具有石英固溶相的玻璃陶瓷制造技术

本发明专利技术涉及石英混合的晶体玻璃陶瓷，并且涉及其前体，其特征在于优异的机械和光学特性，并且其可特别用作牙科修复材料。并且其可特别用作牙科修复材料。并且其可特别用作牙科修复材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有石英固溶相的玻璃陶瓷
[0001]本专利技术涉及具有石英固溶相的玻璃陶瓷，其特别适合用于牙科，优选用于制备牙科修复体，并且涉及用于制备这些玻璃陶瓷的前体。
[0002]具有石英固溶相的玻璃陶瓷基本上是根据现有技术已知的。
[0003]DE2507131A1描述了特殊的硅酸镁铝玻璃陶瓷，其含有45至65重量％的SiO2、20至35重量％的Al2O3和9至15重量％的MgO。由玻璃陶瓷制成的主体具有异质结构，因为主体的表面层的晶体结构与主体的内部的晶体结构不同。这样产生的表面压缩应力对机械性质具有显著的影响，因此对表面层的机械加工会导致机械性质的劣化。在主体的表面层中检测到高石英固溶体，在主体的内部中检测到低石英固溶体。
[0004]JP2000/063144A公开了用于制备含有30至60mol％的SiO2和大量B2O3的存储介质的基材的硅酸镁铝玻璃。
[0005]GB2172282A描述了含有30至55重量％的SiO2和10至40重量％的Al2O3的硅酸镁铝玻璃陶瓷。所述玻璃陶瓷旨在用于微电子应用，特别是作为用于基材，如铝的涂层，并且除了高强度之外，它们还具有范围为7至10的合适的介电常数和高电阻。
[0006]WO2012/143137A1描述了含有至少10.1重量％的Al2O3且在不同区域具有不同晶相的玻璃陶瓷体。
[0007]WO2015/155038A1描述了用于牙科的具有石英固溶相的玻璃陶瓷。没有描述含有几种石英固溶相的玻璃陶瓷。
[0008]在M.Dittmer和C.R
ü
ssel在J.Biomed.Mater.Res.Part B：100B：463
‑
470(2012)的文章中，描述了以高石英或低石英固溶相作为主晶相的玻璃陶瓷，其包含最多55.1重量％的SiO2和至少25.9重量％Al2O3。
[0009]总而言之，用这些已知的玻璃陶瓷实现的强度以及它们的半透明度对于作为牙科材料的应用来说并不完全令人满意。
[0010]因此，本专利技术是基于提供一种具有高强度和良好半透明度的组合的玻璃陶瓷的问题。所述玻璃陶瓷还应具有可在宽范围内调节的热膨胀系数。所述玻璃陶瓷还应易于加工成牙科修复体，并因此以优异的方式适合作为修复性牙科材料。
[0011]该问题通过根据权利要求1至18和21所述的具有两种不同的石英固溶相的玻璃陶瓷来解决。本专利技术的主题还在于根据权利要求19至21所述的起始玻璃，根据权利要求22和25所述的方法以及根据权利要求23和24所述的用途。
[0012]根据本专利技术的玻璃陶瓷的特征在于其包含以下组分
[0013][0014]并且包含至少两种不同的石英固溶相。
[0015]该玻璃陶瓷在下文中也称为“具有多石英固溶相的玻璃陶瓷”，其令人惊讶地表现
出修复牙科材料所期望的机械和光学性质的有利组合。所述玻璃陶瓷具有高强度，而且其可以通过压制或机械加工容易地被赋予牙科修复体的形状。此外，不可预期的是，通过提供多种石英固溶相仍可实现非常好的光学性质。这是因为许多次晶相对玻璃陶瓷的光学性质有负面影响。例如，它们会降低半透明度，并且它们还会损害赋予玻璃陶瓷颜色的可能性，这会导致在模拟待替换的天然牙齿材料的颜色方面相当大的困难。
[0016]此外，已经表明，根据本专利技术的玻璃陶瓷的热膨胀系数可以通过形成的石英固溶相的类型和量在宽范围内变化。最后，还发现根据本专利技术的玻璃陶瓷可以在不失去其形状的情况下在与硅酸锂
‑
石英玻璃陶瓷相比更高的温度下被致密烧结。
[0017]术语“石英固溶相”是指其中外来原子结合到SiO2晶格中的晶隙位置或晶格位置的SiO2晶相。这些外来原子可以特别是Al以及Li、Mg和/或Zn。A1可以优选以对应于Li的摩尔浓度、两倍的Mg的摩尔浓度和两倍的Zn的摩尔浓度的总和的摩尔浓度存在。
[0018]石英固溶相可以是化学计量的和非化学计量的石英固溶相。化学计量的石英固溶相是指其中硅原子的数量和外来原子之一的数量的比率为x∶y，其中x和y是1至8的范围中的整数，特别是1至5的范围中的整数的那些晶相。在优选的实施方案中，玻璃陶瓷包含至少一种、优选至少两种非化学计量的石英固溶相。
[0019]至少一种石英固溶相可以是化学计量或非化学计量的铝硅酸盐晶相。在优选的实施方案中，玻璃陶瓷包含至少一种、优选至少两种化学计量或非化学计量的铝硅酸盐晶相。在特别优选的实施方案中，玻璃陶瓷包含至少一种、优选至少两种非化学计量的铝硅酸盐晶相。在该上下文中，化学计量的铝硅酸盐晶相应理解为其中硅原子的数量和铝原子的数量的比率为x∶y，其中x和y是1至8的范围中的整数，特别是1至5的范围中的整数的那些晶相。化学计量的铝硅酸盐晶相的实例是锂霞石(LiAlSi04)、锂辉石(LiAlSi2O6)、透锂长石(LiAlSi4O
10
)和堇青石(Mg2Al4Si5O
18
)。
