一种玻璃陶瓷材料及其制备方法、义齿技术

本申请适用于材料技术领域，提供了一种玻璃陶瓷材料及其制备方法、义齿，包括以下质量百分比的组分：SiO258％～72％、Al2O30％～4％、Na2O0％～5％、K2O3～8％、Li2O8％～17％、P2O52.5％～5％、MgO0％～2％、B2O30％～2.5％、ZnO0％～5％以及ZrO20％～3％。本申请通过优化玻璃陶瓷材料的成分以及配比，并结合相匹配的工艺制度，无需引入高配比氧化锆含量，可在提高偏硅酸锂玻璃陶瓷的结晶度的同时，控制二硅酸锂的生成，从而改善玻璃陶瓷的磨削性能。从而改善玻璃陶瓷的磨削性能。从而改善玻璃陶瓷的磨削性能。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃陶瓷材料及其制备方法、义齿


[0001]本申请属于材料
，尤其涉及一种玻璃陶瓷材料及其制备方法、义齿。

技术介绍

[0002]二硅酸锂玻璃陶瓷由于具有良好的机械性能和突出的美学效果，被广泛应用于牙科修复领域。目前，其应用到的主要有贴面、牙桥、牙冠、嵌体、种植基台等。由于二硅酸锂玻璃陶瓷的强度较高，采用CAD/CAM机加工磨削成型难度较大，严重影响车针寿命。业内常采用先将基质玻璃结晶生成偏硅酸锂玻璃陶瓷，然后对其进行成型加工，最后再将成型好的偏硅酸锂玻璃陶瓷进行热处理，得到二硅酸锂玻璃陶瓷。由于偏硅酸锂玻璃陶瓷的强度小于二硅酸锂玻璃陶瓷，因此，成型加工相对容易。
[0003]在实际生产中，由于偏硅酸锂与二硅酸锂常常会伴随的生成，不可控的二硅酸锂生成会导致玻璃陶瓷的强度提升，常常导致车针折断，影响磨削效率，提高加工成本。为避免此情况，业内厂家常采用降低结晶温度，生产低结晶度的偏硅酸锂玻璃陶瓷。低结晶度的玻璃陶瓷虽可降低强度利于磨削，但由于玻璃相占比较高，其制品韧性较差，在加工贴面或牙冠时，其边缘易崩裂。为解决此问题，业内部分厂家通过提高基质玻璃中的氧化锆含量来提高韧性，但较少的锆含量难以增强韧性，较高的锆含量(质量比＞10％)虽可以增强韧性改善磨削性能，但其对玻璃的熔制要求过高，成本投入较大。另一方面，氧化锆密度大，难熔化，其常会导致锆沉积，影响产品的均匀性。
[0004]由此可见，现有的玻璃陶瓷材料存在磨削时边缘易崩裂的问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的在于提供一种玻璃陶瓷材料，旨在解决现有的玻璃陶瓷材料存在磨削时边缘易崩裂的问题。
[0006]本申请实施例是这样实现的，一种玻璃陶瓷材料，包括以下质量百分比的组分：
[0007]SiO258％～72％、Al2O30％～4％、Na2O 0％～5％、K2O 3～8％、Li2O 8％～17％、P2O52.5％～5％、MgO 0％～2％、B2O30％～2.5％、ZnO 0％～5％以及ZrO20％～3％；
[0008]其中，30％＜(SiO2+Al2O3+ZrO2)
‑
R2O＜60％，R2O为Na2O、K2O与Li2O的百分比含量之和；
[0009]2％＜SiO2/(Li2O+P2O5)＜6％；
[0010]7％＜Li2O
‑
P2O5＜13.5％；
[0011]0.2％＜(ZrO2+ZnO+Na2O+Al2O3)/Li2O＜0.8％。
[0012]本申请实施例的另一目的在于一种玻璃陶瓷材料的制备方法，包括：
[0013]按照所述的玻璃陶瓷材料的配方称取原料，并将原料进行高温熔制处理，经水淬后进行湿法球磨处理，得混合粉体；
[0014]将所述混合粉体经烘干后进行干压成型处理，得第一坯体；
[0015]将所述第一坯体真空包装后进行温等静压处理，得第二坯体；
[0016]将所述第二坯体进行晶化热处理，即得齿科用玻璃陶瓷材料。
[0017]本申请实施例的另一目的在于一种义齿，所述义齿是由所述的玻璃陶瓷材料或者所述的玻璃陶瓷材料的制备方法制备得到的玻璃陶瓷材料经烧结处理得到。
[0018]本申请实施例通过对玻璃陶瓷材料的成分以及配比进行合理化设计，结合相匹配的工艺条件，可制备出晶相为偏硅酸锂，结晶度＞50％，硬度为500～590kgf/mm2的玻璃陶瓷材料，其成分无需引入高配比氧化锆含量，可磨削至0.2mm厚度，无崩边产生；另外，其经二次烧结可制备出晶相为二硅酸锂，结晶度＞80％，挠曲强度＞400MPa，断裂韧性＞2.5Mpa.m
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的玻璃陶瓷义齿产品。本申请的产品，热处理的整体保温时间短，磨削效率高，对车针的折损少，产品的崩边情况少，极具竞争优势，有较大的应用的前景。
附图说明
[0019]图1是本申请实施例2所制备的样品未二次烧结时的形貌图；
[0020]图2是本申请实施例1～4所制备的样品未二次烧结时的磨削效果图；
