[发明专利]一种高熵高强度耐磨的陶瓷材料的制备方法及在齿科修复中的应用

说明书

本发明涉及陶瓷技术领域，且公开了一种高熵高强度耐磨的陶瓷材料的制备方法及在齿科修复中的应用，本发明通过常见的氧化物MgO、Ti₂O₃、Y₂O₃、Gd₂O₃，Nd₂O₃、HfO₂和单质硼粉为原料，通过高温真空反应和放电等离子烧结相互结合的方法合成了(Mg_aTi_bGd_cNd_dY_eHf_f)B₁₂，同时利用Hf原子只能部分固溶进(Mg_aTi_bGd_cNd_dY_eHf_f)B₁₂高熵粉体，而未固溶的Hf原子以HfB₂弥散相弥散析出，该弥散的第二相可以有效阻碍陶瓷内部裂纹的扩散并实现弥散强化，从而实现硬度和韧性双重提高。所合成的高熵牙科材料硬度高达18‑32GPa，断裂韧高达4.58‑6.78 MPa·m^1/2。在全瓷牙科材料和齿科修复领域中具有巨大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及陶瓷技术领域，具体为一种高熵高强度耐磨的陶瓷材料的制备方法及在齿科修复中的应用。

背景技术

陶瓷作为口腔材料具有极佳的生物相容性，在口腔环境中的不仅化学稳定性好，耐腐蚀性好，使用安全，而且与天然牙齿相似的热导率和自然牙釉相似的磨损率，具有优良的耐磨损性，表面光洁，菌斑不易附着。此外，陶瓷因具有与牙组织相近的光折射、散射系数，可以再现天然牙齿的透明度、色深及组织纹理。因此陶瓷具有与人体牙齿相类似的逼真的外观和形态色泽是金属材料和其他高分子牙科材料无法比拟的。目前已经成功研制出的全瓷牙科材料按照其成份可以分为：玻璃陶瓷、高铝陶瓷、白榴石陶瓷和碳化硼陶瓷。虽然全瓷牙科材料具备上述优势，但全瓷牙科材料的市场占有率还较低。其原因主要是全瓷牙科材料价格贵，还存在强度低和韧性不足的缺点

高熵陶瓷是2015年后提出一个全新的材料体系，该材料体系具有“高熵效应”、“结构上晶格畸变效应”、“扩散迟滞效应”及“鸡尾酒效应”四大核心效应，因此高熵陶瓷相对传统的陶瓷不仅性能上更优，同时具备更高的热稳定性和耐腐蚀性能。高熵合金作为一种新型的多主元合金，其组织特点和力学性能比传统合金要好很大。在石油勘探、机械设备、能源电子等军工业领域中有着广泛的应用，因此高熵合金材料受到了广泛的研究。中国专利文件202111285511.9《超高强韧性高密度高熵合金及其制备方法》，公开了采用多种高密度元素、强化元素构造出高密度单一稳定面心立方高熵化合金相，提升了固溶体的稳定性和强化能力，改善了合金的形变能力。因此开发新型高熵全瓷牙科材料有望解决传统牙科材料的不足，在全瓷牙科材料具有重要的市场空间和价值。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高熵高强度耐磨的陶瓷材料和制备方法，应用于全瓷牙科材料和齿科修复中。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种高熵高强度耐磨的陶瓷材料，所述陶瓷材料的化学式为：(Mg_aTi_bGd_cNd_dY_eHf_f)B₁₂；其中，a、b、c、d和e均在0.05-0.35之间，且a+b+c+d+e+f=1。

优选的，所述高熵高强度耐磨的陶瓷材料的制备方法为：