CN105121373B - 包含氧化铷的硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于涂覆氧化物陶瓷、金属或合金的包含氧化铷的硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃的用途。

Description

包含氧化铷的硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃
本发明涉及硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含氧化铷并且其特征在于在特别是9.0至14.0·10-6K-1的宽范围内可调节的线性热膨胀系数，因此其主要适合于在牙科领域中用于镶饰氧化物陶瓷修复体和金属修复体。
在牙科学中，通常使用陶瓷层来镶饰牙科修复体以使修复体的外观与天然牙齿的外观匹配。这样的经镶饰的修复体也被称为饰面陶瓷。为了避免在待镶饰的修复体材料与陶瓷层之间的应力，必须使陶瓷材料的热膨胀系数适应修复体材料的热膨胀系数。
过去，玻璃陶瓷早已被用于涂覆或镶饰氧化物陶瓷，如氧化锆陶瓷。这些包括长石基陶瓷或氟磷灰石玻璃陶瓷。
焦硅酸锂玻璃陶瓷也是已知的，由于其高的半透明度和非常好的机械性能，其被特别用于牙科领域并且主要用于生产牙冠和小的齿桥。已知的硅酸锂玻璃陶瓷通常包含SiO2、Li2O、Al2O3、Na2O或K2O作为主要组分，和成核剂如P2O5。
EP 0 885 855 A2和EP 0 885 856 A2描述了含有磷灰石的玻璃陶瓷，所述含有磷灰石的玻璃陶瓷具有卓越的光学和化学性能并且强度在110MPa左右，其适合于镶饰ZrO2框架。
WO 2004/021921 A1描述了用于镶饰ZrO2的玻璃，但该玻璃仅具有低的强度。
EP 1 253 116 A1描述了用于镶饰金属框架的硅酸锂玻璃与白榴石晶体的混合物。该玻璃也仅具有不足的强度。
WO 2012/082156 A1描述了用于镶饰金属框架的硅酸锂产品，该产品的膨胀系数CTE100-400℃为12至13.5·10-6K-1并且其强度高达300MPa。
EP 2 377 831 A1描述了含有ZrO2的硅酸锂玻璃陶瓷。所述玻璃陶瓷的膨胀系数不适于镶饰金属框架。
为了使牙科玻璃陶瓷能够被用于镶饰全部范围的惯用修复体材料，如从牙科金属和合金到氧化物陶瓷，其膨胀系数必须在宽范围内可调节。此外，玻璃陶瓷就它们的光学和机械性能而言必须满足高要求，特别是必须具有非常高的强度。
已知的玻璃陶瓷和玻璃通常不满足对在宽范围内可调节的热膨胀系数和对足够强度的要求。此外，对于已知的玻璃陶瓷，碱土金属氧化物BaO以及碱金属氧化物K2O和/或Na2O通常作为必要组分存在，所述必要组分在此对于生产玻璃陶瓷，特别是对于形成通常寻求的焦硅酸锂主晶相是明显需要的。
因此，需要这样的硅酸锂玻璃陶瓷，其中线性热膨胀系数CTE100-400℃在宽范围内，特别是在9.0至14.0·10-6K-1范围内，优选地在9.6至12.8·10-6K-1范围内是可调节的。此外，它们还应能够在没有之前被认为是必要的碱金属氧化物K2O或Na2O的情况下，以及特别是在没有碱土金属氧化物BaO的情况下制备，并且主要基于它们的光学和机械性能，它们特别适合于镶饰包括氧化物陶瓷修复体和金属修复体的牙科修复体。
该目的通过使用根据权利要求1至14中任一项所述的硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃来实现。本发明的主题还为根据权利要求15至20所述的方法、根据权利要求21所述的复合材料、根据权利要求22所述的硅酸锂玻璃陶瓷和根据权利要求23所述的硅酸锂玻璃。
根据本发明的用途的特征在于，使用硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃涂覆选自氧化物陶瓷、金属和合金的基底，所述硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃包含以下组分：
已经出人意料地显示出，根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷具有在特别是9.0至14.0·10-6K-1，优选为9.6至12.8·10-6K-1的宽范围内可容易地调节的线性热膨胀系数CTE100-400℃，并且另外具有卓越的光学和机械性能，如高强度和断裂韧性。因此，该玻璃陶瓷既适合于涂覆氧化物陶瓷，又适合于涂覆金属和合金。特别出人意料的是，即使在没有对于常规玻璃陶瓷而言认为是必要的各种组分，如特别是K2O、Na2O和BaO的情况下，也成功形成了以硅酸锂和/或焦硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷。根据本发明的玻璃陶瓷的形成也可以通过使用根据本发明的硅酸锂玻璃来实现，所述硅酸锂玻璃相当于硅酸锂玻璃陶瓷的前体并且可以在施加至基底之前、期间或之后被转变成硅酸锂玻璃陶瓷。
