[发明专利]牙科用高透氧化锆材料及制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种口腔材料，尤其涉及一种牙科用高透氧化锆材料及制备工艺，是一种用于牙科修复全瓷牙的氧化锆瓷块的口腔材料。

背景技术

氧化锆陶瓷是新型的生物材料，具有良好的生物相容性、优良的力学性能，尤其是断裂韧性远高于氧化铝陶瓷，已成为齿科陶瓷开发的重点。

氧化锆陶瓷力学性能的提高来自于它的晶形相变。四方相转变为单斜相为马氏体相变，相变过程中伴有3%～5%体积膨胀和5%～7%的剪切变，纯氧化锆通常室温下仅以单斜相形式存在，但加入适量有利于稳定四方相的MgO、Y₂O₃、CaO、Sc₂O₃、La₂O₃及Mn₂O₃等氧化物，可使四方相氧化锆稳定地存在于室温之下；而常温下稳定的四方相，在材料使用过程中由于外力诱导会向更稳定的单斜相转变，从而消耗部分能量，缓解应力场，同时相变粒子体积增大的效应在一定程度上会抑制裂纹的进展，提高材料的韧性，防止裂纹的延伸，另一方面，如果相变使材料内部产生微裂纹，只要裂纹的尺寸足够小，且均匀分布的微裂纹起到应力分散的作用，要使裂纹扩展，需要更大的外界作用载荷。

由于钇稳定四方相氧化锆陶瓷具有极高强度及生物相容性，从上世纪90年代起氧化锆陶瓷开始用于牙科固定修复体的底冠材料。但由于其透光率低，美学效果差，一般不用于年轻患者的多个前牙的美学修复。

全稳定氧化锆陶瓷，氧化锆以立方相存在，透光率可以与钻石相媲美，但弯曲强度只能达到200MPa，无法应用于弯曲强度要求较高的领域。

国外已有涉及高强度、高透光率氧化锆材料方面的专利，如专利公开号为US20070375001，它是直接采用高钇含量氧化锆粉料（氧化钇摩尔分数4%～6%）制备高强度、高透光率氧化锆烧结体。但是其成本较高，制作工艺复杂，应用具有一定的局限性。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种高强度、高透光率的牙科用高透氧化锆材料，解决了现有技术中氧化锆材料在强度与透光率上难以同时符合要求的问题，而且本发明成本低、质量稳定。

本发明的另一目的在于提供了一种牙科用高透氧化锆材料的制备工艺，制作简单，提高了加工效率。

本发明的技术方案如下：

由以下两种原料按摩尔百分比制备而成：四方氧化锆多晶体粉料：全稳定氧化锆粉料= 20～60%：40～80%；其中四方氧化锆多晶体粉料中含氧化钇的摩尔百分比为3%；全稳定氧化锆粉料中含氧化钇的摩尔百分比为8%。

本发明的制备工艺包括下述步骤：

首先按上述摩尔百分比称量四方氧化锆多晶体粉料和全稳定氧化锆粉料，将称量好的四方氧化锆多晶体粉料和全稳定氧化锆粉料的混合料倒入研钵中，进行充分的研磨混合，采用等静压成型，在100MPa的压力下将所述混合粉压成陶瓷块，将所述陶瓷块预烧结，再根据需要加工预烧结后的瓷块，最后放入箱式高温电阻炉内烧结，得成品。

本发明的原理如下：

含氧化钇的摩尔百分比为3%的四方氧化锆多晶体粉料为四方相，存在相变增韧，强度1000MPa以上，但是透光率较低，较铸瓷材料差，不能满足前牙美学的需要；含氧化钇的摩尔百分比为8%的全稳定氧化锆粉料为立方相，由于立方相各向同性，可获得半透明或全透明的材料，但由于不存在相变增韧，强度只有200MPa左右。采用四方相和立方相的复合结构，利用四方相的高强度及立方相的高透光性，可得到同时具有较高强度和较好透光率的二相复合陶瓷材料。

本发明的优点效果如下：

本发明的氧化锆材料可以同时满足高强度和高透光率的要求；并且可以根据需要调整四方氧化锆多晶体粉料和全稳定氧化锆粉料的比例，以满足不同应用对强度、透光率的要求，使用范围广泛，同时，本发明操作方法简明，成本低，质量稳定。

具体实施方式

本发明结合具体实施例，进行详细描述如下。

实施例1

由以下两种原料按摩尔百分比制备而成：四方氧化锆多晶体粉料：全稳定氧化锆粉料= 60%：40%；其中四方氧化锆多晶体粉料中含氧化钇（Y₂O₃）的摩尔百分比为3%；全稳定氧化锆粉料中含氧化钇（Y₂O₃）的摩尔百分比为8%。