[发明专利]一种牙科氧化锆全瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种牙科氧化锆全瓷材料，通过采用聚丙烯酰胺凝胶法制备的纳米ZrO₂粉体干压成型合成，所述纳米ZrO₂粉体通过采用由ZrOCl₂·8H₂O与ZrO(NO₃)₂·2H₂O组成的复合锆源制得的凝胶前驱体经过凝胶热分解步骤和晶化步骤制得以获得分布在60.4至82.6nm范围内的粉体粒径；其中，凝胶前驱体在凝胶热分解步骤中达到85％至95％的分解率，在晶化步骤中90％至95％的ZrO₂由四方相转变为单斜相。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种牙科氧化锆全瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着口腔修复材料研究的进展，具备良好生物相容性和美观效果的全瓷修复技术(All-ceramic restorations technology)被广泛认为是较为理想的修复方式。在已知的全瓷材料系统中，氧化锆(zirconium oxide，ZrO₂)陶瓷在强度、韧性等机械性能方面相对于其他材料具有明显优势，因此成为当前口腔材料关注和研究的焦点。

氧化锆晶体具有单斜相(m)、四方相(t)和立方相(c)三种结构。这三种相之间相变的临界温度分别为1170℃和2370℃。在口腔环境中，氧化锆陶瓷存在疲劳现象(Fatigue)。在低温潮湿的环境中，四方相氧化锆(t-ZrO₂)可发生向单斜相(m-ZrO₂)的相变，这一现象被称为低温时效效应(low-temperature degradation,LTD)。口腔内的潮湿环境、温度和循环应力将导致全瓷材料力学性能的下降，引起修复材料发生断裂等多种并发症。氧化锆陶瓷的制作工艺对其抗疲劳性能具有很大的影响。

氧化锆陶瓷的机械性能受到其微观结构的影响，主要取决于其晶粒尺寸。通常而言，晶粒尺寸越小，晶粒尺寸分布范围越窄，晶相的稳定性越高，则材料具有较高的抗疲劳强度。现有技术中通常通过改良氧化锆粉体原料以调控氧化锆陶瓷材料的机械性能。

例如，中国发明CN106747432A公开了一种高耐磨氧化锆陶瓷件的原料粉体及其制备方法。所述原料粉体按照重量份数计算包括A料80～90份、PVA 1～4份、阿拉伯胶0.5～2.5份、甘油0.1～1.5份及去离子水130～150份；所述A料按重量份数比包括下列组分：钇稳定的氧化锆60～80份、氧化镧5～10份、高粘土2～6份、石墨2～5份及氧化钙0.1～0.5份；其中，所述石墨需要先经过稀硝酸浸泡处理，然后固液分离。该发明通过用稀硝酸浸泡处理的石墨替代传统的钼酸盐、氧化镁等润滑助剂，降低氧化锆陶瓷在高温(1200℃～1400℃)下的摩擦系数，降低材料气孔率并提高材料密度，降低氧化锆材料的烧结温度，提高该粉体制成的陶瓷体的耐磨性。

该方法仅从烧结温度改善粉体的摩擦系统等宏观性能，未能改善粉体的粒径和粒径分布等微观结构，对于粉体制成的陶瓷体的相稳定性和抗疲劳性能的改善有限。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供一种牙科氧化锆全瓷材料，通过采用聚丙烯酰胺凝胶法制备的纳米ZrO₂粉体干压成型合成。所述纳米ZrO₂粉体通过采用由ZrOCl₂·8H₂O与ZrO(NO₃)₂·2H₂O组成的复合锆源制得的凝胶前驱体经过凝胶热分解步骤和晶化步骤制得以获得分布在60.4至82.6nm范围内的粉体粒径。其中，凝胶前驱体在凝胶热分解步骤中达到85％至95％的分解率，在晶化步骤中90％至95％的ZrO₂由四方相转变为单斜相。