含Ce磷酸鈣微晶玻璃與ZrO2的復(fù)合及性能研究.pdf

1、磷酸鈣微晶玻璃具有優(yōu)異的生物相容性和生物活性,但較差的力學(xué)性能限制了其在硬組織材料以及應(yīng)力集中區(qū)域的應(yīng)用,使其不能用于臨床應(yīng)用。而氧化鋯陶瓷材料不僅生物相容性好,且具有極高的力學(xué)性能,并對材料有很好的增韌作用。因此近年來磷酸鈣微晶玻璃/氧化鋯的復(fù)合陶瓷就成為了齒科材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),但復(fù)合陶瓷材料的顏色接近于白色,而天然牙齒屬于偏紅偏黃的色澤范圍。隨著人們對齒科材料性能及審美要求的提高,就要求人們制備出的復(fù)合材料顏色接近于天然牙齒范圍,

2、所以本實(shí)驗(yàn)將硝酸鈰鹽作為著色劑,然后用氧化鋯對微晶玻璃進(jìn)行增韌,使其達(dá)到實(shí)際的應(yīng)用效果。
　　本課題采用溶膠凝膠法合成了磷酸鈣微晶玻璃粉體,并將已合成的磷酸鈣微晶玻璃粉體與氧化鋯(ZrO2)粉體復(fù)合,壓片成型并燒結(jié)成瓷后,研究復(fù)合陶瓷材料的燒結(jié)性能和力學(xué)性能。分析燒結(jié)溫度、保溫時間和各物質(zhì)組成比例對磷酸鈣/氧化鋯復(fù)合材料力學(xué)性能的影響規(guī)律,綜合各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)確定合適的復(fù)合比例。然后通過溶膠凝膠法液相引入硝酸鈰制備出含Ce磷酸鈣微晶玻

3、璃粉體,并用XRD和SEM對其物相和形貌進(jìn)行表征。將其與氧化鋯復(fù)合、壓片成型并燒結(jié)成瓷后,分析燒結(jié)溫度以及Ce含量對材料物相、形貌、線收縮率、致密度和硬度的影響,綜合材料的燒結(jié)性能、硬度值以及摻入Ce后復(fù)合材料的顏色確定合適的Ce含量及組成比例。
　　通過對磷酸鈣/ZrO2復(fù)合陶瓷各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)綜合研究得出,氧化鋯含量為50％,此時材料最佳燒結(jié)溫度為1300℃,線收縮率達(dá)到最大值為18.04%,密度為3.34g·cm-3,抗彎強(qiáng)度為

4、530.74MPa,彈性模量為112.84GPa,斷裂韌性值為4.38MPa·m1/2。對含Ce磷酸鈣微晶玻璃粉體物相分析發(fā)現(xiàn),未見著色劑氧化物的衍射峰,隨Ce含量的增加,粉體的粒徑越大。含Ce復(fù)合陶瓷著色程度研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)Ce含量為3mol%-6mol%時,復(fù)合陶瓷的色澤范圍接近德國商用Vita陶瓷。氧化鋯含量為50wt%、磷酸鈣微晶玻璃粉體中Ce含量為3mol%的復(fù)合陶瓷在1300℃燒結(jié)時,線收縮率達(dá)到最大為14.46%,此時致密度為