CN102153284A - 一种新型的锂基铸瓷瓷块的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种牙科修复材料的技术领域，尤其涉及一种新型的锂基铸瓷瓷块的制备方法。包括以下步骤，熔融-水淬-烘干-球磨-与着色剂混合-等静压成型-晶化热处理-产品。本发明只需一次性制备基质玻璃粉料，无需清洗坩埚；不用担心变价金属离子高温变价带来的色差，并且可以生产不同颜色产品，着色均匀，颜色纯正；成型易操作，产品尺寸可以实现多样化；生产耗能低，节约能源，从而节约了生产成本，从而解决了能源问题。

Description

一种新型的锂基铸瓷瓷块的制备方法
技术领域
本发明属于一种牙科修复材料的技术领域，尤其涉及一种新型的锂基铸瓷瓷块的制备方法。
背景技术
铸瓷牙全称为铸造陶瓷全冠，也称全瓷牙。它是近年来新出现的全冠修复体，由可铸造的新型陶瓷材料制作而成。先用蜡制作出牙冠或底冠的代型，包埋后在专用的烤瓷炉内升温去蜡，在将成品瓷块熔化后通过压力铸入代型内，冷却后得到铸瓷牙。瓷的成分为锂基陶瓷，其强度高，具有良好的透光度，美观效果好，可用于嵌体、贴面、前牙或后牙单冠、3单位前牙桥等牙科修复材料。
由于材料的不同，铸瓷牙和烤瓷牙有了本质的不同，出现了如下优异的表现：
1、透明：这是烤瓷不可能完成的任务，因为金属内冠的不透明，需用不透明瓷遮盖金属基底，影响修复体的透明度，使得烤瓷美容后有明显的白垩色、苍白、虚假，在牙颈部更有金属基底造成的“黑线”影响美观。铸瓷则用良好的透明性与折光性而高强度的内冠解决了这一美容顽症，使牙颈部也能达到良好的美观效果。
2、牙龈健康：镍铬金属又称贱金属，对牙龈有较严重的刺激，部分人，尤其是女性，对其过敏，造成牙龈肿胀、出血，甚至有患者对贵金属也过敏；铸瓷则基本没有发现敏感病例。
3、牙龈变色：贱金属在口腔内氧化形成灰色氧化物，散在沉积到牙龈边缘，引起原因变灰，影响美观；铸瓷不会出现这种问题。
4、内外冠结合：金属和瓷的结合是薄弱的一环，经常可以见到瓷和金属剥离，露出灰黑的金属的情况。铸瓷因为内外冠都是瓷，而瓷和瓷的结合肯定是最好的。
5、烤瓷冠的硬度大于牙釉质，可造成对颌牙的磨损。而IPS Empress铸瓷的硬度与牙釉质近似，与对颌牙同步磨损。
6、没有金属干扰，对今后可能的CT核磁检查没有影响。
7、在特殊场合光线下不会有异常的蓝色。
目前市场上应用的铸瓷存在着价格高，能源消耗大，高温着色困难，成型工艺复杂，产品尺寸单一，设备条件要求高等缺点。并且目前铸瓷主要的制备方法以高温熔融法为主，此方法耗能大，高温着色条件要求高，成型工艺复杂。
国内外研究人员对以二硅酸锂作为主晶相的微晶玻璃作为研究重点之一，其中，美国专利公开了此种材料的制备技术和材料性能，但是制备方法都是高温熔融法，没有涉及到烧结法制备。国内专利中，如专利号为ZL200810226527.0、CN200710072597.0、CN200510010431.7、CN200910043711.6等提到了此种材料的制备方法，也采用了烧结法制备，但都是一次着色，没有提到二次着色的工艺方法，而且强度都没有超过350MPa。并且设备条件要求高，制备工艺复杂。
发明内容
本发明是针对现有技术存在的问题，提供一种能耗低，着色简单易操作，成型工艺简单，产品尺寸多样化，产品重复性好，产品质量稳定，强度高的一种新型的锂基铸瓷瓷块的制备方法。
本发明由以下基质原料按重量份数比配制而成：
二氧化硅（SiO2 ）：65-75；
氧化铝（Al2O3 ）：1-5；
氧化锂（Li2O）：13-16；
氧化钾（K2O）：2-5；
五氧化二磷（P2O5  ）：2-5；
氧化锆(ZrO2 )：1-5；
氧化硼(B2O3 )：2-5
其中二氧化硅（SiO2 ）与氧化锂（Li2O）的摩尔比为SiO2  ：Li2O = 2.30-2.50 : 1；
其制备方法包括下述步骤：
