包含氧化铷的硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃的制作方法
【专利说明】包含氧化挪的娃酸裡玻璃陶瓷和娃酸裡玻璃
[0001] 本发明涉及硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包 含氧化铷并且其特征在于在特别是9. 0至14. 0 *10 6K 1的宽范围内可调节的线性热膨胀系 数，因此其主要适合于在牙科领域中用于镶饰氧化物陶瓷修复体和金属修复体。
[0002] 在牙科学中，通常使用陶瓷层来镶饰牙科修复体以使修复体的外观与天然牙齿的 外观匹配。这样的经镶饰的修复体也被称为饰面陶瓷。为了避免在待镶饰的修复体材料与 陶瓷层之间的应力，必须使陶瓷材料的热膨胀系数适应修复体材料的热膨胀系数。
[0003] 过去，玻璃陶瓷早已被用于涂覆或镶饰氧化物陶瓷，如氧化锆陶瓷。这些包括长石 基陶瓷或氟磷灰石玻璃陶瓷。
[0004] 焦硅酸锂玻璃陶瓷也是已知的，由于其高的半透明度和非常好的机械性能，其被 特别用于牙科领域并且主要用于生产牙冠和小的齿桥。已知的硅酸锂玻璃陶瓷通常包含 Si0 2、Li20、A1203、Na20或K 20作为主要组分，和成核剂如P205。
[0005] EP 0 885 855 A2和EP 0 885 856 A2描述了含有磷灰石的玻璃陶瓷，所述含有 磷灰石的玻璃陶瓷具有卓越的光学和化学性能并且强度在1 lOMPa左右，其适合于镶饰Zr02 框架。
[0006] W0 2004/021921 A1描述了用于镶饰Zr02的玻璃，但该玻璃仅具有低的强度。
[0007] EP 1 253 116 A1描述了用于镶饰金属框架的硅酸锂玻璃与白榴石晶体的混合 物。该玻璃也仅具有不足的强度。
[0008] W0 2012/082156 A1描述了用于镶饰金属框架的硅酸锂产品，该产品的膨胀系数 CTE1Q。4赃为I 2至I3. 5 ? 10 6K 1并且其强度高达3〇OMPa〇
[0009] EP 2 377 831 A1描述了含有Zr02的硅酸锂玻璃陶瓷。所述玻璃陶瓷的膨胀系数 不适于镶饰金属框架。
[0010] 为了使牙科玻璃陶瓷能够被用于镶饰全部范围的惯用修复体材料，如从牙科金属 和合金到氧化物陶瓷，其膨胀系数必须在宽范围内可调节。此外，玻璃陶瓷就它们的光学和 机械性能而言必须满足高要求，特别是必须具有非常高的强度。
[0011] 已知的玻璃陶瓷和玻璃通常不满足对在宽范围内可调节的热膨胀系数和对足够 强度的要求。此外，对于已知的玻璃陶瓷，碱土金属氧化物BaO以及碱金属氧化物K 20和/ 或Na20通常作为必要组分存在，所述必要组分在此对于生产玻璃陶瓷，特别是对于形成通 常寻求的焦硅酸锂主晶相是明显需要的。
[0012] 因此，需要这样的硅酸锂玻璃陶瓷，其中线性热膨胀系数CTE1M4arc在宽范围内， 特别是在9.0至14. 0 ? 10 l1范围内，优选地在9. 6至12. 8 ? 10 l1范围内是可调节的。 此外，它们还应能够在没有之前被认为是必要的碱金属氧化物1(20或Na 20的情况下，以及特 别是在没有碱土金属氧化物Ba0的情况下制备，并且主要基于它们的光学和机械性能，它们 特别适合于镶饰包括氧化物陶瓷修复体和金属修复体的牙科修复体。
[0013] 该目的通过使用根据权利要求1至14中任一项所述的硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂 玻璃来实现。本发明的主题还为根据权利要求15至20所述的方法、根据权利要求21所述 的复合材料、根据权利要求22所述的硅酸锂玻璃陶瓷和根据权利要求23所述的硅酸锂玻 璃。
[0014] 根据本发明的用途的特征在于，使用硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃涂覆选自氧化 物陶瓷、金属和合金的基底，所述硅酸锂玻璃陶瓷或硅酸锂玻璃包含以下组分：
[0015]
