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「解密」说一说医用氧化铝陶瓷的稳定、成型、烧结与切削技术

来源:云更新 时间:2021-04-02 09:12:30 浏览次数:

牙齿的破坏跟缺失,这不仅影响人们畸形的咀嚼功能,而且影响模样美观。随着古代科技的进步跟公民生活水平的进步,齿科修复资料的发展经历了金属资料、高分子资料跟生物陶瓷资料三个重要阶段。 金属烤瓷跟全瓷资料是......

牙齿的破坏跟缺失,这不仅影响人们畸形的咀嚼功能,而且影响模样美观。随着古代科技的进步跟公民生活水平的进步,齿科修复资料的发展经历了金属资料、高分子资料跟生物陶瓷资料三个重要阶段。

 

金属烤瓷跟全瓷资料是目前重要的两种齿科修复陶瓷。但金属烤瓷有诸多毛病:

  ①金属与陶瓷存在热膨胀系数不匹配造成金瓷结合机能不好,易呈现烤瓷剥落景象;

  ②金属属于不透明物质,使修复体半透明度较低,影响修复冠的美观;

  ③金属烤瓷义齿会影响头颅核磁共振跟X射线检查等。

 

全瓷修复资料的上风:

  ①不存在金属内冠,陶瓷属于惰性资料,存在良好的生物相容性;

  ②全瓷修复体因为陶瓷内冠跟瓷粉结合属于瓷瓷结合从而结合机能较好,很少呈现崩瓷景象;

  ③因为陶瓷内冠色泽濒临基牙,因此修复体半透明度较好,得到的修复体美观真切。

 

图1 金属烤瓷牙跟氧化锆全瓷牙

 

依据利用基材的不同,齿科全瓷资料可能分为氧化铝陶瓷、氧化硅陶瓷、氧化铝陶瓷等。在诸多全瓷修复资料中,氧化铝陶瓷因为存在特别的应力引诱相变增韧效应,使其力学机能远高于其余全瓷修复资料,同时其还存在较低的导热系数、良好的抗腐化、较高的透光度跟的生物相容性等上风,成为目前制造全瓷牙冠跟桥的主流资料。

 

  1. 医用氧化铝陶瓷的牢固

氧化铝陶瓷中常用的牢固剂为稀土及碱金属氧化物,如:氧化钇、氧化钙、氧化镁、氧化铈等。牢固剂在氧化铝陶瓷中的牢固机理研究并不暧昧,通常认为是牢固剂中阳离子与Zr4 两者离子半径相差不超过40%时形成置换固溶体。形成的置换固溶体可能妨碍四方相氧化锆自发向单斜相转变,使四方相氧化锆可能牢固存在于室温下。加入不同摩尔分数的牢固剂,可获得不同牢固类型的氧化铝陶瓷。若使局部四方相氧化锆牢固于室温,则为局部牢固氧化锆;若使四方相氧化铝陶瓷全部牢固于室温,则为四方氧化铝陶瓷多晶体;若使破方相氧化锆全部牢固于室温,则为全稳氧化铝陶瓷。其中局部牢固氧化锆跟四方相氧化锆多晶体含有可产生马氏体相变的四方相,因此存在增韧后果。

 

  2. 医用氧化铝陶瓷的成型

氧化铝陶瓷成型就是将氧化铝陶瓷粉体通过模具成型变成一定多少何外形的成型体。氧化铝陶瓷粉体成型目前有两种方法,分辨是干法成型跟湿法成型。

干法成型工艺的代表为“等静压成型”跟“模压成型”。

干法成型工艺优点:工艺较简单,适合产业化大量量生产;毛病:成型后的氧化锆透光率较低,机能不牢固。

湿法成型工艺的代表为“注浆成型”。

湿法成型工艺优点:生产出来的氧化锆瓷块烧结后透光性好,整膂力学机能较高;毛病:全部生产工艺庞杂,不适合产业化大量量生产。

 

模压成型

模压成型是将氧化锆粉体倒入精巧钢模中,依附外部压力实现成型。

 

