[发明专利]透光性氧化锆烧结体和氧化锆粉末、及其用途

说明书

本发明提供一种兼具优异的透光性及弯曲强度的氧化锆烧结体，特别是一种兼具适合作为前齿用义齿的透光性及强度的氧化锆烧结体及其制造方法。该透光性氧化锆烧结体含有高于4.0mol％且为6.5mol％以下的氧化钇和低于0.1wt％的氧化铝，相对密度为99.82％以上，厚度1.0mm时相对于波长600nm的光的总透光率为37％以上且低于40％，弯曲强度为500MPa以上。

本申请是申请日为2014年12月19日、申请号为201480069715.0的中国发明申请“透光性氧化锆烧结体和氧化锆粉末、及其用途”的分案申请。

技术领域

本发明涉及烧结体密度及强度高且具有极接近自然牙齿的透光性的氧化锆烧结体。该高透光性氧化锆烧结体适合齿科用途，特别适用于前齿、进而适合用作义齿材料等的齿科打磨坯料(Dental mill blank)、正畸托槽。

背景技术

固溶有少量Y₂O₃作为稳定化剂的氧化锆烧结体(以下，称为“部分稳定化氧化锆烧结体”)具有高强度、高韧性。因此，部分稳定化氧化锆烧结体被用于切削工具、模具、喷嘴、或轴承等机械构造用材料。进而，除机械构造用材料以外，还用作齿科材料等生物体材料。在使用部分稳定化氧化锆烧结体作为齿科材料的情况下，不仅要从高强度及高韧性之类的机械特性的观点出发，而且还要从审美的观点出发，都要求具有透光性、色调等光学特性。

从美感的观点出发，作为具有透光性的氧化锆，目前，含有约10mol％的氧化钇的氧化锆单晶(立方氧化锆)被用于珠宝首饰等。但是，氧化锆单晶具有强度极低之类的问题。

另一方面，氧化锆的多晶体即氧化锆烧结体没有透光性。作为该原因，得知的是晶粒间及晶粒内存在的气孔会引起光散射。因此，至今都在进行通过减少气孔，即增大烧结体密度，来对多晶的氧化锆烧结体赋予透光性的研究。

例如，专利文献1公开的是含有2～4mol％的氧化钇、氧化铝含量为0.2wt％以下、1mm厚度的总透光率为35％以上的氧化锆烧结体。但是，实施例公开的烧结体的总透光率为41％，这是因为厚度为1.0mm时相对于波长600nm的光的总透光率为36％。该烧结体是在用作臼齿用义齿时具有充分透光性和强度的烧结体。其另一方面，该烧结体具有在用作前齿用义齿时透光性不足之类的问题。

专利文献2公开的是含有1.5～5mol％的氧化钇、气孔率为0.6％以下的氧化锆烧结体。但是，该烧结体是通过利用热等静压机(以下，称为“HIP”)的加压烧结而得到的氧化锆烧结体，在通过常压烧结而得到的氧化锆烧结体中，得不到充分的透光性。

另外，专利文献3公开的是含有4mol％以上且7mol％以下的氧化钇的氧化锆烧结体，且是厚度1mm时在波长600nm处的总透光率为40％以上的氧化锆烧结体。该烧结体也是通过利用HIP的加压烧结而得到的氧化锆烧结体，在通过常压烧结得到的氧化锆烧结体中，得不到充分的透光性。

非专利文献1公开的是通过对含有3mol％的氧化钇和8mol％的氧化钇的氧化锆粉末进行放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering，以下称为“SPS”)而得到的具有透明性的氧化锆烧结体。

但是，在使用专利文献3或非专利文献1公开的氧化锆烧结体作为前齿用义齿时，因为透明感过高，所以不自然。

另外，作为由具有透光性的氧化锆烧结体制作义齿的方法，得知的是在将预烧结后的成形体切削成义齿形状以后，再将其烧结的方法。在这种方法中，例如，通过对氧化锆粉末进行通常的冲压成形，制作成形体，其后，在700～1000℃的温度下对成形体进行预烧结，制作打磨坯料。接下来，通过CAD/CAM，将制作出的打磨坯料切削成义齿的形状，其后，将其烧结。例如，通过利用将升温速度设为600℃/hr而升温到烧结温度，然后将烧结温度下的保持时间设为2小时的工序程序，使具有已切削出的义齿的形状的打磨坯料烧结，而在7小时左右的短时间内进行使氧化锆烧结的工序。