优选的是，根据本发明使用的硅酸锂玻璃陶瓷和根据本发明使用的硅酸锂玻璃包含给定量的至少一种并且优选地全部以下组分：
其中所述过渡金属氧化物选自钇的氧化物、原子序数为41至79的过渡金属的氧化物以及这些氧化物的混合物。
优选地，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含58.0至72.0，特别是60.0至71.0以及优选为63.0至70.0wt.-％的SiO2。
还优选的是，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含14.4至17.5，特别是14.5至17.0以及特别优选为14.8至16.0wt.-％的Li2O。
在一个优选的实施方案中，SiO2与Li2O的摩尔比为2.0至3.0，特别是2.2至2.6，优选为2.3至2.5以及特别优选为约2.4。在另一个优选的实施方案中，SiO2与Li2O的摩尔比小于2.0，特别是1.5至1.9，优选为1.6至1.8以及特别优选为约1.7。
优选的是，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含3.7至7.7wt.-％，特别是5.1至7.7wt.-％以及优选为6.1至7.4wt.-％的Rb2O。
还优选的是，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含2.5至4.0wt.-％，特别是3.0至3.5wt.-％以及优选为3.2至3.4wt.-％的Al2O3。
优选地，Rb2O与Al2O3的摩尔比为至少0.1，特别是0.2至2.0，优选为0.25至1.25以及特别优选为0.5至1.0。
优选地，所述玻璃和玻璃陶瓷包含3.2至4.5wt.-％，特别是3.4至4.0wt.-％的P2O5作为成核剂。
此外，根据本发明使用的硅酸锂玻璃陶瓷和根据本发明使用的硅酸锂玻璃还可以包含附加组分，所述附加组分特别选自另外的一价元素的氧化物、二价元素的氧化物、另外的三价元素的氧化物、另外的四价元素的氧化物、另外的五价元素的氧化物、六价元素的氧化物、熔融加速剂、着色剂和荧光剂。在一个优选实施方案中，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含的附加组分的量为0至20.0wt.-％，特别是0.1至10.0wt.-％，优选为0.5至7.5wt.-％以及最优选为1.0至5.0wt.-％。
术语“另外的一价元素的氧化物”是指除了Li2O和Rb2O以外的一价元素的氧化物，特别是碱金属氧化物。适合的另外的一价元素的氧化物的实例为Na2O、K2O、Cs2O及其混合物，特别是Na2O、K2O及其混合物。
在一个实施方案中，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含0.1至2.0wt.-％，特别是0.2至1.5wt.-％，优选为0.3至1.4wt.-％以及特别优选为0.5至1.0wt.-％的Na2O。在另一实施方案中，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含0.1至2.0wt.-％，特别是0.2至1.6wt.-％，优选为0.4至1.5wt.-％以及特别优选为0.5至1.0wt.-％的K2O。在一个特别优选的实施方案中，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含小于4.0wt.-％，特别是小于3.5wt.-％，优选小于3.0wt.-％，特别优选小于2.5wt.-％以及最优选小于2.0wt.-％的Na2O和/或K2O。
优选地，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含小于2.5wt.-％，特别是小于1.5wt.-％，优选小于1.0wt.-％，特别优选小于0.5wt.-％的Cs2O。最优选地，它们基本上不含Cs2O。
特别地，考虑作为二价元素的氧化物的是碱土金属氧化物，优选为MgO、CaO、SrO、BaO及其混合物，以及优选为CaO、SrO及其混合物。
优选地，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含小于3.8wt.-％，特别是小于2.5wt.-％，优选小于1.5wt.-％，特别优选小于0.5wt.-％的BaO。最优选地，它们基本上不含BaO。
术语“另外的三价元素的氧化物”是指除了Al2O3以外的三价元素的氧化物。适合的三价元素的氧化物特别是Y2O3、La2O3、Bi2O3及其混合物，以及优选为Y2O3和La2O3。