图2 模压成型示用意

这种方法操作简单,生产效力高,适合大范围产业化生产。但模压成型生产尺寸较厚的坯体有较差,模具磨损大,本钱高。因为径、轴方向的压力散布不均匀,成型后的坯体常呈现分层、裂纹等缺点。

 

等静压成型

等静压成型是通过液体介质施加压力得到成型体。

 

图3 等静压成型示用意

 

因为液体存在各向同性的优点,因此等静压成型后的氧化锆成型体密度均匀,致密度高,外观良好。等静压成型体名义润滑,不会呈现掉角或裂纹等缺点,然而等静压成型是在高压容器中进行,能耗大,设备维护用度高。因为上述特点,等静压成型还是目前产业生产中重要的一种成型方法。

 

注浆成型

注浆成型为将存在一定流动性的氧化锆料浆注入多孔石膏模具中,通过石膏模具将料浆中的水分排出,石膏模具内名义的外形即为成型体的外形。

 

 

图4 注浆成型示用意

 

石膏模具的气孔大小十分要害,气孔太大排水过快,成型体轻易开裂,气孔太小排水过慢,轻易造成成型体的强度过低,因此要抉择存在适中气孔的石膏模具。

 

  3. 医用氧化铝陶瓷的烧结

全瓷氧化锆牙冠的普遍制备方法是由氧化锆粉末通过模压成型跟预烧结等进程获得氧化锆瓷块,然落伍行二次烧结来进步其致密度跟力学强度。烧结进程中随同产生成型体内所含有机溶剂、粘合剂等成分的挥发跟分解,陶瓷颗粒中的原子获得足够的能量进行迁徙,陶瓷中的粉体颗粒可能彼此黏结形成烧结颈,从而使得晶粒长大,晶界缩小,孔隙率降落,体积缩小而致密度进步,后形成致密、坚挺的全瓷氧化铝陶瓷牙冠。

 

烧结初期阶段

在此阶段氧化铝陶瓷颗粒开端产生粘结,颗粒间的接触点通过形核跟晶粒长大等进程逐步形成烧结颈,但颗粒的外形跟内部晶粒并未产生明显的变更。此时陶瓷的线紧缩率个别为2~3%左右,并无明显的致密化进程。

 

烧结中期阶段

当粉末颗粒处于烧结中期时,随着烧结颈的逐步长大,其内部的原子加速向颗粒间的结合面产生迁徙,使得颗粒间的间隔一直缩小,形成连续的孔隙网络。在全部进程中,晶粒的尺寸一直增加,颗粒的密度跟强度都得到进步,全部成型体的线紧缩率超过10%。

 

烧结后期阶段

当烧结行动达到后期时,颗粒间的孔隙一直球化跟缩小,大局部孔隙被分隔形成闭气孔,晶界上的物质连续向气孔处迁徙,促使晶粒连续长大。在此阶段孔隙减少,紧缩率进一步降落,陶瓷致密度十分高。

 

  4. 医用氧化铝陶瓷的齿科陶瓷切削技巧

盘算机帮助设计与盘算机帮助制造即CAD/CAM技巧是融合了数学、物理学、盘算机图像识别跟主动把持等多学科的进步制造技巧。

 

图5 齿科CAD/CAM体系制造进程及真机

 

氧化锆内冠采取齿科CAD/CAM体系制造,具体的制造流程如下:

采取数字激光扫描仪对口腔牙体或体外牙模进行扫描,直接获得牙冠数据;

依据获得的牙冠三维数据采取设计软件在基牙上设计出良好状况的牙冠;

依据预烧结氧化锆烧结体的二次烧结紧缩率,将设计好的牙冠导入到相应规格尺寸的预烧结氧化锆烧结体中进行排版;

将排版后的数据转化为刀具加工途径信息导入四轴联动数控机床,进行切削加工,制玉成瓷义齿内冠;

将制造好的氧化锆内冠放入高温结晶炉中进行烧结,达到所须要的强度跟半透明度;

后将瓷粉用毛笔涂覆到氧化锆内冠上,放入烤瓷炉中进行上釉操作,使氧化锆牙冠美观真切。

 

 

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