粘結(jié)瓷粘結(jié)機制和對微弧氧化后鈦瓷結(jié)合影響的研究.pdf

1、目前鈦以其優(yōu)良的性能在口腔臨床得到日益廣泛的應(yīng)用。但由于鈦瓷結(jié)合強度無法達到傳統(tǒng)烤瓷合金的金瓷結(jié)合水平，從而限制了鈦作為烤瓷合金在臨床的廣泛應(yīng)用。研究表明，造成鈦瓷結(jié)合強度較低的主要原因有鈦的高溫氧化性和鈦瓷間熱膨脹系數(shù)的不匹配。為此各大瓷粉廠商紛紛推出了低熔點，低熱膨脹系數(shù)的純鈦專用瓷粉，期望解決鈦瓷結(jié)合強度較低的問題。與傳統(tǒng)瓷粉系統(tǒng)相比，鈦專用瓷粉系統(tǒng)首次引入了粘結(jié)瓷。在鈦瓷系統(tǒng)中，粘結(jié)瓷與鈦基底直接接觸，成為影響鈦瓷結(jié)合的重要因素

2、。但粘結(jié)瓷的作用尚存在一定爭議。微弧氧化技術(shù)可在鈦表面形成陶瓷性氧化膜，該膜與基底呈冶金結(jié)合，結(jié)合強度高。其內(nèi)層致密，可阻止烤瓷過程中鈦基底繼續(xù)氧化；外層多孔，可增加與瓷的接觸面積；同時可通過調(diào)整電解液改變膜的性質(zhì)和成分，增強與瓷粉的化學結(jié)合，是一種理想的中間層。以往研究表明微弧氧化處理可有效提高鈦瓷結(jié)合強度。以往的研究多集中于微弧氧化參數(shù)的調(diào)節(jié)，而鈦瓷結(jié)合的過程是鈦與鈦專用瓷粉之間相互作用的結(jié)果。目前市場上的鈦專用瓷粉之間有著較大的差

3、異，因此選擇適合微弧氧化使用的鈦瓷粉有著重要的意義。
　　本論文在對粘結(jié)瓷的粘結(jié)機制進行研究的基礎(chǔ)上，研究適合微弧氧化技術(shù)的鈦瓷系統(tǒng)。通過不同品牌粘結(jié)瓷作用的對比，探討不同粘結(jié)瓷對鈦瓷結(jié)合的影響及其作用機制；觀察粘結(jié)瓷對微弧氧化后金瓷結(jié)合的影響，分析粘結(jié)瓷在微弧氧化后的作用，篩選適合于微弧氧化技術(shù)的瓷粉。
　　方法：本實驗選用Super porcelain Ti22（Noritake日本），Duceratin Kiss（De

4、ntsply美國），Titankeramik（Vita德國）三種純鈦專用瓷粉。這三種瓷粉均為當前主要瓷粉廠商的主要產(chǎn)品，因此具有良好的代表性。通過SEM/EDS分析三種粘結(jié)瓷的微觀形貌和主要化學成分與含量，評價瓷粉基本理化性能。將純鈦試件噴砂處理后分別涂布上述三種瓷粉，每種瓷粉又分為涂布粘結(jié)瓷組和未涂布粘結(jié)瓷組。根據(jù)ISO9693標準，利用三點彎曲測試鈦瓷結(jié)合強度，作為主要評價指標；利用SEM/EDS觀察分析鈦瓷結(jié)合界面﹑鈦瓷分離面和氧

5、元素侵入鈦基底的范圍。結(jié)合瓷粉的化學成分，分析粘結(jié)瓷對鈦瓷結(jié)合的影響及其作用機制。
　　對鈦試件進行微弧氧化處理，電解液由去離子水和Na2SiO320g/l﹑NaOH2g/l配置而成。利用SEM/EDS分析鈦瓷結(jié)合界面和氧元素侵入范圍；分析三種粘結(jié)瓷對微弧氧化后鈦瓷結(jié)合的影響，篩選適合于微弧氧化的瓷粉。
　　結(jié)果：SEM觀察三種粘結(jié)瓷微觀形貌發(fā)現(xiàn)，三種粘結(jié)瓷粉粒度分布不均。瓷粉中既有十幾甚至幾十微米的大顆粒，也有幾個微米的小

6、顆粒存在。EDS分析瓷粉的化學成分發(fā)現(xiàn)，三種粘結(jié)瓷均是以SiO2為基質(zhì)再混合以其他金屬氧化物熔制而成。但三種粘結(jié)瓷所含金屬氧化物的種類和相同種類氧化物的含量均存在較大差異，說明三種粘結(jié)瓷的性能存在差異。
　　噴砂后三種瓷粉涂布和未涂布粘結(jié)瓷組三點彎曲測試結(jié)果顯示，SuperTi22和DuceratinKiss兩種粘結(jié)瓷能夠顯著提高鈦瓷結(jié)合強度，Titankeramik涂布粘結(jié)瓷組結(jié)合強度略高于其未涂布組，但無統(tǒng)計學差異。說明三種粘

7、結(jié)瓷均能不同程度的提高鈦瓷結(jié)合強度。鈦瓷結(jié)合界面的SEM/EDS結(jié)果顯示，SuperTi22和DuceratinKiss涂布粘結(jié)瓷組鈦瓷結(jié)合緊密，無明顯孔隙，線掃描氧元素曲線在通過鈦瓷界面后迅速下降。說明這兩種粘結(jié)瓷具有良好的潤濕性，熔融時能形成完整的不透氣的保護膜，阻止氧元素向鈦基底的擴散。而Titankeramik涂布粘結(jié)瓷組鈦瓷界面有較多孔隙出現(xiàn)，氧元素曲線在通過鈦瓷界面后下降緩慢，提示氧元素在鈦基底有較大范圍的擴散，形成過厚的氧

8、化膜。同時，三種粘結(jié)瓷化學成分的差異提示鈦瓷間的化學結(jié)合存在較大差異。
　　鈦試件微弧氧化處理后與三種瓷粉的三點彎曲測試結(jié)果顯示，SuperTi22和DuceratinKiss兩種粘結(jié)瓷依然能夠顯著提高鈦瓷結(jié)合強度，Titankeramik涂布粘結(jié)瓷組鈦瓷結(jié)合強度略高于其未涂布組，但無統(tǒng)計學差異，說明粘結(jié)瓷在微弧氧化后依然能不同程度的發(fā)揮作用。其中，SuperTi22微弧氧化后涂布粘結(jié)瓷組顯示出良好的結(jié)合性能，較適合于微弧氧化技術(shù)

9、。鈦瓷結(jié)合界面SEM/EDS結(jié)果顯示，鈦瓷結(jié)合界面得到明顯改善，僅Titankeramik涂布和未涂布組可見少量孔隙。元素線掃描顯示，微弧氧化后涂布粘結(jié)瓷組對氧元素的擴散有良好的控制作用。
　　結(jié)論：三種粘結(jié)瓷化學成分存在較大差異，提示粘結(jié)瓷性能有較大差異。三種粘結(jié)瓷均可不同程度的提高鈦瓷結(jié)合強度。對鈦瓷結(jié)合改善的程度，與粘結(jié)瓷的潤濕性和與鈦基底不同的化學結(jié)合有關(guān)。粘結(jié)瓷在微弧氧化后依然能發(fā)揮增強鈦瓷結(jié)合的作用。而SuperTi2