[发明专利]一种氧化锆陶瓷微波烧结方法的改进及使用的匣钵

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化锆陶瓷微波炉烧结方法的改进及使用的匣钵，更确切的说本发明涉及口腔修复用氧化锆全瓷牙用微波炉烧结的方法及使用的匣钵，属于陶瓷材料微波烧结领域。

背景技术

1983年，第一台采用计算机辅助设计／计算机辅助制造(CAD／CAM)技术制作牙科修复体的样机在法国问世。这项技术的应用将取代口腔医学界一直延续了几个百年来技工室人工制作义齿(假牙)桥冠修复体的传统工艺，使自动化或半自动化制作修复体成为现实。生产工艺的革命也必然带动了材料学的飞速发展，生物陶瓷自从应用于口腔修复学领域以来就以其良好的生物相容性、优秀的美学性能倍受青睐，CAD／CAM技术推动了可切削陶瓷的发展，出现了几种与之配套的陶瓷系统如：①钾长石为主晶相的玻璃陶瓷；②云母基玻璃陶瓷；③白榴石基玻璃陶瓷④预烧结的注塑成形氧化铝块。但这些陶瓷本身具有固有的抗弯强度不足的缺点，限制了传统陶瓷的应用，也使这项新技术的推广应用受到限制。近廿多年来在自然界中以斜锆石存在的矿物二氧化锆(Y—TZP)以其高强度、高韧性问世以来，“陶瓷钢”的说法风靡一时，而且良好的生物相容性在口腔修复学领域引起关注。氧化锆是一种具有独特优异性能的生物材料，其特性为：①生物相容性好，优于各种金属合金，包括黄金。至今在口腔界公认义齿制作无论价格及质量均是：贱金属(钴铬、镍铬)<贵金属(金钯、金铂)<二氧化锆。二氧化锆对牙龈无刺激、无过敏反应，很适合应用于口腔，避免了金属在口腔内产生的过敏、刺激、腐蚀等不良反应；②密度和强度很高，强度是其他陶瓷的1.5～2倍；③独一无二的抗破裂性及破裂后强韧的固化性能(可制作全口烤瓷桥)，解决了所有全瓷系统不能做长桥的问题；④牙齿颜色的自然感觉和不明显的牙冠边缘也是采用二氧化锆全瓷修复所带来的好处。尤其对美观要求高的患者，其色泽更为自然，这样就使桥冠修复体同健康牙齿浑然一体；⑤非金属的二氧化锆对x射线无任何阻挡，镶入二氧化锆烤瓷牙，日后需头颅x射线、CT、核磁共振检查时都不需要拆掉假牙，比较方便。因此氧化锆增韧陶瓷成为口腔冠桥全瓷修复的新热点，不单能制作单冠，也能很好的应用于全口桥冠。如今已逐步呈现出取代现有齿件材料而成为口腔修复领域的主体材料的趋势。

在二氧化锆中加入Mg、Y、Ca等氧化物之后，熔点温度大致在2500℃左右，在此温度下可将四方晶相足有成效的存在于常温下。这就是Y一1ZP一即钇稳定四方体聚晶氧化锆，也就是临床常用的二氧化锆的统称，而氧化锆优良的力学性能正是来源于这种四方向晶型的变化。四方晶相氧化锆在材料使用中，由于外力的诱导会向单斜晶相转变，以消耗部分能量缓解应力，同时相粒子的体积增大效应即抑制裂纹的扩展。此外，氧化锆晶相转换为不可逆，也就是说一旦转换为单斜相就不可能再恢复成四方向晶。

此外，Y—TZP也分为不同种类，但在加工阶段应用的为预成品氧化锆，否则无法加工；之后通过结晶成合格的桥冠产品。原料的制备完全依据纳米级材料的制备工艺来完成。

预成品氧化锆和结晶氧化锆虽然其组分相同，但加工条件及原料制备方面的差异，使其在强度和透光度性方面都会有很大不同。结晶氧化锆有很高的强度和透光性，这种透光美观性氧化锆全瓷冠优于其它烤瓷冠重要因素。从工艺上讲结晶是在高温下通过气体压力媒介形成的压制技术。同时采用该工艺的氧化锆原料用量要比预成品氧化锆多一些，强度也提高很多。

优质的结晶二氧化锆要求均匀而致密的材料均匀性、极高的强度(≥1000MPa)和严格的放射性含量限制(ISI10993—1)，这主要是防止锆物质中的氡对人造成吸入辐射产生致癌作用。而实际口腔临床使用的二氧化锆桥冠放射量远低于对人体有害的放射量，很安全。

由于义齿不是天然牙，再精密的制作也会和人体的牙槽骨配合不严密引起间隙，这些间隙很可能导致强度低的义齿在咀嚼较硬的食物时损坏，所以口腔界业内公认人义齿桥冠强度需大于400MPa。氧化锆陶瓷由于具有应力诱导相变增韧机制，力学性能很高抗弯强度可达900—1200MPa，二氧化锆追求高强度的原因是无机材料在使用一段时间后都存在不同程度的相变，引起强度衰减，经测定二氧化锆在使用5年后强度会衰减一半，以后就保持不变。磨牙区的最大咬合压力为216～847N，由于牙科全瓷材料不同于金一瓷修复，其金属基底能吸收压力，而全瓷修复体严重损坏最初常由一个微小的超过材料机械性能的循环加载所致。另外，唾液和温度变化也可导致陶瓷材料的负载能力下降，因此牙科陶瓷能承受的循环加载约为材料最大抗折强度的50％。