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及其前体，其特征在于优异的机械性质和光学性质，并且其特别地可用作牙科修复材料。并且其特别地可用作牙科修复材料。

【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，优选用于制造牙科修复体，并且涉及用于制造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描述了特定的硅酸镁铝玻璃陶瓷，其包含20至35重量％的Al2O3和9至15重量％的MgO。因为表面层的晶体结构不同于主体内部的晶体结构，所以由该玻璃陶瓷制成的主体具有异质结构。以该方式产生的表面压应力对机械性质具有显著影响，使得表面层的机械加工将导致机械性质的劣化。在表面层中检测到高石英固溶体，以及在主体内部检测到低石英固溶体。
[0004]JP2000/063144A公开了用于制备用于储存介质的基材的硅酸镁铝玻璃，其含有30至60摩尔％的SiO2和大量的B2O3。
[0005]GB2172282A描述了包含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，诸如铝的涂层，并且除了高强度之外，它们还具有7至10范围内的合适的介电常数和高电阻。
[0006]WO2012/143137A1描述了包含至少10.1重量％的Al2O3并在不同区域中具有不同晶相的玻璃陶瓷体。
[0007]在J.Biomed.Mater.Res.Part B:100B:463
‑
470(2012)中的M.Dittmer和C.R
ü
ssel的文章中，描述了以高石英固溶相或低石英固溶相作为主晶相的玻璃陶瓷，其包含至少25.9重量％的Al2O3。
[0008]总之，采用这些已知的玻璃陶瓷获得的强度以及它们的光学性质对于作为牙科材料的应用不是完全令人满意的。
[0009]因此，本专利技术是基于提供一种兼具高强度和良好的半透明性的玻璃陶瓷的问题。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牙科材料。
[0010]该问题通过根据权利要求1至16和19所述的具有石英固溶相的玻璃陶瓷来解决。本专利技术的主题还为根据权利要求17至19所述的起始玻璃、根据权利要求20和23所述的方法以及根据权利要求21和22所述的用途。
[0011]根据本专利技术的玻璃陶瓷的特征在于其包含以下组分：
[0012][0013]并且包含至少一种石英固溶相。
[0014]该玻璃陶瓷在下文中也称为“具有石英固溶相的玻璃陶瓷”，其令人惊讶地显示出修复牙科材料所期望的机械性质和光学性质的有利组合。所述玻璃陶瓷具有高强度，但它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，没有预料到通过提供一种或多种石英固溶相，仍然可以获得非常好的光学性质。这是因为许多次晶相对玻璃陶瓷的光学性质具有负面影响。例如，它们会降低半透明性，并且它们还会削弱赋予玻璃陶瓷颜色的可能性，这会导致在模仿待替换的天然牙科材料的颜色方面相当大的困难。
[0015]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，还发现相比硅酸锂
‑
石英玻璃陶瓷，根据本专利技术的玻璃陶瓷可以在更高的温度下被致密地烧结，而不失去它们的形状。
[0016]术语“石英固溶相”是指SiO2的晶相，其中外来原子在晶隙位置或在晶格位置被结合到SiO2的晶格中。这些外来原子特别可以是Al以及Li、Mg和/或Zn。Al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。
[0017]在一个优选的实施方案中，玻璃陶瓷包含至少两种不同的石英固溶相。
[0018]至少一种石英固溶相可以是化学计量的或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范围内，特别是1至5范围内的整数的那些晶相。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的或非化学计量的铝硅酸盐晶相。在一个优选的实施方案中，玻璃陶瓷包含至少一种、优选至少两种化学计量的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。在该下上文中，化学计量的铝硅酸盐晶相被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范围内，特别是1至5范围内的整数的那些晶相。化学计量的铝硅酸盐晶相的实例是锂霞石(LiAlSiO4)、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。石英固溶相显示特征峰型，每个特征峰型是来自低石英的峰型，但是偏移到不同的2θ值。
[0021]根据本专利技术的具有石英固溶相的玻璃陶瓷特别包含57.0至66.5重量％，优选59.0至66.0重量％，特别优选62.1至65.5重量％的SiO2。
[0022]进一步优选的是，根据本专利技术的玻璃陶瓷包含13.3至18.0重量％，优选16.1至17.5重量％，特别优选16.5至17.0重量％的Li2O。认为，Li2O降低玻璃基体的粘度，并因此促进期望的相的结晶。
[0023]还优选的是，玻璃陶瓷包含0.5至1.7重量％，优选1.1至1.5重量％，特别优选1.2至1.4重量％的K2O。
[0024]在一个优选的实施方案中，根据本专利技术的玻璃陶瓷包含2.0至3.8重量％，优选1.6至3.6重量％的Al2O3。
[0025]在另一个优选的实施方案中，玻璃陶瓷包含4.3至6.0重量％，优选4.5至5.9重量％，特别优选5.1至5.8重量％的P2O5。认为，P2O5充当成核剂。
[0026]进一步优选的是，玻璃陶瓷包含7.2至13.0重量％，优选9.0至12.0重量％的ZrO2。
[0027]还优选的是，玻璃陶瓷包含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Na2O、Rb2O、Cs2O及其混合物的单价元素的氧化物Me
I2
O。
[0028]特别优选地，玻璃陶瓷以指定的量包含至少一种、特别是所有以下单价元素的氧化物Me
I2
O：
[0029][0030]根据本专利技术的玻璃陶瓷优选包含0.05至5.0重量％，特别是0.07至1.5重量％，优选0.08至1.0重量％，更优选0.09至0.4重量％，最优选0.1至0.2重量％的选自CaO、MgO、SrO、ZnO及其混合物的二价元素的氧化物Me
II
O，其中Me
II
O优选是MgO。据信，二价元素的氧化物Me
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种玻璃陶瓷，其包含以下组分：并且包含至少一种石英固溶相。2.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷，其包含至少两种不同的石英固溶相。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的或非化学计量的铝硅酸盐晶相，并且特别优选至少一种、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57.0至66.5重量％，优选59.0至66.0重量％，特别优选62.1至65.5重量％的SiO2。5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含13.3至18.0重量％，优选16.1至17.5重量％，特别优选16.5至17.0重量％的Li2O。6.根据权利要求1至5中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含0.5至1.7重量％，优选1.1至1.5重量％，特别优选1.2至1.4重量％的K2O。7.根据权利要求1至6中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含2.0至3.8重量％，优选1.6至3.6重量％的Al2O3。8.根据权利要求1至7中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含4.3至6.0重量％，优选4.5至5.9重量％，特别优选5.1至5.8重量％的P2O5。9.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含7.2至13.0重量％，优选9.0至12.0重量％的ZrO2。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0.05至5.0重量％，特别是0.07至1.5重量％，优选0.08至1.0重量％，特别优选0.09至0.4重量％，最优选0.1至0.2重量％的选自CaO、MgO、SrO、ZnO及其混合物的二价元素的氧化物Me
II
O，其中Me
II
O优选是MgO。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5.0重量％，优选1.0至4.0重量％，特别优选2.0至3.0重量％的选自B2O3、Y2O3、La2O3、Ga2O3、In2O3及...

【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：