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一种铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法技术

技术编号:17023144 阅读:88 留言:0更新日期:2018-01-13 14:11
本发明专利技术公开了一种铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法,选用特征温度较高的含Li、Na和K的齿科微晶玻璃及铜/锌氯化物,通过高温促进离子交换,实现离子半径较大的二价离子(Zn

【技术实现步骤摘要】
一种铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法
本专利技术属于微晶玻璃领域,具体涉及一种铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法。
技术介绍
随着人们生活水平的提高,人群中出现龋齿的数量大大增加;而科技的发展,特别是各类交通工具的增多,意外断齿、落齿的现象也增多;另外,医疗水平的改善,人均寿命的延长,多数老人都面临牙齿老化脱落的问题。因此,在当今及未来的社会发展中,牙科学的发展进步愈发重要。牙科学的发展中出现新的技术方法也成为关键。介于人们对牙齿修补材料机械性能、生物活性、美学性能的需求,齿科硅酸盐类微晶玻璃材料(如二硅酸锂Li2Si2O5,Li2O·2SiO2)因力学指标和半透性更接近天然牙齿、易机械加工等优势,得到大家的青睐。如今国内所用牙块大部分来源于进口,主要原因在于国内产品的理化性能(如断裂强度、硬度率)等不及国外产品。因此,本专利提供的一种铜-锌离子强化齿科微晶玻璃的方法极具实用意义。在现有成果方面,国内在钢化玻璃中应用较广,但在齿科领域还未涉及。国内外文献中王辉(DOI:1000-2790(2008)01-0017-03)、KarolinaŁączka(DOI:10.1016/j.jnoncrysol.2015.08.003)、HorstFischer(DOI:10.1002/jbm.a.31798)等对氯化钠、氯化钾的离子交换进行了研究,但对二价及其它离子的交换并未涉及。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过采用铜/锌二价离子对以Li2Si2O5为主晶相、兼有部分玻璃体的微晶玻璃成品中的一价离子进行表面离子交换处理,进一步增强该微晶玻璃的理化性能(包括各力学性能、化学稳定性等)。该方法可用于齿科全瓷修复材料的表面处理。本专利技术是通过如下技术方案实施的:一种铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法:采用铜/锌氯化物熔融液对含Li、Na和K的齿科微晶玻璃中的一价离子进行离子交换,使半径较大的锌离子和或铜离子占据微晶玻璃中一价离子的位置,强化齿科微晶玻璃的理化性能。所述的铜/锌氯化物熔融液中,氯化锌和氯化铜的质量比为0-10:10-0。优选的,熔融液中氯化锌和氯化铜的质量比为7:3。所述的齿科微晶玻璃主要成分为SiO2、Li2CO3、K2CO3、Na2CO3、Al2O3、P2O5和ZrO2;Li+、Na+、K+浓度较高;其初始析晶温度≥600℃,软化温度≥900℃。所述的铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法,具体步骤如下:1)将齿科微晶玻璃的原料经过处理,先得到以Li2SiO3为主晶相的中间态;然后再进行最终热处理,得到以Li2Si2O5为主晶相的微晶玻璃;微晶玻璃的处理方法根据具体的玻璃组分及其热学性能而定,要求其最后处于易于切削且无缺陷的状态;最终热处理根据具体的玻璃组分及其热学性能而定,要求其为最终的热处理步骤,其后不需再做其它热处理,且样品无明显缺陷;2)按照需要的离子交换液种类及配比称量二价金属氯化物,并将药品装入氧化铝或其它高温稳定的坩埚中备用;3)将步骤1)所得微晶玻璃使用去离子水清洗并烘干后埋入坩埚中的氯化物中,使其埋没;4)将坩埚放置在加热炉中,升温使氯化物熔化,并进行一段时间的保温,保证离子交换的顺利进行;5)保温结束后快速取出熔盐中的微晶玻璃,使其冷却;6)取去离子水对冷却后的微晶玻璃进行清洗,烘干备用。取出样品的冷却可采用随炉冷却、空冷、风冷、水冷等不同速率的冷却方法,在保证样品不产生开裂、崩落等缺陷的前提下,选择冷却速度较快的方法。步骤4)中加热炉的加热速率为1~10℃/min,保温温度500~700℃,保温时间为1~12h。优选的,步骤4)中加热炉的加热速率为4~8℃/min,保温温度550~600℃,保温时间为2~8h。步骤4)中氯化物加热熔化后要求熔盐必须完全覆盖微晶玻璃表面,并在坩埚表面加盖,防止污染及挥发。一种如上所述的方法得到的铜/锌离子强化的齿科微晶玻璃。如上所述的方法适用于锂瓷齿科修复材料,所述齿科修复材料优选为特征温度较高的齿科微晶玻璃材料。该方法还适用于齿科修复材料中的嵌体、高嵌体、饰面、部分冠、牙冠、牙固定桥等。本专利技术的显著优点在于:(1)设计富含Al2O3、ZrO2的微晶玻璃,使该微晶玻璃具有较高的特征温度,扩大离子交换工艺的温度范围;(2)选用氯化锌、氯化铜为离子交换剂,二价金属离子半径远大于一价离子,使微晶玻璃表面的“挤压”现象更加显著,提高表面的压应力,从而大幅提升齿科微晶玻璃的机械性能;(3)Zn、Cu均为人体必需的微量元素;Zn存在于人体皮肤、骨骼、肌肉中,义齿中锌的加入有利于义齿与牙周的生物结合;(4)选用的氯化锌、氯化铜熔点分别为290、498℃,沸点或下一个变质温度点分别为732、993℃,离子交换热处理可选温度范围达440℃,有利于离子交换工艺的进一步优化;(5)二价金属离子场强、半径均高于一价离子,富集在微晶玻璃表面,也有利于微晶玻璃表面化学稳定性的提高;(6)本专利技术的制备原料简单易得,工艺稳定,达到了实用化和工业化的条件。附图说明图1为以无毒氧化铝为参照的细胞毒性实验统计图。具体实施方式一种铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法:采用铜/锌氯化物熔融液对含Li、Na和K的齿科微晶玻璃中的一价离子进行离子交换,使半径较大的锌离子和或铜离子占据微晶玻璃中一价离子的位置,强化齿科微晶玻璃的理化性能。所述的铜/锌氯化物熔融液中,氯化锌和氯化铜的质量比为0-10:10-0。优选的,熔融液中氯化锌和氯化铜的质量比为7:3。所述的齿科微晶玻璃主要成分为SiO2、Li2CO3、K2CO3、Na2CO3、Al2O3、P2O5和ZrO2;Li+、Na+、K+浓度较高;其初始析晶温度≥600℃,软化温度≥900℃。所述的铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法,具体步骤如下:1)将齿科微晶玻璃的原料经过处理,先得到以Li2SiO3为主晶相的中间态;然后再进行最终热处理,得到以Li2Si2O5为主晶相的微晶玻璃;微晶玻璃的处理方法根据具体的玻璃组分及其热学性能而定,要求其最后处于易于切削且无缺陷的状态;最终热处理根据具体的玻璃组分及其热学性能而定,要求其为最终的热处理步骤,其后不需再做其它热处理,且样品无明显缺陷;2)按照需要的离子交换液种类及配比称量二价金属氯化物,并将药品装入氧化铝或其它高温稳定的坩埚中备用;3)将步骤1)所得微晶玻璃使用去离子水清洗并烘干后埋入坩埚中的氯化物中,使其埋没;4)将坩埚放置在加热炉中,升温使氯化物熔化,并进行一段时间的保温,保证离子交换的顺利进行;5)保温结束后快速取出熔盐中的微晶玻璃,使其冷却;6)取去离子水对冷却后的微晶玻璃进行清洗,烘干备用。取出样品的冷却可采用随炉冷却、空冷、风冷、水冷等不同速率的冷却方法,在保证样品不产生开裂、崩落等缺陷的前提下,选择冷却速度较快的方法。步骤4)中加热炉的加热速率为1~10℃/min,保温温度500~700℃,保温时间为1~12h。优选的,步骤4)中加热炉的加热速率为4~8℃/min,保温温度550~600℃,保温时间为2~8h。步骤4)中氯化物加热熔化后要求熔盐必须完全覆盖微晶玻璃表面,并在坩埚表面加盖,防止污染及挥发。一种如上所述的方法得到的铜/锌离子强化的齿科本文档来自技高网...
一种铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法

