CN103524141A - 一种含碳纤维义齿坯体及其制作方法 - Google Patents

一种含碳纤维义齿坯体及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于义齿加工制备领域，特别涉及一种含碳纤维义齿坯体及其制作方法，其组成原料的重量份比为：碳纤维12—15%，二氧化锆72—75%和三氧化二铝12—14%，其制作方法包括如下步骤：用磨粉机将原料粉碎；再用超声波粉碎机超声；向上述混合料中加入粘合剂，之后利用搅拌容器搅拌；干燥并抽真空；将得到的颗粒放入热压炉内的模具中保温保压，冷却至室温后即可得含有碳纤维义齿坯体。本发明的一种含有碳纤维义齿坯体重量轻、机械强度好、强耐腐蚀性能，制作方法简单易行，操作性强。

Description

一种含碳纤维义齿坯体及其制作方法
技术领域
本发明属于义齿加工制备领域，特别涉及一种含碳纤维义齿坯体及其制作方法。
背景技术
目前，高档义齿的材料主要有陶瓷复合材料、贵金属合金材料、高分子复合材料等等。其中，贵金属合金材料重量比较大，而且价格昂贵，一般消费者承受不起；陶瓷复合材料和高分子材料的强度比较差，耐腐蚀能力也稍差一些。
碳纤维是一种具有很高强度和模量的耐高温纤维，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上，是钢的7-9倍，抗拉弹性模量为23000-43000MPa，亦高于钢。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低。碳纤维的各方面性能都比高分子复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料优异，碳纤维的优良性能是非常适合做义齿的。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，提供了一种含碳纤维义齿坯体及其制作方法。此种义齿坯体具有重量轻、机械强度好、强耐腐蚀性能。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种含有碳纤维义齿坯体，其组成原料的重量份比为：碳纤维12—15%，二氧化锆72—75%和三氧化二铝12—14%。
一种含有碳纤维义齿坯体的制作方法，包括如下步骤：
（1）用磨粉机将碳纤维、二氧化锆和三氧化二铝的混合料进行粉碎，粉碎后的混合料颗粒在100—200微米；
（2）再用超声波粉碎机将步骤（1）粉碎后的混合料在300W功率下超声3个小时，使混合料颗粒达到300—400纳米；
（3）向步骤（2）中的混合料中加入粘合剂，之后利用搅拌容器搅拌3-4小时，打成浆料，再将浆料经干燥设备进行干燥20分钟，干燥时进行抽真空，真空度为12Pa,干燥后浆料成为0.1—0.2mm的多孔颗粒；
（4）将步骤（3）中的颗粒放入模具中，再将模具放入热压炉内，炉内温度控制在1000—1200℃，压力保持在40MPa，保温保压4小时，随着热压炉内温度冷却至室温，即可得含有碳纤维义齿坯体。
本发明的有益效果是：本发明的一种含有碳纤维义齿坯体，由于含有碳纤维其强度好、耐腐蚀也好、耐高温、而且比较轻，碳纤维能很好的与二氧化锆、三氧化铝机械结合。
为了得到更好的效果，以上方案还可以做如下改进：
进一步的，所述的碳纤维为进行过表面处理并干燥的碳纤维。
进一步的，所述的表面处理为液相氧化+阳极氧化的复合表面处理法对碳纤维进行电化学氧化处理。将碳纤维由陶瓷制的导辊导入温度为60℃、浓度为5%硝酸水溶液浴槽中，在碳纤维上加上正电压，在浴槽中设置阴极板，并在其间通过1A的电流，约2分钟，将上述经过电化学氧化处理的碳纤维进行水洗，并在真空干燥器中、温度为200℃下进行干燥处理1分钟得到表面处理并干燥的碳纤维。
对碳纤维进行氧化表面处理是为了改善其粘合性及和金属氧化物复合时的碳化现象，虽然碳纤维相对来说耐腐蚀性比较好，但对其表面施以强烈腐蚀处理，表面仍能呗腐蚀而且内部结构也可能被破坏。经采用液相氧化+阳极氧化的复合表面处理法对碳纤维进行电化学处理后，碳纤维的表面耐腐蚀提高了，碳纤维的机械强度也可以在和其他材料复合时发挥更大的作用，这样和二氧化锆、三氧化二铝进行复合时，不会再发生金属碳化等现象。
进一步的，所述的粘合剂为PP粘合剂。此粘合剂耐腐蚀性好、粘合力强，可以和金属粘合、并且不溶不熔，防水、不变色。
具体实施方式
以下对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明实施例中所用的碳纤维表面经过液相氧化+阳极氧化的复合表面处理法对碳纤维进行电化学氧化处理。将碳纤维由陶瓷制的导辊导入温度为60℃、浓度为5%硝酸水溶液浴槽中，在碳纤维上加上正电压，在浴槽中设置阴极板，并在其间通过1A的电流，约2分钟，将上述经过电化学氧化处理的碳纤维进行水洗，并在真空干燥器中、温度为200℃下进行干燥处理1分钟得到表面处理并干燥的碳纤维。
实施例1
一种含有碳纤维义齿坯体，其组成原料的重量份比为：碳纤维12%，二氧化锆74%和三氧化二铝14%，其制作方法包括如下步骤：
（1）用磨粉机将碳纤维、二氧化锆和三氧化二铝的混合料进行粉碎，粉碎后的混合料颗粒在100—200微米；
