一种义齿用仿生玻璃陶瓷复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及义齿材料领域，具体为一种具有微观仿生结构的义齿用氧化锆/硅酸锂或二氧化硅玻璃陶瓷复合材料及其制备方法。该复合材料由体积百分数为35％～90％的氧化锆和余量的硅酸锂或二氧化硅玻璃组成，微观上氧化锆以片层形式堆砌在玻璃基体上。该复合材料的制备方法为：首先基于冷冻铸造工艺制备具有定向多孔片层结构的氧化锆陶瓷骨架，然后利用硅酸锂水溶液或二氧化硅浆料浸渗该骨架并晾干，最后对骨架进行模压和烧结致密化处理得到氧化锆/硅酸锂或氧化锆/二氧化硅仿生玻璃陶瓷复合材料。该复合材料在保留玻璃陶瓷的硬度、强度、生物相容性和美学效果的基础上表现出良好的断裂韧性，因此作为新型义齿材料具有可观的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种义齿用仿生玻璃陶瓷复合材料及其制备方法
本专利技术涉及义齿材料领域，具体为一种具有微观仿生结构的义齿用氧化锆/硅酸锂或二氧化硅玻璃陶瓷复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着经济社会的发展和人们生活水平的提高，口腔健康受到全社会的广泛重视。然而不良的饮食习惯以及人口老龄化趋势的发展使得口腔健康问题日益突出，特别是牙齿的缺损或缺失导致其无法完成正常的咀嚼等功能，从而给患者带来诸多不便。作为缺损或缺失牙齿的修复体，义齿对于保障正常的牙齿功能具有非常重要的意义，并且具有巨大的市场需求。义齿的性能主要是由制作义齿所用的材料决定的。目前，临床应用的义齿材料主要包括树脂与树脂基复合材料、金属(含金属烤瓷)以及陶瓷与陶瓷基复合材料。其中，由氧化锆与硅酸锂组成的玻璃陶瓷复合材料具有优异的性能和良好的使用效果，是目前应用广泛的一类重要的义齿材料。氧化锆和二硅酸锂或二氧化硅是制备义齿材料的重要原材料，由两者复合而成的玻璃陶瓷具有强度高、硬度大、耐磨性好等优异的力学性能，同时兼具突出的生物相容性和耐腐蚀性，并且在做头、面部影像学检查时不会对结果造成干扰，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种义齿用仿生玻璃陶瓷复合材料，其特征在于，所述的复合材料由氧化锆和硅酸锂或二氧化硅玻璃组成，以体积百分数计，氧化锆含量为35％～90％，其余为硅酸锂或二氧化硅玻璃，该复合材料微观上具有仿生结构，表现为氧化锆以片层形式堆砌在硅酸锂或二氧化硅玻璃基体上，其中氧化锆片层厚度为1～150μm，片层间距为0.01～50μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种义齿用仿生玻璃陶瓷复合材料，其特征在于，所述的复合材料由氧化锆和硅酸锂或二氧化硅玻璃组成，以体积百分数计，氧化锆含量为35％～90％，其余为硅酸锂或二氧化硅玻璃，该复合材料微观上具有仿生结构，表现为氧化锆以片层形式堆砌在硅酸锂或二氧化硅玻璃基体上，其中氧化锆片层厚度为1～150μm，片层间距为0.01～50μm。


2.根据权利要求1所述的义齿用仿生玻璃陶瓷复合材料，其特征在于，复合材料的弯曲强度不低于150MPa，硬度不低于2GPa，断裂韧性不低于2MPa.m1/2。


3.根据权利要求1或2所述的义齿用仿生玻璃陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
1)将氧化锆粉体和添加剂均匀分散到水中得到水基浆料，利用冷冻铸造处理浆料使其中的氧化锆粉体发生定向排列，对凝固的浆料进行脱模和真空冷冻干燥处理去除其中的水分，得到具有定向多孔片层结构的氧化锆坯体；
2)加热去除坯体中含有的有机质，然后高温烧结坯体，得到具有定向多孔片层结构的氧化锆陶瓷骨架，利用硅酸锂水溶液或二氧化硅水基浆料浸渗骨架并晾干，该操作在氧化锆片层表面包覆一层硅酸锂或二氧化硅；
3)沿垂直于氧化锆陶瓷骨架片层的方向压缩骨架，加热去除压缩后的氧化锆陶瓷骨架中含有的有机质，对氧化锆陶瓷骨架进行烧结致密化处理，从而制备得到具有仿生结构的义齿用仿生玻璃陶瓷复合材料。


4.根据权利要求3所述的义齿用仿生玻璃陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，氧化锆粉体的粒径为0.005～80μm，添加剂包括有机粘结剂和分散剂，该有机粘结剂是聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇、蔗糖或瓜尔胶中的一种或一种以上的组合，该分散剂是聚丙烯酸、聚乙烯亚胺、DarvanCN、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或一种以上的组合；氧化锆粉体和添加剂在水中的分散工艺是超声、搅拌、球磨中的一种或一种以上的组合；其中，有机粘结剂添加量占氧化锆粉体质量的0.1～25％，分散剂添加量占氧化锆粉体质量的0.05～15％。

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【专利技术属性】
技术研发人员：刘增乾，刘艳艳，王法衡，谈国旗，张哲峰，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21