[0021]图3是本申请实施例3所制备的样品二次烧结后的形貌图。
具体实施方式
[0022]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0023]本申请实施例为了解决现有的玻璃陶瓷材料存在磨削时边缘易崩裂的问题，提供了一种玻璃陶瓷材料，本申请通过优化玻璃陶瓷材料的成分以及配比，并结合相匹配的工艺制度，无需引入高配比氧化锆含量，可在提高偏硅酸锂玻璃陶瓷的结晶度的同时，控制二硅酸锂的生成，从而改善玻璃陶瓷的磨削性能。
[0024]在本申请实施例中，所述玻璃陶瓷材料包括以下质量百分比的组分：
[0025]SiO258％～72％、Al2O30％～4％、Na2O 0％～5％、K2O 3～8％、Li2O 8％～17％、P2O52.5％～5％、MgO 0％～2％、B2O30％～2.5％、ZnO 0％～5％以及ZrO20％～3％；
[0026]其中，组分还需满足以下条件限制：30％＜(SiO2+Al2O3+ZrO2)
‑
R2O＜60％，R2O为Na2O、K2O与Li2O的百分比含量之和；2％＜SiO2/(Li2O+P2O5)＜6％；7％＜Li2O
‑
P2O5＜13.5％；0.2％＜(ZrO2+ZnO+Na2O+Al2O3)/Li2O＜0.8％。
[0027]进一步，为了使玻璃陶瓷材料的颜色与天然牙齿的颜色相似，玻璃陶瓷材料还需引入着色剂以及荧光剂，其主要为TiO2、La2O3、V2O5、CeO2、Er2O3、Y2O3、Nd2O3、Pr2O3、Mn2O3、NiO、Fe2O3中的一种或多种组合，其总含量为1％～6％。
[0028]本申请提供的玻璃陶瓷材料中，SiO2为主要的网络形成剂，可使得网络结构稳定化，构成了玻璃陶瓷的主体结构，也是构成晶相的主要成分。其含量过低会导致晶相种类的变化，同时也会弱化玻璃陶瓷的整体性能。SiO2含量不应低于58wt％。但较高的SiO2含量，又会导致熔制成型困难，且晶相还会形成SiO2的固溶体。因此，综合考虑：本申请将SiO2的含量控制在58wt％～72wt％之间。
[0029]在一些实施例中，含有Al2O3，其对玻璃陶瓷的透性调节有一定作用，其含量越高，透性较好；但Al2O3属于极难熔氧化物，能快速提高玻璃高温粘度，致使玻璃澄清均化难度加
大，气泡缺陷不易排出，控制其含量低于4％。
[0030]在一些实施例中，玻璃陶瓷前驱体中含有碱金属氧化物R2O，主要为Na2O、K2O和Li2O；其中Na2O主要起降低玻璃陶瓷熔融体的粘度，促使前驱体的熔化和澄清。但Na2O含量的过多又会增大CTE，导致力学性能的改变，因此，本申请将Na2O含量控制为0％
‑
5％。
[0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃陶瓷材料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：SiO258％～72％、Al2O30％～4％、Na2O0％～5％、K2O3～8％、Li2O8％～17％、P2O52.5％～5％、MgO0％～2％、B2O30％～2.5％、ZnO0％～5％以及ZrO20％～3％；其中，30％＜(SiO2+Al2O3+ZrO2)
‑
R2O＜60％，R2O为Na2O、K2O与Li2O的百分比含量之和；2％＜SiO2/(Li2O+P2O5)＜6％；7％＜Li2O
‑
P2O5＜13.5％；0.2％＜(ZrO2+ZnO+Na2O+Al2O3)/Li2O＜0.8％。2.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷材料，其特征在于，所述玻璃陶瓷材料还包括着色剂以及荧光剂，所述着色剂与荧光剂的质量百分比为1％～6％。3.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷材料，其特征在于，所述着色剂以及荧光剂为TiO2、La2O3、V2O5、CeO2、Er2O3、Y2O3、Nd2O3、Pr2O3、Mn2O3、NiO、Fe2O3中的一种或多种组合。4.一种玻璃陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：按照权利要求1
‑
3任一所述的玻璃陶瓷材料的配方称取原料，并将原料进行高温熔制处理，经水淬后进行湿法球磨处理，得混合粉体；将所述混合粉体经烘干后进行干压成型处理，得第一坯体；将所述第一坯体真空包装后进行温等静压处理，得第二坯体；将所述第二坯体进行晶化热处理，即得齿科用玻璃陶瓷材料。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗育，刘威，王键，刘建君，
申请(专利权)人：深圳玉汝成口腔材料有限公司，
类型：发明
国别省市：