[0020]根据本专利技术的玻璃陶瓷优选包含至少两种不同的石英固溶相，其在使用Cu
Kα
辐射的X射线粉末衍射中具有最高强度的反射峰各自在25至26.7
°
的2θ范围内，优选在25.5
°
至26.6
°
的2θ的范围内，特别优选在25.8
°
至26.5
°
的2θ范围内。
[0021]此外，优选这样的玻璃陶瓷，其包含两种不同的石英固溶相，其在使用Cu
Kα
辐射的X射线粉末衍射中具有最高强度的反射峰具有至少0.2
°
的2θ，优选至少0.3
°
的2θ，特别优选至少0.4
°
的2θ的间距，特别是0.2至0.7
°
的2θ，优选0.3至0.6
°
的2θ，特别优选0.4至0.5
°
的2θ的间距。
[0022]根据本专利技术的玻璃陶瓷的石英固溶相可以特别地通过使用Cu
Kα
辐射的X射线粉末衍射来检测。石英固溶相显示出特征峰型，其中每个特征峰型均源自低石英的峰型，但偏移至不同的2θ值。这在图1中通过实施例19中获得的玻璃陶瓷的X射线粉末衍射图来说明。其中，PDF
‑
4+2020(国际衍射数据中心，International Centre for Diffraction Data)数据库中含有的几个峰型在X射线粉末衍射图下方重现。低石英(α
‑
SiO2)的峰型用字母“A”标记，并显示在26.6至26.7
°
的2θ之间具有最高强度的峰。在X射线粉末衍射图中，可以看到两种石英固溶相，其峰型与低石英的峰型相比向较小的2θ值偏移，其具有最高强度的峰分别位于26.5
°
的2θ处和26.0
°
的2θ处。
[0023]根据本专利技术的具有多石英固溶相的玻璃陶瓷包含特别是70.0至79.0重量％，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.玻璃陶瓷，其包含以下组分并且包含至少两种不同的石英固溶相。2.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷，其包含至少一种、优选至少两种非化学计量的石英固溶相。3.根据权利要求1或2所述的玻璃陶瓷，其包含至少一种、优选至少两种化学计量或非化学计量的铝硅酸盐晶相，特别优选至少一种、优选至少两种非化学计量的铝硅酸盐晶相。4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含至少两种不同的石英固溶相，所述石英固溶相在使用Cu
Kα
辐射的X射线粉末衍射中的最高强度反射峰各自在25至26.7
°
的2θ范围内，优选在25.5至26.6
°
的2θ范围内，特别优选在25.8至26.5
°
的2θ范围内。5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含两种不同的石英固溶相，所述两种不同的石英固溶相在使用Cu
Kα
辐射的X射线粉末衍射中的最高强度反射峰具有至少0.2
°
的2θ，优选至少0.3
°
的2θ，特别优选至少0.4
°
的2θ的间距，特别是0.2至0.7
°
的2θ，优选0.3至0.6
°
的2θ，特别优选0.4至0.5
°
的2θ的间距。6.根据权利要求1至5中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含70.0至79.0重量％，优选73.0至76.0重量％的SiO2。7.根据权利要求1至6中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含7.5至13.0重量％，优选9.0至12.0重量％的Li2O。8.根据权利要求1至7中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含2.0至6.5重量％，优选3.0至6.0重量％的Al2O3。9.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含1.0至7.0重量％，优选2.5至5.0重量％、特别优选3.0至4.4重量％的P2O5。10.根据权利要求1至9中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含1.0至8.0重量％，优选1.0至5.5重量％，特别优选1.5至2.5重量％的选自K2O、Na2O、Rb2O、Cs2O及其混合物的单价元素的氧化物Me
I2
O。11.根据权利要求1至10中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含0至5.0重量％，优选1.0至3.5重量％，特别优选1.5至2.5重量％的K2O。12.根据权利要求1至11中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含0至9.0重量％，优选2.0至8.0重量％，特别优选3.0至7.0重量％的选自CaO、MgO、SrO、ZnO及其混合物的二价元素的氧化物Me
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：义获嘉伟瓦登特公司，
类型：发明
国别省市：