CN103789567B

CN103789567B - 一种牙科高钯烤瓷合金材料和制备方法及其应用

Info

Publication number: CN103789567B
Application number: CN201410030697.7A
Authority: CN
Inventors: 孟玉坤; 刘嘉俊
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2014-01-22
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2034-01-22
Also published as: CN103789567A

Abstract

本发明针对现有技术存在的不足，采用一种口腔修复用高钯铸造烤瓷合金，使其在不降低合金性能和临床使用效果的前提下，具有良好的力学性能，很好的抗腐蚀性和抗过敏性，色泽美观，成本仅为金合金的1/4～1/3。

Description

一种牙科高钯烤瓷合金材料和制备方法及其应用

技术领域

本发明专利涉及一种牙科高钯烤瓷合金材料和制备方法及其应用。

背景技术

从20世纪初精密铸造技术被引入牙科修复工艺后，金属材料就正式进入牙科修复领域，迄今依然是口腔修复应用最多最广泛的材料。

在牙科修复合金发展的过程中，三个因素影响了其临床应用，包括价格、物理机械性能(如弹性模量、硬度、拉伸强度等)、生物相容性(腐蚀行为、细胞毒性等)。随着科学的发展和社会的进步，其中的腐蚀行为愈发受到重视，并成为制约牙科合金应用的关键因素。金属腐蚀是指金属和环境之间的物理化学作用，这种作用引起金属性能的变化，常导致金属、环境或其构成的技术体系发生功能损害。牙科合金暴露在易变的口腔物理环境(温度、应力)、化学环境(唾液、盐类、液体、药物等)、生物环境(粘结到修复体上的菌斑)中，均会发生不同程度的腐蚀。但各种合金的腐蚀程度和对人体的危害差异较大。牙科合金的腐蚀会导致美学性能和物理性能降低、对组织带来生物刺激、甚至引起公众的恐慌。2009年我国也发生了镍铬合金烤瓷牙腐蚀产物引起全身不良反应的报导，从而造成患者对该类材料修复安全性的质疑。

牙科铸造合金可以根据其贵金属含量分为高贵金属铸造合金、半贵金属铸造合金、低贵金属合金和非贵金属铸造合金。贵金属含量超过85％的则归为高贵金属合金，半贵金属贵金属含量在60％～85％之间，低贵金属铸造合金的贵金属含量在25％～60％之间，不含贵金属成分则属于非贵金属合金。

牙科高贵金属合金主要是金钯合金和金铂合金，因其良好的铸造性，高贵的色泽，优异的耐腐蚀性和机械性能而成为最早的合金材料；非贵金属主要是钴铬和镍铬合金，合金价格低廉，但存在耐腐蚀和生物相容性差，患者对金属离子过敏等诸多缺点；钯金合金和钯银合金贵金属含量较低，故被称为半贵合金，合金在物理、机械、化学性能等方面与高金合金相似，某些性能还优于金合金，而价格仅为金合金的1/4～1/3。与非贵金属合金相比，其生物相容性、抗腐蚀性能好，价格适中，因此被认为是一种高贵合金理想的替代材料。

典型钯银合金***的组份为56.5％～58Pd％，27％～36Ag％，8％～13％In，0.8％～1.5％Au，1.5％～3.2％Ga，及其他少量功能添加元素如Pt。随着钯含量的增加，合金的耐腐蚀性能增加，生物相容性能变好。正是由于包括牙科用钯银烤瓷合金材料在内的牙科用金属材料对安全性(生物相容性)和有效性(合金的物理性能)有着超乎寻常的技术要求，因此迄今为止我国除了秦皇岛奥丹特科技公司引进生产有Argistar43+钯银合金(钯银含量分别为43wt％和46wt％)外，别无厂商涉足此领域。国际上也仅有美国、德国、日本、瑞士等制造，由于国外公司出于对技术上的保密性和市场的占有性考虑，在我国市场上所使用的钯银合金均由美国、德国、日本、瑞士等占据绝对的统治地位。这些钯银合金的钯含量一般仅在60wt％左右，而钯含量超过75％的高钯合金产品国内则未见报导。

经过对现有技术的文献检索,发现有关专利有,欧洲专利EP0904765:黄金色的牙科合金(Gold Colored Dental Alloy)，其组分重量百分比为金60-90％，银0-20％，钯0-7％，铜0-20％，铂0-11％，其中还含有少量铟、锡、铱等。美国专利US3961420：能用于牙科烤瓷修复的改进型金合金(Dental restorationcombining dental porcelain and improved white gold alloy),其组分重量百分比为金50-54％，钯27-31％，银11-16％，其中还含有少量铟、锡、铱等。以上产品价格高昂，作为发展中的中国消费者来说，很难接受。鉴此，国家将口腔烤瓷材料确定为鼓励类发展产业，从产业自主的角度出发，必须研发出具有与人体良好的生物相容性、性能优良、外形美观的国产牙科用钯银烤瓷合金材料，同时摆脱长期对进口的绝对依赖和满足牙患者享有牙病治疗的廉价性。

现有技术方案为：

欧洲专利EP0904765:黄金色的牙科合金(Gold Colored Dental Alloy)，其组分重量百分比为金60-90％，银0-20％，钯0-7％，铜0-20％，铂0-11％，其中还含有少量铟、锡、铱等。

