容易炸裂。但在云母玻璃陶瓷的情況下，開裂總是沿著(001)方向擴(kuò)展，并且越過其它毗鄰的云母晶體，所以前進(jìn)的方向已發(fā)生變化，開裂就很快截止。因此，玻璃陶瓷不會(huì)炸裂。

在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)報(bào)道了多種可機(jī)械加工的玻璃陶瓷。例如，US 3756838A、US4390634、US 4536452A和DE 2815312A1公開了堿土金屬云母玻璃陶瓷，其中不含堿金屬。US 4624933和US 09134445公開了含鈉的云母玻璃陶瓷，其中不含P₂O₅，并且這兩篇專利文獻(xiàn)都完全沒有提及材料的機(jī)械性能。WO 10008443公開了一種可機(jī)械加工的玻璃陶瓷，其具有>150MPa的機(jī)械強(qiáng)度。US 4789649公開了一種云母-堇青石玻璃陶瓷，其具有K1c>2MPam0.5的高斷裂韌性和Hv0.07值為300-1000的高硬度。然而，由于存在堇青石的原因，這種玻璃陶瓷的可機(jī)械加工性能發(fā)生劣化。