[发明专利]二硅酸锂玻璃陶瓷、其生产方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于二硅酸锂体系的玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷易于在中间的结晶步骤进行机械加工，并在完全结晶后表现为高强度、高度半透明和化学上稳定的玻璃陶瓷。此外，本发明还涉及生产所述玻璃陶瓷的方法。本发明所述的玻璃陶瓷被用作牙科材料。

背景技术

根据文献和一些专利所熟知的二硅酸锂玻璃陶瓷均基于这一玻璃陶瓷体系。因此例如，在EP-B-536479中描述了用于生产餐具的自上釉（self-glazed）二硅酸锂玻璃陶瓷体，在EP-B-536572中描述了通过在其表面上散布微粒状彩色玻璃而用作建筑衬砌单元的二硅酸锂玻璃陶瓷。

已授予专利权的二硅酸锂玻璃陶瓷主要集中在牙科应用。这是由于如下事实：通过强度较低的相（偏硅酸锂）引起二硅酸锂晶体的结晶，并且因此所述材料体系尤其经得起椅旁（chair-side）方法的检验（参见S.D.Stookey：“Chemical Machining of Photosensitive Glass”，Ind.Eng.Chem.，45，pp.115-118（1993）和S.D.Stookey：“Photosensitively Opacifiable Glass”US-A-2,684,911（1954））。通过Borom的研究（如M.-PBorom，A.M.Turkalo，R.H.Doremus：“Strength and Microstructure in Lithium Disilicate Glass-Ceramics”，J.Am.Ceream Soc.，58，No.9-10，pp.385-391（1975）和M.-P.Borom，A.M.Turkalo，R.H.Doremus：“Verfahren zum Herstellen von Glaskeramiken”（生产玻璃陶瓷的方法），以及DE-A-24 51 121（1974））显示出：与包含二硅酸锂作为单一结晶相（single crystalline phase）的玻璃陶瓷相比，包含偏硅酸锂作为主相（main phase）的玻璃陶瓷具有降低的强度。

按如下顺序以两步结晶法使用这一原理：首先生产可进行良好机械加工的玻璃陶瓷，例如通过CAD/CAM方法；随后，在第二结晶步骤中对所述玻璃陶瓷进行处理以形成牙科玻璃陶瓷。这一方法适合于能够根据所谓的椅旁方法进行牙科修复。对于这一方法的情况，在牙医手术中借助于CAD/CAM于第一结晶步骤后由玻璃陶瓷块状物打磨出个体适用的牙冠/高嵌体/内嵌体（crown/onlay/inlay），然后在专门的烤箱中进行第二结晶步骤，并直接用于患者牙科初诊和复诊（first and only dental appointment）中（DE 102005028637）。

此外，在WO-A-95/32678和US-A-5,507,981中描述了二硅酸锂玻璃陶瓷，通过使用专门的可压缩坩埚（compressible crucible）借助于热压可对所述二硅酸锂玻璃陶瓷进行处理，形成成型牙科产品。此外，由DE-C-1421886已知的是，基于SiO₂和Li₂O的玻璃陶瓷含有大量生理上非常值得怀疑的五氧化二砷。还在US-A-4,515,634和FR-A-2655264中公开了适合于生产牙冠和牙桥的二硅酸锂玻璃陶瓷。

所有已知的二硅酸锂玻璃陶瓷在如下方面表现出不足：在将其处理为成型产品方面；和/或在机械特性或视觉特性方面；和/或在化学稳定性方面。尤其是在牙科领域使用时，对于所有上述特性必须满足同样高的要求。

发明内容

由此开始，本发明的目的在于提供玻璃陶瓷，相对于现有技术已知的（玻璃）陶瓷，本发明所述玻璃陶瓷改进了机械特性和光学特性，并且还改进了化学稳定性。

通过具有权利要求1所述特征的二硅酸锂玻璃陶瓷以及通过具有权利要求9所述特征的生产这一玻璃陶瓷的方法实现了这一目的。在权利要求12中表明了如本发明所述的用途。同样地，还提供了具有权利要求13所述特征的成型牙科产品。进一步的从属权利要求揭示了有利的发展情况。

在本发明的保护范围内，已开发出的玻璃组合物可通过两步生产法加以制备，所述玻璃组合物在第一结晶步骤后易于进行加工（尤其是借助于CAD/CAM），并且在非常短暂的第二结晶步骤后，所述玻璃组合物比起已知的二硅酸锂玻璃陶瓷来说高度半透明、强度非常高并具有更好的化学稳定性。