术语“另外的四价元素的氧化物”是指除了SiO2以外的四价元素的氧化物。适合的另外的四价元素的氧化物的实例为TiO2、GeO2和ZrO2。
术语“另外的五价元素的氧化物”是指除了P2O5以外的五价元素的氧化物。适合的另外的五价元素的氧化物的实例为Ta2O5和Nb2O5。
适合的六价元素的氧化物的实例为WO3和MoO3。
优选的是这样的玻璃和玻璃陶瓷，其包含至少一种另外的一价元素的氧化物、一种二价元素的氧化物、至少一种另外的三价元素的氧化物、至少一种另外的四价元素的氧化物，至少一种另外的五价元素的氧化物和/或至少一种六价元素的氧化物。
熔融加速剂的实例是氟化物。
着色剂和荧光剂的实例为d区元素和f区元素的氧化物，如Ti、V、Sc、Mn、Fe、Co、Ta、W、Ce、Pr、Nd、Tb、Er、Dy、Gd、Eu和Yb的氧化物。金属胶体，如Ag、Au和Pd的金属胶体也可以用作着色剂并且除此之外还可以充当成核剂。这些金属胶体可以例如通过在熔融和结晶过程中还原相应的氧化物、氯化物或硝酸盐来形成。优选地，所述金属胶体在玻璃陶瓷中存在的量为0.005至0.5wt.-％。
优选地，根据本发明使用的玻璃陶瓷具有作为主晶相的硅酸锂和/或焦硅酸锂。术语“主晶相”表示与其它晶相相比，具有按体积计的最高比例的晶相。如果两个晶相具有按体积计的大约相同的比例，则这两个晶相都可以作为主晶相存在。在其它实施方案中，硅酸锂可以作为主晶相存在，而焦硅酸锂作为次晶相存在，或者焦硅酸锂作为主晶相存在，而硅酸锂作为次晶相存在。
已经出人意料地显示出，根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷即使是在不存在对于常规玻璃陶瓷而言被认为是必不可少的那些组分的情况下也具有非常好的机械和光学性能。它们的性能的组合甚至允许它们被用作牙科材料，特别是用于涂覆牙科修复体。
优选地，根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷的以KIC值测量的断裂韧性为至少约2.0MPa·m0.5，特别是至少约2.3MPa·m0.5。该值是使用维氏法测定并使用新原方程(Niihara’s equation)计算的。进一步地，其具有高的双轴断裂强度，优选地，所述双轴断裂强度为180至700MPa。此外，其展示出通过在乙酸中储存之后的质量损失确定的高的化学稳定性。特别地，化学稳定性小于100μg/cm2。所述双轴断裂强度和化学稳定性是按照ISO6872(2008)测定的。
在一个优选的实施方案中，所述玻璃陶瓷包含作为主晶相的硅酸锂。特别地，所述玻璃陶瓷包含相对于总的玻璃陶瓷而言大于5vol.-％，优选大于10vol.-％以及特别优选大于15vol.-％的硅酸锂晶体。该硅酸锂玻璃陶瓷的特征为非常好的机械性能。优选地，它的弯曲强度在约180至300Mpa的范围内和/或它的以KIC值测量的断裂韧性为至少约2.0MPa·m0.5，特别是至少约2.3MPa·m0.5。其可以例如通过热处理相应的硅酸锂玻璃特别是相应的具有晶核的硅酸锂玻璃来形成。
在另一特别优选的实施方案中，所述玻璃陶瓷包含作为主晶相的焦硅酸锂。特别地，所述玻璃陶瓷包含相对于总的玻璃陶瓷而言大于10vol.-％，优选大于20vol.-％以及特别优选大于30vol.-％的焦硅酸锂晶体。该焦硅酸锂玻璃陶瓷的特征为特别好的机械性能。优选地，它的弯曲强度在约400至700Mpa的范围内和/或它的以KIC值测量的断裂韧性为至少约2.0MPa·m0.5，特别是至少约2.3MPa·m0.5。其可以例如通过热处理硅酸锂玻璃陶瓷来生成。然而，其还可以通过热处理相应的硅酸锂玻璃或相应的具有晶核的硅酸锂玻璃来形成。
特别地，考虑作为硅酸锂玻璃陶瓷的另外的晶相的是Li3PO4、SiO2和TiO2。
在另一实施方案中，使用了硅酸锂玻璃。优选地，该硅酸锂玻璃包含适于形成硅酸锂和/或焦硅酸锂晶体的晶核。这样的具有晶核的硅酸锂玻璃可以特别地通过热处理相应的硅酸锂玻璃来形成。然后，根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷可以通过进一步的热处理来形成，并转而通过进一步的热处理被转变成根据本发明的焦硅酸锂玻璃陶瓷；或者优选地，根据本发明的焦硅酸锂玻璃陶瓷也可以直接由具有晶核的玻璃形成。因此，硅酸锂玻璃、具有晶核的硅酸锂玻璃和硅酸锂玻璃陶瓷可以被认为是用于制备根据本发明的高强度硅酸锂或焦硅酸锂玻璃陶瓷的前体。优选地，在施加至基底之前、期间或之后将所述硅酸锂玻璃转变成如上所述的玻璃陶瓷。
为了制备硅酸锂玻璃，方法可特别地为，将适合的起始材料的混合物，如碳酸盐、氧化物、磷酸盐和氟化物的混合物在特别是1300至1600℃的温度下熔融2至10h。为了获得特别高的均质性，将所获得的玻璃熔体倒入水中以便形成玻璃颗粒，然后再次熔融所获得的颗粒。然后，可以将熔体倒入模具中以形成硅酸锂玻璃的坯料，即所谓的固体玻璃坯料或整块坯料。还能够将熔体再次放入水中以制备颗粒。然后，可将该颗粒在研磨并可选地添加另外的组分如着色剂和荧光剂之后压制以形成坯料，即所谓的粉末生压坯。最后，还可将所述硅酸锂玻璃在粒化之后加工以形成粉末。
