牙科纳米氧化铝陶瓷的烧结研究

目的：探讨干压成型、低温烧结制备牙科纳米氧化铝陶瓷的工艺方法。方法：采用Al2O3-CaO-MgO-SiO2系统来研制纳米氧化铝陶瓷,通过扫描电子显微镜（SEM）及力学性能测试,比较了不同MgO含量、成型压力及烧结温度对氧化铝陶瓷的密度及力学性能的影响。结果：1．29wt% MgO试样组的陶瓷晶粒均匀且发育比较完全;随着粉料成型压力的升高,烧结后瓷体的密度及维氏硬度均增大;在1300℃烧结后,晶体发育差且气孔较多,随着烧结温度的升高,晶粒逐渐增大,在1450℃时可见瓷体晶形发育较完全。结论：选择适当的复合烧结助剂、成型压力及烧结温度可制得较理想的纳米氧化铝陶瓷。     

牙科纳米氧化铝陶瓷的烧结研究

目的 :探讨干压成型、低温烧结制备牙科纳米氧化铝陶瓷的工艺方法。方法 :采用Al2 O3-CaO -MgO -SiO2 系统来研制纳米氧化铝陶瓷 ,通过扫描电子显微镜 (SEM)及力学性能测试 ,比较了不同MgO含量、成型压力及烧结温度对氧化铝陶瓷的密度及力学性能的影响。结果 :1.2 9wt%MgO试样组的陶瓷晶粒均匀且发育比较完全 ;随着粉料成型压力的升高 ,烧结后瓷体的密度及维氏硬度均增大 ;在 130 0℃烧结后 ,晶体发育差且气孔较多 ,随着烧结温度的升高 ,晶粒逐渐增大 ,在 145 0℃时可见瓷体晶形发育较完全。结论 :选择适当的复合烧结助剂、成型压力及烧结温度可制得较理想的纳米氧化铝陶瓷     

牙科硅藻土基纳米复相陶瓷烧结曲线的研究

目的:探讨牙科硅藻土基纳米复相陶瓷的烧结致密化速率、不同烧结制度对其力学性能及显微结构的影响。方法:采用热膨胀仪检测样品的收缩率曲线及烧结微分曲线,以此为依据,不同温度段采取不同的烧结速率,测不同最高烧结温度下陶瓷烧结体的力学性能,SEM观察断面的显微结构。结果:烧结温度至1100℃时,其弯曲强度、维氏硬度和断裂韧性最佳,显著优于其它温度组(P<0.05),分别达到(207.45±8.00)MPa,(5.77±0.36)GPa,(3.04±0.40)MPa·m1/2。SEM显示陶瓷断面的气孔明显变小,致密度增大。结论:热膨胀曲线可检测陶瓷的烧结致密化过程,进一步实验验证证明1100℃为其最佳烧结温度。     

烧结温度对牙科用氧化铝玻璃复合体性能的影响

目的：探讨烧结温度对部分烧结多孔氧化铝及氧化铝玻璃复合体性能的影响,以确定较为成熟的制备工艺。方法：精细微米α－氧化铝粉经２５０ＭＰａ冷等静压成型,分别在１４００℃、１４５０℃、１４７５℃、１５００℃烧结,制成可供口腔ＣＡＤ／ＣＡＭ加工的可切削氧化铝,再通过１２５０℃４ｈ玻璃渗透,最终形成氧化铝玻璃复合体,并测试各种烧结条件下氧化铝及复合体的力学性能,观察其微观结构的差异。结果：随着烧结温度的升高     

二次熔融烧结法制备牙科用可切削云母基玻璃陶瓷

目的:通过二次熔融烧结法制备以云母为主晶相的牙科用可切削玻璃陶瓷。方法:在1500℃下熔融K2O-MgO-Al2O3-SiO2-F系统基础玻璃,其玻璃粉经过冷等静压成型后无压烧结获得牙科用可切削玻璃陶瓷。采用DTA-TGA确定基础玻璃的核化和晶化温度,采用XRD和SEM分析烧结体的物相组成和微观形貌,以及采用三点弯曲法和压痕法测定烧结体的力学性能。结果:K2O-MgO-Al2O3-SiO2-F系统的核化温度和晶化温度分别选择680℃和1020℃。烧结体的整体析晶比较缓慢,结晶度约为35.48%,主晶相为氟硅云母,晶体呈立方或扁平状,交错排列。烧结体的弯曲强度和断裂韧性分别为(144.50±9.75)MPa和(1.25±0.26)MPa.m1/2。结论:二次熔融烧结法制备的云母基玻璃陶瓷能够满足临床牙体缺损修复的要求。     