（2）再用超声波粉碎机将步骤（1）粉碎后的混合料在300W功率下超声3个小时，使混合料颗粒达到300—400纳米；
（3）向步骤（2）中的混合料中加入PP粘合剂，之后利用搅拌容器搅拌3小时，打成浆料，再将浆料经干燥设备进行干燥20分钟，干燥时进行抽真空，真空度为12Pa,干燥后浆料成为0.1—0.2mm的多孔颗粒；
（4）将步骤（3）中的颗粒放入模具中，再将模具放入热压炉内，炉内温度控制在1200℃，压力保持在40MPa，保温保压4小时，随着热压炉内温度冷却至室温，即可得含有碳纤维义齿坯体。
经检测义齿坯体的抗弯强度为450Mpa，体积密度为1.3g/cm3。
实施例2
一种含有碳纤维义齿坯体，其组成原料的重量份比为：碳纤维15%，二氧化锆73%和三氧化二铝12%，其制作方法包括如下步骤：
（1）用磨粉机将碳纤维、二氧化锆和三氧化二铝的混合料进行粉碎，粉碎后的混合料颗粒在100—200微米；
（2）再用超声波粉碎机将步骤（1）粉碎后的混合料在300W功率下超声3个小时，使混合料颗粒达到300—400纳米；
（3）向步骤（2）中的混合料中加入PP粘合剂，之后利用搅拌容器搅拌3.5小时，打成浆料，再将浆料经干燥设备进行干燥20分钟，干燥时进行抽真空，真空度为12Pa,干燥后浆料成为0.1—0.2mm的多孔颗粒；
（4）将步骤（3）中的颗粒放入模具中，再将模具放入热压炉内，炉内温度控制在1100℃，压力保持在40MPa，保温保压4小时，随着热压炉内温度冷却至室温，即可得含有碳纤维义齿坯体。
经检测义齿坯体的抗弯强度为480Mpa，体积密度为1.1g/cm3。
实施例3
一种含有碳纤维义齿坯体，其组成原料的重量份比为：碳纤维15%，二氧化锆72%和三氧化二铝13%，其制作方法包括如下步骤：
（1）用磨粉机将碳纤维、二氧化锆和三氧化二铝的混合料进行粉碎，粉碎后的混合料颗粒在100—200微米；
（2）再用超声波粉碎机将步骤（1）粉碎后的混合料在300W功率下超声3个小时，使混合料颗粒达到300—400纳米；
（3）向步骤（2）中的混合料中加入PP粘合剂，之后利用搅拌容器搅拌4小时，打成浆料，再将浆料经干燥设备进行干燥20分钟，干燥时进行抽真空，真空度为12Pa,干燥后浆料成为0.1—0.2mm的多孔颗粒；
（4）将步骤（3）中的颗粒放入模具中，再将模具放入热压炉内，炉内温度控制在1000℃，压力保持在40MPa，保温保压4小时，随着热压炉内温度冷却至室温，即可得含有碳纤维义齿坯体。
经检测义齿坯体的抗弯强度为470Mpa，体积密度为1.2g/cm3。
实施例4
一种含有碳纤维义齿坯体，其组成原料的重量份比为：碳纤维13%，二氧化锆75%和三氧化二铝12%，其制作方法包括如下步骤：
（1）用磨粉机将碳纤维、二氧化锆和三氧化二铝的混合料进行粉碎，粉碎后的混合料颗粒在100—200微米；
（2）再用超声波粉碎机将步骤（1）粉碎后的混合料在300W功率下超声3个小时，使混合料颗粒达到300—400纳米；
（3）向步骤（2）中的混合料中加入PP粘合剂，之后利用搅拌容器搅拌3.5小时，打成浆料，再将浆料经干燥设备进行干燥20分钟，干燥时进行抽真空，真空度为12Pa,干燥后浆料成为0.1—0.2mm的多孔颗粒；
（4）将步骤（3）中的颗粒放入模具中，再将模具放入热压炉内，炉内温度控制在1180℃，压力保持在40MPa，保温保压4小时，随着热压炉内温度冷却至室温，即可得含有碳纤维义齿坯体。
经检测义齿坯体的抗弯强度为460Mpa，体积密度为1.2g/cm3。
以上所述仅为本发明的几个实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种含有碳纤维义齿坯体，其特征在于其组成原料的重量份比为：碳纤维12—15%，二氧化锆72—75%和三氧化二铝12—14%。
2.一种如权利要求1所述的含有碳纤维义齿坯体的制作方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）用磨粉机将碳纤维、二氧化锆和三氧化二铝的混合料进行粉碎，粉碎后的混合料颗粒在100—200微米；
（2）再用超声波粉碎机将步骤（1）粉碎后的混合料在300W功率下超声3个小时，使混合料颗粒达到300—400纳米；
（3）向经过步骤（2）处理后的混合料中加入粘合剂，之后利用搅拌容器搅拌3-4小时，打成浆料，再将浆料经干燥设备进行干燥20分钟，干燥时进行抽真空，真空度为12Pa,干燥后浆料成为0.1—0.2mm的多孔颗粒；
（4）将步骤（3）中的颗粒放入模具中，再将模具放入热压炉内，炉内温度控制在1000—1200℃，压力保持在40MPa，保温保压4小时，随着热压炉内温度冷却至室温，即可得含有碳纤维义齿坯体。
3.根据权利要求2所述的含有碳纤维义齿坯体的制作方法，其特征在于所述的碳纤维为进行过表面处理并干燥的碳纤维。
4.根据权利要求3所述的含有碳纤维义齿坯体的制作方法，其特征在于所述的表面处理为液相氧化+阳极氧化的复合表面处理法对碳纤维进行电化学氧化处理。
5.根据权利要求2所述的含有碳纤维义齿坯体的制作方法，其特征在于步骤（3）中所述的粘合剂为PP粘合剂。
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