然后，使硅酸锂玻璃，例如呈固体玻璃坯料、粉末生压坯形式或呈粉末形式的硅酸锂玻璃经历至少一次在450至1050℃范围内的热处理。优选的是，首先在480至580℃，特别是480至560℃以及优选为480至520℃的温度下进行第一次热处理，以产生适于形成硅酸锂和/或焦硅酸锂晶体的具有晶核的玻璃。优选地，该第一次热处理进行5至120分钟，特别是10至60分钟以及优选为10至30分钟的时间段。优选地，随后使具有晶核的玻璃在更高的温度下，特别是在大于580℃的温度下经历至少一次进一步的温度处理以实现硅酸锂或焦硅酸锂的结晶。优选地，该进一步的热处理进行10至120分钟，特别是10至60分钟以及特别优选为20至30分钟的时间段。为了使硅酸锂结晶，通常在600至950℃，优选为620至850℃以及相当特别优选为650至750℃下进行所述进一步的热处理。为了使焦硅酸锂结晶，通常在750至1050℃，优选为800至1000℃，特别优选为820至950℃以及相当特别优选为850至900℃下进行所述进一步的热处理。
根据本发明使用的硅酸锂玻璃陶瓷和根据本发明使用的硅酸锂玻璃特别地以粉末、颗粒或坯料的形式存在，所述坯料例如为整块坯料，如片、立方体或圆柱体；或呈未烧结、部分烧结或致密烧结形式的粉末生压坯。以这些形式，它们可以容易地进一步加工。然而，它们也可以以用于牙科修复体例如特别是牙冠的覆盖结构(oversturcture)的形式存在。优选的是，通过机械加工或压制将所述玻璃陶瓷或玻璃成型为希望的几何形状。
根据本发明使用的硅酸锂玻璃陶瓷和根据本发明使用的硅酸锂玻璃特别适合于涂覆氧化物陶瓷、金属和合金。
在一个优选的实施方案中，所述基底为氧化物陶瓷。氧化锆陶瓷是特别优选的。适合的氧化锆陶瓷的实例为基于多晶四方氧化锆(四方氧化锆多晶体，TZP)的陶瓷，其中四方晶型是通过添加Y2O3和/或CeO2而稳定的。
在另一个优选的实施方案中，所述基底为金属或合金。适合于牙科应用的非贵金属合金，特别是非铁合金，是特别优选的。适合的合金的实例特别为Ni-Cr、Co-Cr和Co-Cr-W型合金。
此外，优选的是所述基底为牙科修复体，特别是齿桥、嵌体(inlay)、高嵌体(onlay)、饰面、基牙(abutment)、部分牙冠、牙冠或牙面(facet)。
本发明还涉及用于涂覆选自氧化物陶瓷、金属和合金的基底的方法，其中将如上所述的硅酸锂玻璃陶瓷或如上所述的硅酸锂玻璃施加至基底。优选地，所述基底为如上所述的优选的基底。
在根据本发明的方法的一个实施方案中，通过烧结以及优选通过压制将所述硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃施加至基底。
在烧结过程中，将根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷或根据本发明的硅酸锂玻璃以常规方式，如作为粉末施加至待涂覆的材料，然后在升高的温度下烧结。
在优选的压制过程中，在升高的温度下，如700至1200℃的温度下，将例如呈粉末生压坯或整块坯料形式的根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷或根据本发明的硅酸锂玻璃转变成粘性状态并使用低的压力，例如2至10巴的压力压到基底上。为此，特别地可以使用在EP231 773 A1中描述的方法和在其中公开的加压炉。适合的炉为例如来自Ivoclar VivadentAG的Programat EP 5000。
在根据本发明的方法的另一个实施方案中，通过接合将所述硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃施加至基底。适合的接合方法本身是已知的并且包括，例如借助玻璃或玻璃陶瓷焊料的接合，借助粘合剂或牙粘固粉来粘附的接合，借助其中待接合的材料被软化的温度处理来下压的接合，以及通过摩擦熔接或粘着的接合。
在一个特别优选的实施方案中，在接合之前通过热压或通过机械加工将所述硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃成型为希望的几何形状。
热压通常在升高的压力和升高的温度下进行。优选的是，热压在700至1200℃的温度下进行。进一步优选的是在2至10巴的压力下进行热压。通过所使用的材料的粘性流来获得希望的形状改变。特别地，根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷、根据本发明的焦硅酸锂玻璃陶瓷、根据本发明的硅酸锂玻璃，以及特别是根据本发明的具有晶核的硅酸锂玻璃可以用于热压。特别地，所述玻璃陶瓷和玻璃可以以例如固体坯料或粉末生压坯的坯料形式，例如以未烧结、部分烧结或致密烧结的形式来使用。