牙科陶瓷发展的回顾

对牙科陶瓷在20世纪的发展作了较系统回顾，包括新型牙科陶瓷的组成成分及研究进展。     

烧结温度对牙科氧化锆增韧陶瓷性能的影响

目的 研究烧结温度对牙科氧化锆增韧陶瓷(zirconia toughened ceramic，ZTC)物理性能和弯曲强度的影响。方法 3％摩尔比的三氧化二钇(3mol％ Y2O3)稳定氧化锆粉体干压成型后，分别在1490℃、1530℃、1570℃、1610℃烧结，然后测试其密度、表面气孔率、线收缩率和弯曲强度。结果 从本项实验所得数据中可以看出，随着烧结温度的升高，氧化锆增韧陶瓷的密度和线收缩率呈上升趋势，表面气孔率呈下降趋势，弯曲强度呈现先上升后下降趋势。结论 在所设定的温度范围内，从烧结温度低和强度高的要求进行选择，3mol％ Y2O3稳定氧化锆增韧陶瓷的最佳烧结温度在1570℃左右。     

牙科氧化铝基陶瓷纳米硅涂层表面改性的研究

目的 探讨溶胶凝胶法制备纳米硅涂层的工艺,评价涂层对牙科氧化铝基陶瓷润湿性的改变,为提高其与树脂的粘接提供实验基础。方法 采用溶胶凝胶法在喷砂的In-Ceram氧化铝基片表面制备硅涂层;原子力显微镜(AFM)观察热处理后涂层凝胶的微观形态;红外光谱(IR)分析热处理前后的凝胶;计算瓷片抛光组、喷砂组、喷砂加纳米硅涂层组油酸接触角的改变。结果 在In-Ceram氧化铝基片表面置得纳米硅涂层,AFM观测显示热处理使纳米氧化硅粒子的直径长大;IR分析可知凝胶经热处理后Si-OH弯曲振动吸收峰消失;喷砂和喷砂加纳米硅涂层组油酸的接触角均小于抛光组(P=0.000,P=0.000),喷砂加纳米硅硅涂层组的接触角最小(P=0.000,P=0.003)。结论 溶胶凝胶法可以在牙科氧化铝基陶瓷表面制备纳米硅涂层;热处理加强了涂层凝胶微结构中的Si-O-Si网络,但会使纳米粒子部分团聚;喷砂能够提高氧化铝基陶瓷的润湿性,纳米硅涂层使润湿性进一步增强。     

烧结温度对牙科氧化锆增韧氧化铝陶瓷力学性能的影响

目的:研究烧结温度对凝胶注模成型牙科氧化锆增韧氧化铝(zirconia toughened alumina,ZTA)陶瓷力学性能的影响.方法:经凝胶注模成型工艺制备的ZTA陶瓷坯体,分别烧结至1100、1200、1250、1300、1400℃,测定不同烧结温度组试件的三点抗弯强度、断裂韧性、维氏硬度,计算脆性指数;用扫描电镜观察三点弯曲试验后试件断面的显微形貌.采用SPSS 19.0软件包对数据进行统计学分析.结果:在1100～1400℃范围内,ZTA的三点抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度均随着烧结温度的升高而增大;脆性指数的最小、最大值分别见于1200℃和1400℃温度组(P＜0.05),为(0.74±0.16) μm-1/2和(2.76±0.14) μm-1/2,两者的抗弯强度分别为(46.89±3.24) MPa和(349.64±54.72)MPa.结论:凝胶注模成型的ZTA陶瓷在合适的烧结温度(1200℃)下具有较佳的可加工性能及一定的机械强度,初步满足临床牙科陶瓷加工的需求.     

