一种牙科复合陶瓷材料及制备方法

背景技术：

1、牙科氧化锆陶瓷因相变增韧机制具有优异的机械性能，由于化学性质稳定和生物相容性良好，可作为牙科修复材料安全使用，是应用最广泛的牙体牙列缺损修复材料之一。但氧化锆通透性较差，直接应用往往无法满足患者对修复体的美学需求，目前常用修复方式是以致密烧结的氧化锆作为修复体基底，提供强度支撑，在其表面熔覆具有优异光学通透性的饰瓷以提升美学效果。然而由于饰瓷自身强度较低且与氧化锆结合效果不佳，造成使用过程中易出现饰瓷的崩裂或剥脱，导致较高的临床修复失败率。

2、与氧化锆相比，二硅酸锂玻璃陶瓷具有可媲美饰瓷的光学特性，能够满足修复体对于美学性能的需求，而无需在表面熔覆饰瓷即可直接用于前牙美学修复。同时由于二硅酸锂玻璃陶瓷具有远高于饰瓷的强度，可有效避免使用过程中出现崩裂和剥脱。但是与氧化锆相比，二硅酸锂玻璃陶瓷的机械性能仍不足以制作多单位修复体，目前主要用于单冠的修复，因此多单位修复体目前仍需氧化锆作为基底提供可靠的强度支撑。

3、综上，若能将二硅酸锂玻璃陶瓷与氧化锆陶瓷进行复合，则能实现氧化锆优异机械性能与二硅酸锂玻璃陶瓷良好光学性能的结合，获得兼具强度和美学性能的牙科复合陶瓷材料，但由于氧化锆化学性能稳定，且两者制备方案、工艺等差异较大，目前尚无此复合陶瓷材料相关报道。

技术实现思路

1、本申请提供了一种牙科复合陶瓷材料及制备方法，以解决现有牙科氧化锆陶瓷美学性能不佳、饰瓷易崩裂剥脱和二硅酸锂玻璃陶瓷强度不足等技术问题。

2、第一方面，本申请提供了一种牙科复合陶瓷材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

3、将氧化锆粉与正硅酸乙酯溶液进行混合，后进行烘干压制成块和高温烧结，得到致密氧化锆；

4、采用锂基玻璃粉对所述氧化锆进行高温渗透，后进行两阶段热处理，使存留于氧化锆表面及渗入表层的硅锂玻璃晶化形成二硅酸锂晶体，得到牙科复合陶瓷材料；

5、其中，所述牙科复合陶瓷材料包括氧化锆层、二硅酸锂玻璃陶瓷层和氧化锆层与二硅酸锂玻璃陶瓷层之间成分渐变的复合层。

6、进一步地，将氧化锆粉与正硅酸乙酯溶液进行混合，后进行烘干压制成块和高温烧结，得到致密氧化锆的步骤包括以下过程：

7、将水、乙醇、重量浓度为28％的氨水、氧化锆粉进行混合，磁力搅拌1～2h，转速为200～300r/min，得到混合液；

8、将正硅酸乙酯按照质量比1：3～30加入所述混合液中，磁力搅拌5～7h后烘干得到混合粉末；

9、采用压片机将所述混合粉末于压强为20～80mpa下进行压制成形，然后在高温电炉中加热至1400～1500℃后保温1～3h，得到致密氧化锆。

10、进一步地，所述水、所述乙醇、所述重量浓度为28％的氨水和所述氧化锆粉的质量比为1：5：6：4。

11、进一步地，所述温电炉中的加热温度为1450℃，保温时间为2h。

12、进一步地，采用锂基玻璃粉对所述氧化锆进行高温渗透，后进行两阶段热处理，使存留于氧化锆表面及渗入表层的硅锂玻璃晶化形成二硅酸锂晶体，得到牙科复合陶瓷材的步骤包括以下过程：

13、将锂基玻璃粉和去离子水按照重量比为1:(1.5～2.5)进行混合调成浆状，以0.1g/cm2～0.4g/cm2堆覆于所述致密氧化锆的表面，加热至1200～1500℃后保温1～3h，高温渗透结束后进行冷却，得到氧化锆-硅锂玻璃复合材料；