机械加工通常通过材料去除工艺，特别是通过铣削和/或磨削进行。特别优选的是，机械加工是作为CAD/CAM工艺的一部分进行的。对于机械加工，可以使用硅酸锂玻璃、具有晶核的硅酸锂玻璃、硅酸锂和焦硅酸锂玻璃陶瓷。特别地，所述玻璃和玻璃陶瓷可以以例如固体坯料或粉末生压坯的坯料形式，例如以未烧结、部分烧结或致密烧结的形式来使用。对于机械加工，优选地使用特别地具有焦硅酸锂以及优选地具有硅酸锂作为主晶相的硅酸锂玻璃陶瓷。所述硅酸锂玻璃陶瓷也可以以在较低温度下通过热处理制备的尚未完全结晶的形式来使用。这具有的优点在于，更容易机械加工，因此能够使用更简单的设备来机械加工。在机械加工这样的部分结晶材料之后，通常使后者在更高的温度下，特别是在750至1050℃，优选为800至950℃以及特别优选为约850至900℃的温度下经历热处理以实现硅酸锂或优选的焦硅酸锂的进一步结晶。
一般来说，硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃也可以特别地在通过热压或机械加工成型之后进行热处理，以将使用的前体，如硅酸锂玻璃、具有晶核的硅酸锂玻璃或硅酸锂玻璃陶瓷转变成硅酸锂和/或焦硅酸锂玻璃陶瓷，增加硅酸锂和/或焦硅酸锂的结晶，或降低例如使用的多孔粉末生压坯的孔隙率。
优选的是，在已经完成涂覆过程之后，获得这样的涂层，该涂层包含具有硅酸锂和/或焦硅酸锂作为主晶相的硅酸锂玻璃陶瓷，因为其具有特别好的性能。具有以上所述的晶相和机械性能的玻璃陶瓷是特别优选的。
此外，本发明涉及复合材料，其包含在选自氧化物陶瓷、金属和合金的基底上的如上限定的硅酸锂玻璃陶瓷或如上限定的硅酸锂玻璃。也作为优选用于根据本发明使用的硅酸锂玻璃陶瓷，根据本发明使用的硅酸锂玻璃以及基底而给出的所有实施方案都是优选的。所述复合材料可以特别地借助根据本发明的方法来制备。
本发明还涉及硅酸锂玻璃陶瓷，其包含以下组分：
其中，所述过渡金属氧化物选自钇的氧化物，原子序数为41至79的过渡金属的氧化物以及这些氧化物的混合物。
另外，本发明还涉及硅酸锂玻璃，其包含以上玻璃陶瓷的组分。
此外，硅酸锂玻璃和硅酸锂玻璃陶瓷还可以包含另外的组分，如以上针对根据本发明使用的硅酸锂玻璃陶瓷和根据本发明使用的硅酸锂玻璃给出的那些组分。也作为优选用于根据本发明使用的硅酸锂玻璃陶瓷和根据本发明使用的硅酸锂玻璃而给出的所有实施方案都是优选的。
以下借助实施例来更加详细地解释本发明。
实施例
总计15种具有表I中给出的组成的根据本发明的玻璃和玻璃陶瓷是通过如下方法来制备的：熔融相应的起始玻璃，接着是用于受控制的成核和结晶的热处理。
为此，首先在1450至1550℃下，从常用原料熔融100至200g的量的起始玻璃，其中所述熔融在不形成气泡或条痕的情况下可以是非常容易的。通过将起始玻璃倒入水中来生成玻璃熔块，然后将所述玻璃熔块在1450至1550℃下，第二次熔融1至3h以均质化。然后，将所获得的玻璃熔体倒入预先加热的模具中以制备玻璃单块材料。所有的玻璃单块材料均证实为透明的。
然后，通过热处理将所述玻璃单块材料转变成根据本发明的玻璃和玻璃陶瓷。用于受控制的成核和受控制的结晶的热处理也在表I中给出。以下含义适用：
可以看出，470至500℃的第一次热处理导致形成具有晶核的硅酸锂玻璃，并且正如通过X射线衍射测试所确定的，由于在600至710℃下的进一步热处理(实施例1-6、8-9和13)，这些玻璃结晶形成具有硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷，或由于在880℃下的热处理(实施例7和14)，这些玻璃直接结晶形成具有焦硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷。在860至950℃的温度下的最终热处理(实施例1、3-4、6-8、10-12和14)最后导致具有焦硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷的形成。相比之下，仅在820至840℃的温度下的最终热处理(实施例2、5、9和13)导致具有硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷的形成。
所制备的焦硅酸锂玻璃陶瓷具有根据SEVNB方法作为临界应力强度因子KIC测量的大于2MPa·m0.5，特别是甚至至少2.3MPa·m0.5的高断裂韧性值。
双轴强度σB也是高的，其为大于400MPa并且最高大于600MPa。这是根据牙科标准ISO 6872(2008)，用通过机械加工各焦硅酸锂玻璃陶瓷来制备的测试条来确定的。使用CEREC-InLab机器(Sirona，Bensheim)进行加工。