【技术保护点】
一种铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法,其特征在于:采用铜/锌氯化物熔融液对含Li、Na和K的齿科微晶玻璃中的一价离子进行离子交换,使半径较大的锌离子和或铜离子占据微晶玻璃中一价离子的位置,强化齿科微晶玻璃的理化性能。

【技术特征摘要】
1.一种铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法,其特征在于:采用铜/锌氯化物熔融液对含Li、Na和K的齿科微晶玻璃中的一价离子进行离子交换,使半径较大的锌离子和或铜离子占据微晶玻璃中一价离子的位置,强化齿科微晶玻璃的理化性能。2.根据权利要求1所述的铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法,其特征在于:所述的铜/锌氯化物熔融液中,氯化锌和氯化铜的质量比为0-10:10-0。3.根据权利要求2所述的铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法,其特征在于:所述的铜/锌氯化物熔融液中,氯化锌和氯化铜的质量比为7:3。4.根据权利要求1所述的铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法,其特征在于:所述的齿科微晶玻璃主要成分为SiO2、Li2CO3、K2CO3、Na2CO3、Al2O3、P2O5和ZrO2;其初始析晶温度≥600℃,软化温度≥900℃。5.根据权利要求1所述的铜/锌离子强化齿科微晶玻璃理化性能的方法,其特征在于:具体步骤如下:1)将齿科微晶玻璃的原料经过处理,先得到以Li2SiO3为主晶相的中间态;然后再进行最终热处理,得到以Li2Si2O5为主晶相的微...

【专利技术属性】
技术研发人员:张腾刘鸿琳庄海燕
申请(专利权)人:福州大学
类型:发明
国别省市:福建,35

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