[發明專利]一種氧化鋯基陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110884903.0
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113321505A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 孫婧;朱帥;孫佳慧
• 申請（專利權）人: 中南大學湘雅醫院
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622;A61L27/10;A61L27/50
• 代理公司: 長沙智勤知識產權代理事務所(普通合伙) 43254
• 代理人: 曾芳琴

本發明涉及一種氧化鋯基陶瓷材料及其制備方法，為了抑制氧化鋯在環境中發生四方相向單斜相的轉變，提高其低溫老化性能，本發明以3Y?TZP（氧化釔穩定的四方多晶氧化鋯，其中氧化釔的摩爾含量為3%），以氧化鋁和/或二氧化鈰作為穩定劑，制備出了Y₂O₃?ZrO₂?Al₂O₃/CeO₂復合陶瓷材料。研究表明，穩定劑的加入可以大大優化其性能，進而延長氧化鋯基生物陶瓷作為口腔種植體的使用時間，并且，同時添加兩種穩定劑所取得的效果比單種穩定劑更佳。

技術領域

本發明涉及陶瓷材料領域，具體涉及一種氧化鋯基陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

陶瓷是指用天然或人工合成的粉末化合物經過成形和高溫燒結制成的一類無機非金屬材料，因其具有高硬度、高熔點、高耐腐蝕性能等優點而廣泛應用于各個領域。

另外，口腔種植是指通過在牙槽骨內植入牙種植體，借以支撐、固定義齒完成缺牙修復的方法。伴隨口腔種植技術的進步，口腔種植的目的從早期的缺牙功能修復發展到如今對修復美觀與健康的更高追求；適應癥也從無牙頜或游離端缺失擴展至各類牙缺失。另外，種植體還可以用于口腔顱頜面缺損修復，以解決贗復體的固位問題。

由于牙種植體出于口腔的特殊環境，種植體材料必須具備以下條件：①口腔組織對材料有較好的耐受性，材料對組織沒有或僅有極弱的化學刺激，不產生支持骨的吸收；②對體液有抗腐蝕性，能長期保持所需的機械性能；③必須具有良好的生物相容性；④材料對骨組織應有良好的生物力學適應性。由于具有優異的耐腐蝕性能，良好的生物相容性，惰性生物陶瓷氧化鋯已成為廣泛應用的口腔種植體材料。然而，在口腔的低溫潮濕環境中，氧化鋯生物陶瓷會發生T-M相變，從而降低其力學性能，這個過程稱之為低溫老化過程。有鑒于此，如何使生物陶瓷氧化鋯保持良好的低溫老化性能，將直接決定其在口腔中的使用時長。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明旨在提供一種氧化鋯基陶瓷材料及其制備方法，以解決傳統的氧化鋯陶瓷低溫老化性能不佳的問題。

一種氧化鋯基陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

A.按化學計量準確稱量氧化釔穩定氧化鋯粉末和穩定劑粉末作為原料，將原料粉末在880-950℃下煅燒2.5-3.0h；

B.將原料粉末放入行星式球磨機中，在乙醇環境下球磨20-24h；

C.在25-28MPa下使用壓片機單軸壓下得到生物陶瓷胚體；

D．采用冷等靜壓工藝，在250-260MPa的壓力下進一步致密化生物陶瓷胚體；

E.在空氣中燒結2.5-3.0h得到氧化鋯生物陶瓷材料，燒結溫度為1200-1400℃。

進一步地，所述氧化釔穩定氧化鋯粉末中氧化釔的摩爾含量為3%。

進一步地，所述氧化鋯為四方多晶相。

進一步地，所述穩定劑為氧化鋁或二氧化鈰中的一種或兩種。

進一步地，所述穩定劑的含量為0.5wt-2.4wt%。

進一步地，所述穩定劑為氧化鋁和二氧化鈰。

進一步地，所述氧化鋁的含量為1.0wt%，所述二氧化鈰的含量為1.4wt%。

另外，本發明還提供了一種氧化鋯基陶瓷材料，所述陶瓷材料由上述方法制備而得。