它们也能够通过热压来作为涂层特别是施加到氧化物陶瓷修复体或金属修复体上，例如以便根据需要对它们进行镶饰。

Claims (48)

1.硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃在涂覆基底中的用途，所述硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃包含以下组分：
所述基底选自氧化物陶瓷、金属和合金，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含小于2.0wt.-％的Na2O和/或K2O。
2.根据权利要求1所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含给定量的、至少一种以下组分：
其中所述过渡金属氧化物选自钇的氧化物、原子序数为41至79的过渡金属的氧化物以及这些氧化物的混合物。
3.根据权利要求2所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含给定量的全部以下组分：
其中所述过渡金属氧化物选自钇的氧化物、原子序数为41至79的过渡金属的氧化物以及这些氧化物的混合物。
4.根据权利要求2所述的用途，其中ZrO2的量为0至4.0wt.-％，过渡金属氧化物的量为0至7.0wt.-％。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含58.0至72.0wt.-％的SiO2。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含60.0至71.0wt.-％的SiO2。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含63.0至70.0wt.-％的SiO2。
8.根据权利要求1所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含5.1至7.7wt.-％的Rb2O。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含6.1至7.4wt.-％的Rb2O。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含2.5至4.0wt.-％的Al2O3。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含3.0至3.5wt.-％的Al2O3。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含3.2至3.4wt.-％的Al2O3。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含小于2.5wt.-％的Cs2O。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含小于1.5wt.-％的Cs2O。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含小于1.0wt.-％的Cs2O。
16.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含小于0.5wt.-％的Cs2O。
17.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃不含Cs2O。
18.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含小于3.8wt.-％的BaO。
19.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含小于2.5wt.-％的BaO。
20.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含小于1.5wt.-％的BaO。
21.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃包含小于0.5wt.-％的BaO。
22.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃不含BaO。
23.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中使用硅酸锂玻璃陶瓷，所述硅酸锂玻璃陶瓷包含作为主晶相的硅酸锂并且所述硅酸锂玻璃陶瓷的弯曲强度在180至300MPa的范围内和/或所述硅酸锂玻璃陶瓷的以KIC值测量的断裂韧性为至少2.0MPa·m0.5。
24.根据权利要求23所述的用途，其中所述以KIC值测量的断裂韧性为至少2.3MPa·m0.5。
