[发明专利]提高钛或钛合金烤瓷修复体结合强度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种口腔材料加工技术，特别涉及一种改善钛或钛合金烤瓷牙的基底与陶瓷结合强度的方法。

背景技术

牙体或牙列缺失是人类的常见病和多发病，其严重影响咀嚼、发音、发育、牙髓、牙周组织及全身健康，同时严重影响容貌外观。金属烤瓷修复体(PFM，Porcelain Fused to Metal，俗称烤瓷牙)是一种常用的牙科修复体，是将牙科陶瓷材料(多元瓷粉)涂布于金属表面真空下烧结而成。目前最为常用的是Ni-Cr系列的烤瓷修复体，其价格便宜，金属与瓷层强度高，制备的烤瓷牙耐用度高，不易崩瓷损坏。但其有显著缺点，镍铬合金耐蚀性较差，在口腔复杂生物环境下，会游离出镍离子，使局部软硬组织着色发黑，影响美观；游离出的镍离子有潜在的毒性，虽没有验证，但有报道称其诱发荨麻疹、疱疹、苔藓、过敏性鼻炎、咽喉炎、隐匿性肾炎，对身体健康有潜在威胁。因此，钛及钛合金由于其优良的生物相容性、耐腐蚀性和低的热导率，而成为Ni-Cr系列合金的安全有效的替代材料。目前导致钛合金烤瓷修复体存在的主要问题是：(1)钛的化学性质活泼，在高于600℃时候，易在表面生成金红石相的鳞片状疏松多孔氧化膜，形成Ti/瓷界面薄弱区域，在应力作用下，该薄弱区域极易从钛合金表面撕裂剥落，造成烤瓷层破裂失效；(2)钛合金与现有牙科陶瓷材料存在较大的热膨胀系数差，金属陶瓷结合界面有较高的残余应力，诱发崩瓷和瓷裂。(3)需要用遮色瓷来遮盖金属冠的颜色，处理不好时，金属的银灰本色会显露出来，直接影响钛烤瓷牙的美观和逼真效果。因此，通过表面涂层抑制钛合金的过度氧化，或者调整钛合金和瓷粉之间热膨胀系数的匹配，是解决钛合金烤瓷修复体金属陶瓷结合强度低，修复体易崩瓷，不耐用等问题的有效方法，如专利CN101445905A，在Ti合金表面磁控溅射ZrN涂层；专利CN101671836A，利用微弧氧化在Ti合金表面制备致密TiO2陶瓷层；而专利CN101664368A则公布了一种与Ti合金膨胀系数匹配的专用瓷粉的配方。现有的表面涂层方法中，涂层能否有效抑制钛的高温氧化是表面处理效果的关键，同时大多数表面处理工艺存在制备效率低，难以推广的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高纯钛或钛合金烤瓷修复体结合强度的方法，以有效的解决现有的纯钛或钛合金烤瓷修复体的结合强度问题。

为达到以上问题，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种提高钛或钛合金烤瓷修复体结合强度的方法，其特征在于，包括下述步骤：

一种提高钛或钛合金烤瓷修复体结合强度的方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)利用铸钛机铸造出纯钛或钛合金的金属冠；采用SiC或Al₂O₃砂纸对金属冠表面进行打磨，并进行喷砂处理，以去除金属冠表面污染物及增加粗糙度，之后将金属冠于超声波清洗机中用丙酮清洗15min；

(2)将打磨清洗好的金属冠固定在支架上，利用高效能超音速等离子喷涂系统在金属冠表面制备氧化物或金属涂层，其中氧化物涂层喷涂用粉体包括ZrO₂，Al₂O₃，SiO₂，MgO，Cr₂O₃的任一种；金属涂层喷涂用粉体包括Ni-Cr合金、Co-Cr合金、含钛镍合金的一种；

(3)在金属冠表面制备好涂层后，按常规金属烤瓷修复体制作烧结程序，依次烧结粘结瓷，遮色瓷，体瓷。

上述方案中，所述步骤(1)所述喷砂处理采用粒径为5～250μm的Al₂O₃、SiC或TiO₂砂粉。

步骤(2)所述高效能超音速等离子喷涂系统中，采用纯度＞99.99％的高纯Ar或者N₂作为保护及送粉气体，喷枪出口气流速度为360～520m/s，等离子气体温度为2800～4400℃，电流300～620A，电压140～220V，气体流量100～200L/min。氧化物涂层厚度50～120μm，误差±20μm；金属涂层厚度35～140μm，误差±20μm。氧化物涂层喷涂用粉体ZrO₂，其纯度＞98％，粒度大小为50nm～100μm。所述金属涂层喷涂用粉体Ni-Cr合金、Co-Cr合金或含钛镍合金的粒度D50＝5μm～100μm。

本发明具有如下突出的优点：

1、通过超音速等离子喷涂制备的涂层，气孔率低，与基体结合强度高，能有效的阻隔氧元素向钛金属的扩散，抑制钛的高温氧化；