[发明专利]提高硅酸锂玻璃陶瓷成型体的强度的方法

说明书

发明背景

本发明涉及一种提高包含硅酸锂玻璃陶瓷的医用成型体的强度的方法，所述成型体优选为牙科成型体的形式，或者该体的一部分，特别是桥、牙冠、顶盖、嵌体、高嵌体或贴面。

因为它们的光-光学特性以及它们的强度和生物相容性，硅酸锂玻璃陶瓷坯料在牙科技术中用于生产牙科修复体的使用已经被证明。热处理导致玻璃陶瓷的最终结晶，以产生良好的光学品质和特别是足够的化学稳定性。相应的方法公开于例如DE 197 50 794 A1或DE 103 36 913 B4中。

为了获得高强度同时具有良好的半透明性，将至少一种选自氧化锆、氧化铪或其混合物，特别是氧化锆的稳定剂加入到碳酸锂、石英、氧化铝等形式的原始原料，即通常的起始组分。这里注意例如DE 10 2009 060 274 A1，WO 2012/175450 A1，WO 2012/175615 A1，WO 2013/053865 A2或EP 2 662 342 A1。这些含有氧化锆的硅酸锂的机械加工也可以在最终的结晶状态下进行。

I.L. Denry等, Enhanced Chemical Strengthening of Feldspathic Dental Porcelain, J Dent Res, October 1993, 第1429-1433页，和R.R. Seghi等, Effects of Ion Exchange on Hardness and Fracture Toughness of Dental Ceramics, The International Journal of Prosthodontics, Volume 5, No. 4, 1992, 第309-314页的出版物公开了由长石玻璃类型组成的复合陶瓷的研究，其中可能存在白榴石沉淀。为了提高强度，建议以两步方法，用锂离子代替钠离子，然后用钾离子代替锂离子。较小的离子也可以被铷离子代替。如果使用氧化铷，则能够使强度提高最多80％。然而，铷具有增加陶瓷的热膨胀系数的缺点。

DE 30 15 529 A1公开了一种改善牙瓷的机械强度的方法。在这种方法中，修复体涂上釉质，使釉质中有碱金属离子交换。为此，将修复体浸入温度在200℃和釉质转变点之间的熔盐浴中。

US 4 784 606 A公开了一种玻璃牙科支架，其强度由于离子交换而增加。

在DE 24 01 275 A1中公开了一种用于增加硅酸盐玻璃物体(例如瓶子)的硬度的方法。该物体优选加热到至少370℃并用碱金属盐的粉碎混合物喷涂。这使增加强度的离子交换成为可能。

发明简述

本发明的目的是开发一种上述类型的方法，使得可以使用简单的工艺技术措施来增加成型体的强度。

另一个目的是未经训练的人能够将强度增加到所需的程度。

本发明的目的基本上得到解决，其中通过用直径更大的碱金属离子代替锂离子在硅酸锂玻璃陶瓷的成型体中产生表面压缩应力，其中成型体用含有碱金属的糊剂覆盖，在温度T下成型体与糊剂接触时间t，然后将糊剂从成型体上除去。

由此将糊剂施加到处于原则上对应于室温的温度的成型体上。然后成型体与施加的糊剂一起加热至温度T≥300℃，特别是350℃≤T≤600℃。

钠和/或钾离子优选用作碱金属离子以产生表面压缩应力。

已经发现，当硅酸锂玻璃陶瓷的成型体中存在的锂离子被Na/K离子代替时，一定程度上产生预应力，由此产生表面压缩应力，导致强度显著增加。令人惊讶地发现，甚至非常短的小于1小时的退火时间也会导致强度的显著增加。这与传统的牙科硅酸锂玻璃陶瓷(来自Ivoclar公司的e.max CAD)明显不同，对于该传统的牙科硅酸锂玻璃陶瓷，如果锂离子被钠离子代替，则看不到强度增加效果。甚至使用所述的玻璃陶瓷，效果也没有达到相同的程度，从下面的实施例1和2中可以看出。

根据本发明，将成型体用含有碱金属离子，特别是Na离子和/或K离子的糊剂以期望的程度包裹一段时间t，即，成型体被糊剂层覆盖以利于通过更大直径的Na离子或K离子来期望地代替锂离子，从而建立期望的表面压缩应力，从而导致强度增加。

与此无关地，如果成型体在温度T≥300℃，特别是350℃≤T≤600℃，优选430℃≤T≤530℃下与相应的糊剂接触，持续时间t，其中t≥5分钟，优选10分钟≤t≤40分钟，则表面区域中所需的离子交换特别好。