25.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中使用硅酸锂玻璃陶瓷，所述硅酸锂玻璃陶瓷包含作为主晶相的焦硅酸锂并且所述硅酸锂玻璃陶瓷的弯曲强度在400至700MPa的范围内和/或所述硅酸锂玻璃陶瓷的以KIC值测量的断裂韧性为至少2.0MPa·m0.5。
26.根据权利要求25所述的用途，其中所述以KIC值测量的断裂韧性为至少2.3MPa·m0.5。
27.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中使用硅酸锂玻璃，所述硅酸锂玻璃包含晶核，所述晶核适合于形成硅酸锂和/或焦硅酸锂晶体。
28.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述基底为氧化物陶瓷。
29.根据权利要求28所述的用途，其中所述基底为氧化锆陶瓷。
30.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述基底为金属或合金。
31.根据权利要求30所述的用途，其中所述基底为非贵金属合金。
32.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中所述基底为牙科修复体。
33.根据权利要求32所述的用途，其中所述牙科修复体为齿桥、嵌体、高嵌体、饰面、基牙、部分牙冠、牙冠或牙面。
34.用于涂覆选自氧化物陶瓷、金属和合金的基底的方法，其中将如权利要求1至27中任一项所限定的硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃施加至所述基底。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述基底为如权利要求28至33中任一项所限定的基底。
36.根据权利要求34或35所述的方法，其中通过烧结将所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃施加至所述基底。
37.根据权利要求34或35所述的方法，其中通过压制将所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃施加至所述基底。
38.根据权利要求34或35所述的方法，其中通过接合将所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃施加至所述基底。
39.根据权利要求38所述的方法，其中在接合之前，通过机械加工或通过热压将所述硅酸锂玻璃陶瓷或所述硅酸锂玻璃成型为希望的几何形状。
40.根据权利要求34或35所述的方法，其中获得包含硅酸锂玻璃陶瓷的涂层，所述硅酸锂玻璃陶瓷包含作为主晶相的硅酸锂，并且所述硅酸锂玻璃陶瓷的弯曲强度在180至300MPa的范围内和/或所述硅酸锂玻璃陶瓷的以KIC值测量的断裂韧性为至少2.0MPa·m0.5。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述以KIC值测量的断裂韧性为至少2.3MPa·m0.5。
42.根据权利要求34或35所述的方法，其中获得包含硅酸锂玻璃陶瓷的涂层，所述硅酸锂玻璃陶瓷包含作为主晶相的焦硅酸锂，并且所述硅酸锂玻璃陶瓷的弯曲强度在400至700MPa的范围内和/或所述硅酸锂玻璃陶瓷的以KIC值测量的断裂韧性为至少2.0MPa·m0.5。
43.根据权利要求42所述的方法，其中所述以KIC值测量的断裂韧性为至少2.3MPa·m0.5。
44.复合材料，其包含在选自氧化物陶瓷、金属和合金的基底上的、如权利要求1至26中任一项所限定的硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃。
45.根据权利要求44所述的复合材料，其中所述基底为如权利要求28至33中任一项所限定的基底。
46.硅酸锂玻璃陶瓷，所述硅酸锂玻璃陶瓷包含给定量的以下组分：
其中所述过渡金属氧化物选自钇的氧化物，原子序数为41至79的过渡金属的氧化物以及这些氧化物的混合物，其中所述硅酸锂玻璃陶瓷包含小于2.0wt.-％的Na2O和/或K2O。
47.根据权利要求46所述的硅酸锂玻璃陶瓷，其中，SiO2为56.9至72.0wt.-％，Li2O为14.2至18.0wt.-％，Rb2O为5.1至7.7wt.-％，Al2O3为2.5至4.5wt.-％，P2O5为3.1至5.0wt.-％，ZrO2为0至4.0wt.-％，过渡金属氧化物为0至7.0wt.-％。
48.硅酸锂玻璃，其包含根据权利要求46或47所述的玻璃陶瓷的组分。
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