牙科渗透陶瓷用着色玻璃粉的制备与性能研究

目的:研究渗透陶瓷用着色玻璃粉的制备方法与相关性能。方法:将玻璃原料混匀烘干后放入氧化铝坩埚,在1400℃下熔融2h制成玻璃,测试玻璃的各种物理及力学性能。结果:差热分析显示玻璃的转换温度在690℃,在20℃-600℃之间,玻璃的热膨胀系数为6.2×10-6℃-1 ,密度2.23g/cm3,抗弯强度118Mpa,断裂韧性1.22Mpam1/2,维氏硬度7.4GPa。结论: 本研究所添加着色氧化物不影响渗透玻璃的物理及力学性能,制备的着色玻璃粉与多孔氧化铝预烧体有良好的物理与化学匹配性。     

GI—Ⅱ型牙用玻璃渗透氧化铝陶瓷的生物安全性评价

目的：研究评价GI－Ⅱ型牙用玻璃渗透氧化铝陶瓷材料的生物安全性。方法：利用仓鼠,NIH纯系小鼠,豚鼠等实验动物对材料进行急性毒性,细胞毒性,致敏性,口腔粘膜刺激性,溶血,微核等试验研究,结果：材料的溶血率低于5％,有良好的血液相容性,无明显的细胞毒性作用,未见任何急性毒性反应,对口腔粘膜无刺激性,无致敏性,微核试验未见潜在致突变性。结论：GI－II型牙用玻璃渗透氧化铝陶瓷材料的临床应用具有可靠的生物安全性。     

两步烧结对牙科氧化锆陶瓷微观组织的影响

目的 研究两步烧结工艺对牙科氧化锆陶瓷微观组织的影响。方法 纳米氧化锆经过干压、冷等静压成型后预烧,切削加工成试样,采用传统烧结、单步烧结和两步烧结工艺,通过对试样密度和晶粒大小的测定,得出了两步烧结中较高温度T1与较低温度T2的大致范围,对比了两步烧结与传统烧结的微观组织,研究两步烧结中T1、T2对微观组织的影响。结果 两步烧结中T1、T2的大致范围分别为1 450～1 550 ℃和1 250～1 350 ℃;两步烧结相对于传统烧结,密度更高,晶粒更细,组织更均匀;T1主要影响晶粒尺寸,对致密度影响不大;T2主要影响致密度,而对晶粒大小影响不明显。结论 两步烧结能够在高致密化情况下细化晶粒,有利于优化牙科氧化锆陶瓷材料的微观组织。     

牙科热压铸瓷烧结前后的成分和显微结构分析

目的:分析Cergo热压铸瓷材料烧结前后的成分和显微结构。方法:采用全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪和紫外可见分光光度计分析烧结前Cergo热压铸瓷材料成分,热重/差热联用热分析仪表征烧结过程中Cergo热压铸瓷材料的转化,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征烧结前后Cergo热压铸瓷材料的晶型及形貌。结果:Cergo热压铸瓷烧结前是一种非晶态陶瓷材料,样本烧结后经X射线衍射图谱分析和扫描电镜观察,提示致密的玻璃基质中析出了四方相的白榴石晶体,晶体粒径约1～3μm。结论:Cergo热压铸瓷材料烧结前是以SiO2-Al2O3-Na2O-K2O为主要成分的玻璃态物质,经过高温烧结,固相反应,最终生成了致密的白榴石晶体(四方相)加强的玻璃陶瓷。     

Effects of the sintering conditions of dental zirconia ceramics on the grain size and translucency

PURPOSE

This study aimed to identify the effects of the sintering conditions of dental zirconia on the grain size and translucency.

MATERIALS AND METHODS

Ten specimens of each of two commercial brands of zirconia (Lava and KaVo) were made and sintered under five different conditions. Microwave sintering (MS) and conventional sintering (CS) methods were used to fabricate zirconia specimens. The dwelling time was 20 minutes for MS and 20 minutes, 2, 10, and 40 hours for CS. The density and the grain size of the sintered zirconia blocks were measured. Total transmission measurements were taken using a spectrophotometer. Two-way analysis of variance model was used for the analysis and performed at a type-one error rate of 0.05.

RESULTS

There was no significant difference in density between brands and sintering conditions. The mean grain size increased according to sintering conditions as follows: MS-20 min, CS-20 min, CS-2 hr, CS-10 hr, and CS-40 hr for both brands. The mean grain size ranged from 347-1,512 nm for Lava and 373-1,481 nm for KaVo. The mean light transmittance values of Lava and KaVo were 28.39-34.48% and 28.09-30.50%, respectively.