第一步骤：按权利要求1所述的重量份数比取各种基质原料，经球磨机研磨2小时混合均匀；
第二步骤：将上述混合后的原料粉末装入铂金坩埚中，加温，使温度升至1500℃时，保温1小时，使原料熔化，得到均匀的玻璃液；
第三步骤：将第二步骤是得到的玻璃液进行水淬，得到细小的玻璃块，置于120℃下烘干；
第四步骤：将第三步骤取得的玻璃块放入玛瑙球磨罐中进行球磨粉碎，加入的粉料与玛瑙球按重量份数料球比为1：2的比例研磨40小时，得到玻璃粉，过300目筛，得到玻璃粉末；
第五步骤：将第四步骤取得的玻璃粉末按重量份数比，玻璃粉末：着色剂=10:1-20:1的比例与着色剂混合1-3小时，使其混合均匀，得到混合粉末；
第六步骤：将第五步骤取得的混合粉末装入模具中，等静压成型，压力为150-250MPa，得到铸瓷坯体；
第七步骤：将第六步骤取得的铸瓷坯体放入电阻炉中烧结，升温速率为10℃/分钟，升温至烧结温度880-920℃，保温时间为10-60分钟，随炉冷却，即得铸瓷瓷块。
本发明的优点效果如下：
本发明采用烧结法制备牙科微晶玻璃材料，并采用二次着色工艺进行着色。只需一次性制备基质玻璃粉料，无需清洗坩埚；不用担心变价金属离子高温变价带来的色差，并且可以生产不同颜色产品，着色均匀，颜色纯正；成型易操作，产品尺寸可以实现多样化；生产耗能低，节约能源，从而节约了生产成本，从而解决了能源问题。用此方法制备的产品，其强度最高能达到380MPa，密度达到2.478g/cm3。
本发明产品还具有良好的生物相容性、牙色、形状及结构稳定，制备工艺简单、生产成本低等优点，还可通过机械加工成尺寸非常精确和样式多样的制品，加工后不需任何处理便可使用。目前正逐步取代金属烤瓷牙，被广泛的应用于牙科修复领域。由于生产本发明产品所用原料易得，因此非常适合于产业化，极具开发和应用前景。
具体实施方式
本发明所述的一种锂基铸瓷瓷块的基质材料是由以下基质原料按重量份数比配制而成：
二氧化硅（SiO2 ）  :  68.5；
氧化铝（Al2O3 ）  :  3；
氧化锂（Li2O） ：14.5；
氧化钾（K2O） ：4；
五氧化二磷（P2O5  ）：3；
氧化锆(ZrO2 )：3；
氧化硼(B2O3 )：4；
其中二氧化硅（SiO2 ）与氧化锂（Li2O）的摩尔比为SiO2 ：Li2O = 2.35:1。
基质玻璃粉末的制备：
第一步骤：按上述的重量份数比取各种基质原料200g，其中SiO2 107.4g；Al(OH)3    5.5g；Li2CO356.2g；K2CO39.2g；Al(PO3)3  5.9g；ZrO2 4.7g；H3BO311.1g，经球磨机研磨2小时混合均匀；
第二步骤：将上述混合后的原料粉末装入铂金坩埚中，升温，使温度升至1500℃时，保温1小时使原料熔化，得到均匀的玻璃液；
第三步骤：将第二步骤得到的玻璃液进行水淬，得到细小的玻璃块，置于120℃下烘干；
第四步骤：将第三步骤取得的玻璃块放入玛瑙球磨罐中，加入玛瑙球，并且按重量份数料：球=1:2的比例进行球磨粉碎，研磨40小时，得到玻璃粉，过300目筛，得到玻璃粉末备用。
实施例1
第一步骤：将上述取得的玻璃粉末取50g，并称量着色剂氧化铁5g，按重量份数玻璃粉末：氧化铁=10:1的比例放入球磨罐中混合3小时，使其混合均匀，得到混合粉末；
第二步骤：将第一步骤取得的混合粉末装入模具中，等静压成型，压力为250MPa，得到铸瓷坯体；
第三步骤：将第二步骤取得的铸瓷坯体放入电阻炉中烧结，升温速率为10℃/分钟，升温烧结温度920℃，保温时间为10分钟，随炉冷却，即得到铸瓷材料，即本发明所述的锂基牙科铸瓷瓷块。
实施例2
第一步骤：将上述所得的基质玻璃粉料取50g，并称量着色剂氧化铁2.5g，按重量份数玻璃粉末：氧化铁=20:1的比例放入球磨罐中混合2小时，使其混合均匀，得到混合粉末；
第二步骤：将上述混合后的粉末装入模具中，等静压成型，压力为200MPa，得到铸瓷坯体；
