[发明专利]一种氧化锆陶瓷表面镀覆的二氧化锆纳米管薄膜涂层及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种氧化锆陶瓷表面镀覆的二氧化锆纳米管薄膜涂层及其制备方法与应用。所述薄膜涂层包括锆微米膜和ZrOsubgt;2/subgt;纳米管层，锆微米膜位于所述氧化锆陶瓷与ZrOsubgt;2/subgt;纳米管层之间，分别与氧化锆陶瓷和ZrOsubgt;2/subgt;纳米管层接合，用于连接氧化锆陶瓷和ZrOsubgt;2/subgt;纳米管层。本发明先以离子镀膜技术在氧化锆陶瓷表面镀以锆膜，再通过阳极氧化将锆膜部分氧化成ZrOsubgt;2/subgt;纳米管。本发明将物理镀膜和电化学氧化方法结合后，成功地在化学惰性极强的氧化锆陶瓷表面制备出纳米管结构的薄膜涂层，有效提高了粘接剂在氧化锆陶瓷表面的润湿性，可明显增强氧化锆陶瓷与粘接剂的粘接强度，极大改善了氧化锆陶瓷的粘接性能，实现其在牙科修复体中更广泛的临床应用。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体涉及氧化锆陶瓷表面镀覆的二氧化锆纳米管薄膜涂层及其制备方法与应用。

背景技术

牙科氧化锆全瓷材料(即氧化锆陶瓷)因其具有良好的力学性能、美学性能及生物相容性成为龋病的美学修复治疗中应用最为广泛的一类陶瓷材料，主要用作牙科冠桥修复体的首选材料，由该材料制成的修复体称为氧化锆陶瓷牙科冠桥修复体。氧化锆陶瓷牙科冠桥修复体外表面呈牙齿形态，内表面与经过打磨预备后的牙齿粘接。

然而氧化锆属于化学惰性陶瓷类材料，受其结构致密且化学活性低等特点的限制，氧化锆陶瓷牙科冠桥修复体在临床上难以获得理想持久的粘接力，粘接失败率较高，成为影响其临床应用效果的主要因素之一。

国内外有大量提高氧化锆陶瓷粘接性能的研究，大部分是对其表面进行改性，现有氧化锆陶瓷的表面改性方法有空气喷砂、激光蚀刻、热化学法等。这些方法是通过去除部分氧化锆成分以实现对氧化锆陶瓷表面的“削减式”粗糙化处理，不仅会降低氧化锆陶瓷自身机械强度，对氧化锆陶瓷与树脂粘接剂之间粘接强度的提高作用也有限。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，第一方面，提供一种涂层，该涂层为在氧化锆陶瓷表面镀覆的ZrO₂纳米管薄膜，其粘接强度显著增强。该氧化锆陶瓷表面镀覆的ZrO₂纳米管薄膜涂层，所述薄膜涂层包括锆微米膜和ZrO₂纳米管层，锆微米膜位于所述氧化锆陶瓷与ZrO₂纳米管层之间，分别与氧化锆陶瓷和ZrO₂纳米管层接合，用于连接氧化锆陶瓷和ZrO₂纳米管层；优选的，所述ZrO₂纳米管层是由ZrO₂纳米管以阵列形式排列在锆微米膜上形成。

所述薄膜涂层厚度为500nm-2.5μm，优选800nm-2μm。

所述ZrO₂纳米管管径为50-700nm，优选200-500nm，更优选300-500nm。

所述薄膜涂层中二氧化锆呈四方晶相和单斜晶相。

所述薄膜涂层是以金属锆(Zr)作为离子镀膜靶材，先经离子镀膜法在氧化锆陶瓷表面镀以锆(Zr)膜，再以NH₄F、水和乙二醇配制电解液，分别以镀锆膜的氧化锆陶瓷和石墨为阳极和阴极，通过阳极氧化法将氧化锆陶瓷表面的锆膜部分氧化为ZrO₂纳米管层，未被氧化的锆膜作为锆微米膜和ZrO₂纳米管层共同形成所述ZrO₂纳米管薄膜涂层。

第二方面，本发明提供一种上述二氧化锆纳米管薄膜涂层的制备方法，包括在氧化锆陶瓷表面经离子镀膜法镀以锆(Zr)膜，经阳极氧化法将氧化锆陶瓷表面的锆膜部分氧化为ZrO₂纳米管层。

所述离子镀膜法具体为：氧化锆陶瓷经荡洗、烘干后，利用真空镀膜机，以金属锆(Zr)作为离子镀膜靶材，在氧化锆陶瓷表面镀上锆膜，得到镀有锆膜的氧化锆陶瓷；