14、将所述氧化锆-硅锂玻璃复合材料从室温升至600～750℃后保温1～3h，再升温至800～950℃后保温1～3h，使存留于氧化锆表面及渗入表层的硅锂玻璃晶化形成二硅酸锂晶体，得到牙科复合陶瓷材料。

15、进一步地，所述锂基玻璃粉中li:si为2:1。

16、进一步地，所述高温渗透的温度为1300℃，时间为2小时。

17、第二方面，本申请提供了一种牙科复合陶瓷材料，所述牙科复合陶瓷材料是采用第一方面任一项所述的制备方法制得。

18、与现有材料相比，本发明至少具有以下有益效果：

19、1.美学：二硅酸锂玻璃陶瓷层光学性能远优于纯氧化锆陶瓷，与饰瓷相当，因此无需在复合陶瓷材料表面熔覆饰瓷即可满足修复体的美学需求。

20、2.强度：牙科复合陶瓷材料中二硅酸锂玻璃陶瓷层具有远高于饰瓷的力学性能，可有效避免饰瓷强度不足导致的修复体崩瓷，同时氧化锆层满足了多单位修复体的强度需求。

21、3.结合强度：氧化锆层与二硅酸锂玻璃陶瓷层之间形成较大范围的过渡层，不存在界面，具有更高的结合力，可有效避免出现氧化锆-饰瓷之间因结合力不足导致的饰瓷剥脱。

22、综上所述，本发明公开了一种兼具氧化锆优异机械性能与二硅酸锂玻璃陶瓷良好光学性能的新型牙科陶瓷材料，具有巨大应用潜力。

技术特征：

1.一种牙科复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的牙科复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，将氧化锆粉与正硅酸乙酯溶液进行混合，后进行烘干压制成块和高温烧结，得到致密氧化锆的步骤包括以下过程：

3.根据权利要求2所述的牙科复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述水、所述乙醇、所述重量浓度为28％的氨水和所述氧化锆粉的质量比为1：5：6：4。

4.根据权利要求2所述的牙科复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述高温电炉中的加热温度为1450℃，保温时间为2h。

5.根据权利要求1所述的牙科复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，采用锂基玻璃粉对所述氧化锆进行高温渗透，后进行两阶段热处理，使存留于氧化锆表面及渗入表层的硅锂玻璃晶化形成二硅酸锂晶体，得到牙科复合陶瓷材的步骤包括以下过程：

6.根据权利要求4所述的牙科复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述锂基玻璃粉中li:si为2:1。

7.根据权利要求4所述的牙科复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述高温渗透的温度为1300℃，时间为2小时。

8.一种牙科复合陶瓷材料，其特征在于，所述牙科复合陶瓷材料是采用权利要求1～7任一项所述的制备方法制得。

技术总结
本发明公开了一种牙科复合陶瓷材料及制备方法，涉及牙科陶瓷材料技术领域，所述制备方法包括以下步骤：将氧化锆粉与正硅酸乙酯溶液进行混合，后进行烘干压制成块和高温烧结，得到致密氧化锆；采用锂基玻璃粉对所述氧化锆进行高温渗透，后进行两阶段热处理，使存留于氧化锆表面及渗入表层的硅锂玻璃晶化形成二硅酸锂晶体，得到牙科复合陶瓷材料。本发明的牙科复合陶瓷材料同时具备氧化锆陶瓷的优异机械性能和二硅酸锂玻璃陶瓷的良好光学性能，相比于传统氧化锆‑饰瓷双层结构在界面处较弱的结合力及饰瓷较低的强度，此材料中氧化锆与二硅酸锂玻璃陶瓷之间形成大范围复合，不存在界面，结合力更高，是一种具有巨大应用潜力的新型牙科陶瓷材料。

技术研发人员：王富,周明,牛丽娜,李佳乐,张晓钰,赵喆,唐恺,闫志琦,陈静
受保护的技术使用者：中国人民解放军空军军医大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19