美国专利US3961420：能用于牙科烤瓷修复的改进型金合金(Dentalrestoration combining dental porcelain and improved white gold alloy),其组分重量百分比为金50-54％，钯27-31％，银11-16％，其中还含有少量铟、锡、铱等。

发明内容

非贵金属合金主要是钴铬和镍铬合金，合金价格低廉，但存在耐腐蚀和生物相容性差，患者对金属离子过敏等诸多缺点。高金贵金属合金的价格高昂，作为发展中的中国消费者来说，很难接受。与本发明合金相比，成本更高。

本发明合金针对现有技术存在的特别是在价格方面的不足，使其在不降低合金性能和临床使用效果的前提下，具有良好的力学性能，很好的抗腐蚀性和抗过敏性，色泽美观，成本仅为金合金的1/4～1/3。与非贵金属金属相比，耐腐蚀性能和生物相容性极佳。

与金合金等高贵金属金属相比，机械性能更优，耐腐蚀性能和生物相容性接近，但有着明显的价格优势。

本发明所采用的技术方案为：

一种牙科高钯烤瓷合金材料，其特征在于包括以下组分：钯(Pd)75～80％，银(Ag)9～13％，金(Au)0～1％，铂(Pt)0.5～1.0％，铟(In)8～12％，镓(Ga)1～2％。

进一步，所述的牙科高钯烤瓷合金材料，其特征在于该合金材料非比例延伸强度＞500MPa,金瓷结合强度约41.0～60.8MPa，弹性模量＞106.3MPa，延伸率＞4％。

进一步，所述的牙科高钯烤瓷合金材料的方法，其特征在于，按照上述配比配料，然后将配料剪成金属碎片，均匀混合后置于WS－4非自耗真空熔炼炉中熔炼。依次进行预除气、高压真空除气，然后再使用高纯度氩气洗气处理2次，之后设定熔炼条件，所述熔炼条件为：电流参数100～290A，电压参数220V，真空度5×10^-3Pa。熔炼成锭状后翻转，反复熔炼4次，自然冷却后取出，最终轧制成约1g的长方体。

进一步，所述的一种牙科高钯烤瓷合金材料的应用，其特征在于：该材料可用于牙科用固定修复用的金属烤瓷冠及桥和口腔固定修复用的金属冠及桥。

有益效果：

1.价格低：经过调整后的钯银合金与背景技术的合金相比，金/铂含量由50～90％下降到1.0～2％。此款高钯合金比金合金的价格下降2/3左右。

2.具有良好的力学性能。非比例延伸强度＞500MPa,金瓷结合强度41.0～60.8MPa，弹性模量＞106.3MPa，延伸率＞4％，本发明高钯合金的力学性能远远超过美国牙科协会(ADA)标准中规定(第四类超高强度合金，在硬化态下屈服强度为σ0.2＝450MPa，延伸率为σ＝3％)的要求。

3.具有良好的耐腐蚀性能。钯的含量超过75％后就称为高钯合金，其耐腐蚀性能与金合金贵金属相似，而强度性能指标优于金合金。

4.经过真空熔炼和真空浇铸，得到金属纯净度极高的牙科用高钯铸造烤瓷合金。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

该合金材料非比例延伸强度＞500MPa,金瓷结合强度约41.0～60.8MPa，弹性模量＞106.3MPa，延伸率＞4％。

按照上述配比配料，然后将配料剪成金属碎片，均匀混合后置于WS－4非自耗真空熔炼炉中熔炼。依次进行预除气、高压真空除气，然后再使用高纯度氩气洗气处理2次，之后设定熔炼条件，所述熔炼条件为：电流参数100～290A，电压参数220V，真空度5×10^-3Pa。熔炼成锭状后翻转，反复熔炼4次，自然冷却后取出，最终轧制成约1g的长方体该材料可用于牙科用固定修复用的金属烤瓷冠及桥和口腔固定修复用的金属冠及桥。

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种牙科高钯烤瓷合金材料，其特征在于，所述合金材料由以下组分组成：钯75～80％，银9～13％，金0～1％，铂0.5～1.0％，铟8～12％，镓1～2％；其中，所述合金材料的非比例延伸强度＞500MPa,金瓷结合强度为41.0～60.8MPa，弹性模量＞106.3MPa，延伸率＞4％。

2.一种制备如权利要求1所述的牙科高钯烤瓷合金材料的方法，其特征在于，按照上述配比配料，然后将配料剪成金属碎片，均匀混合后置于WS-4非自耗真空熔炼炉中熔炼；依次进行预除气、高压真空除气，然后再使用高纯度氩气洗气处理2次，之后设定熔炼条件，所述熔炼条件为：电流参数100～290A，电压参数220V，真空度5×10^-3Pa；熔炼成锭状后翻转，反复熔炼4次，自然冷却后取出，最终轧制成1g的长方体。

3.如权利要求1所述的牙科高钯烤瓷合金材料的应用，其特征在于：该材料用于牙科用固定修复用的金属烤瓷冠及桥和口腔固定修复用的金属冠及桥。