牙科Y-TZP陶瓷著色方法及性能研究.pdf

1、隨著人們生活質量的不斷提高，對牙科修復材料提出了更高的要求。近三十年來，Y-TZP(釔穩(wěn)定四方相氧化鋯多晶體，yttria-stabilized tetragonalzirconiapolycrystalline)陶瓷因高強度、美觀性及較好的生物相容性得到了學術界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關注。對于牙科修復體，透光性和色度是最重要的性能指標。然而，Y-TZP陶瓷的顏色與天然牙色存在一定差距。在傳統(tǒng)的遮色處理中，飾面層/Y-TZP雙瓷層結構在實現(xiàn)色度

2、調控的同時，也損失了一部分透光性和力學性能。因而自著色Y-TZP全瓷冠成為了人們關注的焦點。目前，國內關于著色方法對Y-TZP性能影響的報道很少。
　　本文采用化學共沉淀法制備了ZrO2(3Y)納米粉。并基于此系統(tǒng)地研究了不同著色方法對著色Y-TZP力學性能、透光性及色度的影響。選用Fe2O3、CeO2為著色劑，著色方法包括:共沉淀原位生成摻雜、著色劑與ZrO2(3Y)粉體機械混合、著色液浸泡ZrO2(3Y)造粒粉體和著色液浸泡Y

3、-TZP素胚。最終取得主要結果如下:
　　(1)采用化學共沉淀制備了ZrO2(3Y)納米粉。研究發(fā)現(xiàn):PEG-6000添加量為1.4wt％時，對前驅體懸濁液的分散效果最好，熱處理后的粉體粒徑約為15nm。隨著熱處理溫度的提高，ZrO2(3Y)粉體中單斜相的相對含量逐漸增大。CeO2摻雜降低了非晶態(tài)ZrO2的晶型轉變溫度，因而導致單斜相的相對含量增大。
　　(2)研究了Y-TZP的成型制度與燒結性能。研究發(fā)現(xiàn):在干壓—冷等靜壓

4、成型工藝中，相同冷等靜壓下素胚體積密度隨干壓壓力提高，先降低后增大。可加工指數(shù)隨預燒結溫度提高，先增大后降低。Y-TZP燒成后，進一步提高燒結溫度或延長保溫時間，可以提高其全透射率。但燒結溫度過高時，單斜相的出現(xiàn)及Y3+在晶界處的偏析導致全透射率略有下降，并且顯著地降低了力學性能，對致密度的提高沒有貢獻。綜合考慮確定了Y-TZP燒成制度為1470℃/2 h。
　　(3)研究了不同著色方法對Y-TZP力學性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):不同著

5、色方法中，共沉淀原位生成法制得的Y-TZP在硬度、斷裂韌性及抗彎強度方面均表現(xiàn)良好。較差的成型性能以及機械混合均勻性的局限，導致著色劑與粉體機械混合法中所得Y-TZP的硬度、斷裂韌性較低。在浸泡素胚法中，F(xiàn)e3+強烈水解引起的膠粒團聚，導致Fe2O3著色Y-TZP的硬度出現(xiàn)明顯下降。浸泡粉體法顯著降低了Fe2O3著色Y-TZP的抗彎強度。
　　(4)研究了不同著色方法對Y-TZP透光性、色度的影響。研究發(fā)現(xiàn):Fe2O3、CeO2摻

6、雜主要降低了Y-TZP在短波段的全透射率。著色劑與粉體機械混合法對Y-TZP全透射率的影響最大，這與該方法中制得Y-TZP致密程度較低、晶粒尺寸分布不均勻有關。共沉淀原位生成法對全透射率的影響最小，所得樣品的透射率為四種方法中的最高;Fe2O3摻雜顯著降低了Y-TZP色品指數(shù)L*，增大了a*、b*。CeO2摻雜主要增大了b*，對L*、a*影響較小。浸泡素胚法制得的Fe2O3著色Y-TZP與其他三種著色方法中的相比色差最大，這與Fe3+無