CONCLUSION

Different sintering conditions resulted in differences in grain size and light transmittance. To obtain more translucent dental zirconia restorations, shorter sintering times should be considered.     

Fatigue of dental ceramics

Objectives

Clinical data on survival rates reveal that all-ceramic dental prostheses are susceptible to fracture from repetitive occlusal loading. The objective of this review is to examine the underlying mechanisms of fatigue in current and future dental ceramics.

Data/sources

The nature of various fatigue modes is elucidated using fracture test data on ceramic layer specimens from the dental and biomechanics literature.

Conclusions

Failure modes can change over a lifetime, depending on restoration geometry, loading conditions and material properties. Modes that operate in single-cycle loading may be dominated by alternative modes in multi-cycle loading. While post-mortem examination of failed prostheses can determine the sources of certain fractures, the evolution of these fractures en route to failure remains poorly understood. Whereas it is commonly held that loss of load-bearing capacity of dental ceramics in repetitive loading is attributable to chemically assisted ‘slow crack growth’ in the presence of water, we demonstrate the existence of more deleterious fatigue mechanisms, mechanical rather than chemical in nature. Neglecting to account for mechanical fatigue can lead to gross overestimates in predicted survival rates.

Clinical significance

Strategies for prolonging the clinical lifetimes of ceramic restorations are proposed based on a crack-containment philosophy.     

微波烧结与常规烧结对牙科用氧化锆摩擦磨损性能的影响

目的 采用微波烧结与常规烧结牙科用氧化锆与滑石瓷进行摩擦磨损实验,探讨其摩擦磨损性能及对磨物的磨耗程度。方法 选取Lava品牌氧化锆试件10个,随机分为微波烧结组和常规烧结组。使用粗糙度轮廓仪测量氧化锆表面粗糙度;以滑石瓷球为对磨物进行磨损实验,记录摩擦系数曲线,计算磨损体积;采用光学显微镜观察氧化锆和滑石瓷球的磨损形貌,场发射扫描电子显微镜（SEM）观察氧化锆显微结构。结果 微波烧结和常规烧结氧化锆磨损量依次为（6.940±1.382）×10^-2、（7.952±1.815）×10^-2 mm³,对磨滑石瓷磨损体积依次为（14.189±4.745）×10^-2、（15.813±3.481）×10^﹣2 mm³,两种烧结方式氧化锆耐磨性及造成对磨物磨损量差异均无统计学意义。光学电镜显示氧化锆可见明显的犁沟;对磨滑石瓷可见裂纹,同时伴有犁沟。SEM显示两种烧结方式氧化锆均已致密烧结,微波烧结氧化锆晶粒更加细小均匀。结论 两种烧结方式氧化锆摩擦磨损性能接近。     

漫谈-口腔用陶瓷材料

陶瓷材料与金属材料相比,具有色泽稳定、耐腐蚀,生物相容性好以及优良美学性能等特点,其在口腔医学中的应用日趋广泛.由最初的长石烤瓷发展到现在的多晶氧化锆,加工方法由粉末涂塑烧结到现在的计算机辅助设计/计算机辅助加工(CAD/CAM) [1,2].本文将简述口腔陶瓷材料的分类、变迁、改性以及未来的展望.     

Fracture-surface analysis of dental ceramics

This study demonstrated that quantitative fractography can be used to study failed aluminous and glass-ceramic central porcelains. Fracture surfaces of DICOR and Vitadur-N core porcelain modulous-of-rupture bars were studied to identify fracture mirror features useful in (1) locating the source of fracture and (2) calculating the stress at fracture in clinically failed restorations. The morphology of fracture surfaces results from events related to the initiation and propagation of the crack front during failure. Modulus-of-rupture testing was performed in four-point bending. Fracture surfaces were studied by scanning electron microscopy. The mean fracture stress for the Vitadur-N porcelain was 94.7 +/- 12.4 MPa (13,730 psi); for DICOR the fracture stress was 55.4 +/- 10.6 MPa (8,030 psi). The standard quantitative fractography relationship between in mirror radius and ln fracture stress was followed for both materials. This quantitative fractography relationship was used to calculate the in vivo stress at failure in a clinically fractured DICOR molar crown. Five clinically failed DICOR crowns were seen to fail from the internal surface.