第三步骤：将第二步骤是得到的铸瓷坯体放入电阻炉中烧结，升温速率为10℃/分钟，升温烧结温度900℃，保温时间为30分钟，随炉冷却，即得到铸瓷材料，即本发明所述的锂基牙科铸瓷瓷块。
实施例3
第一步骤：将上述所得的基质玻璃粉料取50g，并称量着色剂氧化铁3.3g，按重量份数玻璃粉末：氧化铁=15:1的比例放入球磨罐中混合1小时，使其混合均匀，得到混合粉末；
第二步骤：将上述混合后的粉末装入模具中，等静压成型，压力为150MPa，得到铸瓷坯体；
第三步骤：将第二步骤是得到的铸瓷坯体放入电阻炉中烧结，升温速率为10℃/分钟，升温烧结温度880℃，保温时间为60分钟，随炉冷却，即得到铸瓷材料，即本发明所述的锂基牙科铸瓷瓷块。
实施例4
本发明由以下基质原料按重量份数比配制而成：
二氧化硅（SiO2 ）：65；
氧化铝（Al2O3 ）：1；
氧化锂（Li2O）：13；
氧化钾（K2O）：2；
五氧化二磷（P2O5  ）：2；
氧化锆(ZrO2 )：1；
氧化硼(B2O3 )：2；其制备工艺同实施例1。
实施例5
本发明由以下基质原料按重量份数比配制而成：
二氧化硅（SiO2 ）：75；
氧化铝（Al2O3 ）：5；
氧化锂（Li2O）：16；
氧化钾（K2O）：5；
五氧化二磷（P2O5  ）：5；
氧化锆(ZrO2 )：5；
氧化硼(B2O3 )：5；其制备工艺同实施例1。

Claims (3)

1.一种新型的锂基铸瓷瓷块的制备方法，其特征是由以下基质原料按重量份数比配制而成：
二氧化硅（SiO2 ）：65-75；
氧化铝（Al2O3 ）：1-5；
氧化锂（Li2O）：13-16；
氧化钾（K2O）：2-5；
五氧化二磷（P2O5  ）：2-5；
氧化锆(ZrO2 )：1-5；
氧化硼(B2O3 )：2-5
其中二氧化硅（SiO2 ）与氧化锂（Li2O）的摩尔比为SiO2  ：Li2O = 2.30-2.50 : 1；
其制备方法包括下述步骤：
第一步骤：按权利要求1所述的重量份数比取各种基质原料，经球磨机研磨2小时混合均匀；
第二步骤：将上述混合后的原料粉末装入铂金坩埚中，加温，使温度升至1500℃时，保温1小时，使原料熔化，得到均匀的玻璃液；
第三步骤：将第二步骤是得到的玻璃液进行水淬，得到细小的玻璃块，置于120℃下烘干；
第四步骤：将第三步骤取得的玻璃块放入玛瑙球磨罐中进行球磨粉碎，加入的粉料与玛瑙球按重量份数料球比为1：2的比例研磨40小时，得到玻璃粉，过300目筛，得到玻璃粉末；
第五步骤：将第四步骤取得的玻璃粉末按重量份数比，玻璃粉末：着色剂=10:1-20:1的比例与着色剂混合1-3小时，使其混合均匀，得到混合粉末；
第六步骤：将第五步骤取得的混合粉末装入模具中，等静压成型，压力为150-250MPa，得到铸瓷坯体；
第七步骤：将第六步骤取得的铸瓷坯体放入电阻炉中烧结，升温速率为10℃/分钟，升温至烧结温度880-920℃，保温时间为10-60分钟，随炉冷却，即得铸瓷瓷块。
2.根据权利要求1所述的新型的锂基铸瓷瓷块的制备方法，其特征是所述的基质原料按以下重量份数比配制而成：
二氧化硅（SiO2 ）:  68.5；
氧化铝（Al2O3 ）:  3；
氧化锂（Li2O）：14.5；
氧化钾（K2O）：4；
五氧化二磷（P2O5  ）：3；
氧化锆(ZrO2 )：3；
氧化硼(B2O3 )：4；  
其中二氧化硅（SiO2 ）与氧化锂（Li2O）的摩尔比为SiO2 ：Li2O = 2.35:1；
所述的第五步骤中，按重量份数比，玻璃粉末：着色剂=10:1的比例放入球磨罐中混合3小时；
所述的第六骤中，压力为250MPa；
所述的第七步骤中，升温速率为10℃/分钟，升温烧结温度920℃，保温时间为10分钟。
3.根据权利要求1或2所述的新型的锂基铸瓷瓷块的制备方法，其特征是所述的着色剂为氧化铁。
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