[0016] 已经出人意料地显示出，根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷具有在特别是9.0至 14. 0 ? 10 l1，优选为9. 6至12. 8 ? 10 l1的宽范围内可容易地调节的线性热膨胀系数 CTE1M 4are，并且另外具有卓越的光学和机械性能，如高强度和断裂韧性。因此，该玻璃陶瓷 既适合于涂覆氧化物陶瓷，又适合于涂覆金属和合金。特别出人意料的是，即使在没有对于 常规玻璃陶瓷而言认为是必要的各种组分，如特别是K 20、Na20和BaO的情况下，也成功形成 了以硅酸锂和/或焦硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷。根据本发明的玻璃陶瓷的形成也可以 通过使用根据本发明的硅酸锂玻璃来实现，所述硅酸锂玻璃相当于硅酸锂玻璃陶瓷的前体 并且可以在施加至基底之前、期间或之后被转变成硅酸锂玻璃陶瓷。
[0017] 优选的是，根据本发明使用的硅酸锂玻璃陶瓷和根据本发明使用的硅酸锂玻璃包 含给定量的至少一种并且优选地全部以下组分：
[0018]
[0019] 其中所述过渡金属氧化物选自钇的氧化物、原子序数为41至79的过渡金属的氧 化物以及这些氧化物的混合物。
[0020] 优选地，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含58. 0至72. 0,特别是60. 0至 71. 0 以及优选为 63. 0 至 70.0 wt. -% 的 Si02。
[0021] 还优选的是，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含14. 4至17. 5,特别是14. 5至 17. 0以及特别优选为14. 8至16. Owt. -%的Li20。
[0022] 在一个优选的实施方案中，3102与Li 20的摩尔比为2. 0至3. 0,特别是2. 2至2. 6， 优选为2. 3至2. 5以及特别优选为约2. 4。在另一个优选的实施方案中，5102与Li 20的摩 尔比小于2. 0,特别是1. 5至1. 9,优选为1. 6至1. 8以及特别优选为约1. 7。
[0023] 优选的是，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含3. 7至7. 7wt. -%，特别是5. 1 至7. 7wt. -%以及优选为6. 1至7. 4wt. -%的Rb20。
[0024] 还优选的是，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含2. 5至4. Owt. - %，特别是 3. 0 至 3. 5wt. - % 以及优选为 3. 2 至 3. 4wt. - % 的 A1203。
[0025] 优选地，Rb20与A1203的摩尔比为至少0. 1，特别是0. 2至2. 0,优选为0. 25至1. 25 以及特别优选为0.5至1.0。
[0026] 优选地，所述玻璃和玻璃陶瓷包含3. 2至4. 5wt. -%，特别是3. 4至4. Owt. -%的 PA作为成核剂。
[0027] 此外，根据本发明使用的硅酸锂玻璃陶瓷和根据本发明使用的硅酸锂玻璃还可以 包含附加组分，所述附加组分特别选自另外的一价元素的氧化物、二价元素的氧化物、另外 的三价元素的氧化物、另外的四价元素的氧化物、另外的五价元素的氧化物、六价元素的氧 化物、熔融加速剂、着色剂和荧光剂。在一个优选实施方案中，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸 锂玻璃包含的附加组分的量为〇至20.0 wt. -%，特别是0. 1至10.0 wt. -%，优选为0. 5至 7. 5wt. -%以及最优选为1. 0至5. Owt. -%。
[0028] 术语"另外的一价元素的氧化物"是指除了 Li20和Rb20以外的一价元素的氧化物， 特别是碱金属氧化物。适合的另外的一价元素的氧化物的实例为Na 20、K20、Cs20及其混合 物，特别是Na20、K 20及其混合物。
[0029] 在一个实施方案中，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含0. 1至2. Owt. -%，特 别是0. 2至1. 5wt. -%，优选为0. 3至1. 4wt. -%以及特别优选为0. 5至1. Owt. -%的Na20。 在另一实施方案中，所述硅酸锂玻璃陶瓷和硅酸锂玻璃包含〇.