粘結瓷粘結機制和對微弧氧化后鈦瓷結合影響的研究.pdf

1、目前鈦以其優(yōu)良的性能在口腔臨床得到日益廣泛的應用。但由于鈦瓷結合強度無法達到傳統(tǒng)烤瓷合金的金瓷結合水平，從而限制了鈦作為烤瓷合金在臨床的廣泛應用。研究表明，造成鈦瓷結合強度較低的主要原因有鈦的高溫氧化性和鈦瓷間熱膨脹系數的不匹配。為此各大瓷粉廠商紛紛推出了低熔點，低熱膨脹系數的純鈦專用瓷粉，期望解決鈦瓷結合強度較低的問題。與傳統(tǒng)瓷粉系統(tǒng)相比，鈦專用瓷粉系統(tǒng)首次引入了粘結瓷。在鈦瓷系統(tǒng)中，粘結瓷與鈦基底直接接觸，成為影響鈦瓷結合的重要因素

2、。但粘結瓷的作用尚存在一定爭議。微弧氧化技術可在鈦表面形成陶瓷性氧化膜，該膜與基底呈冶金結合，結合強度高。其內層致密，可阻止烤瓷過程中鈦基底繼續(xù)氧化；外層多孔，可增加與瓷的接觸面積；同時可通過調整電解液改變膜的性質和成分，增強與瓷粉的化學結合，是一種理想的中間層。以往研究表明微弧氧化處理可有效提高鈦瓷結合強度。以往的研究多集中于微弧氧化參數的調節(jié)，而鈦瓷結合的過程是鈦與鈦專用瓷粉之間相互作用的結果。目前市場上的鈦專用瓷粉之間有著較大的差

3、異，因此選擇適合微弧氧化使用的鈦瓷粉有著重要的意義。
　　本論文在對粘結瓷的粘結機制進行研究的基礎上，研究適合微弧氧化技術的鈦瓷系統(tǒng)。通過不同品牌粘結瓷作用的對比，探討不同粘結瓷對鈦瓷結合的影響及其作用機制；觀察粘結瓷對微弧氧化后金瓷結合的影響，分析粘結瓷在微弧氧化后的作用，篩選適合于微弧氧化技術的瓷粉。
　　方法：本實驗選用Super porcelain Ti22（Noritake日本），Duceratin Kiss（De

4、ntsply美國），Titankeramik（Vita德國）三種純鈦專用瓷粉。這三種瓷粉均為當前主要瓷粉廠商的主要產品，因此具有良好的代表性。通過SEM/EDS分析三種粘結瓷的微觀形貌和主要化學成分與含量，評價瓷粉基本理化性能。將純鈦試件噴砂處理后分別涂布上述三種瓷粉，每種瓷粉又分為涂布粘結瓷組和未涂布粘結瓷組。根據ISO9693標準，利用三點彎曲測試鈦瓷結合強度，作為主要評價指標；利用SEM/EDS觀察分析鈦瓷結合界面﹑鈦瓷分離面和氧

5、元素侵入鈦基底的范圍。結合瓷粉的化學成分，分析粘結瓷對鈦瓷結合的影響及其作用機制。
　　對鈦試件進行微弧氧化處理，電解液由去離子水和Na2SiO320g/l﹑NaOH2g/l配置而成。利用SEM/EDS分析鈦瓷結合界面和氧元素侵入范圍；分析三種粘結瓷對微弧氧化后鈦瓷結合的影響，篩選適合于微弧氧化的瓷粉。
　　結果：SEM觀察三種粘結瓷微觀形貌發(fā)現(xiàn)，三種粘結瓷粉粒度分布不均。瓷粉中既有十幾甚至幾十微米的大顆粒，也有幾個微米的小

6、顆粒存在。EDS分析瓷粉的化學成分發(fā)現(xiàn)，三種粘結瓷均是以SiO2為基質再混合以其他金屬氧化物熔制而成。但三種粘結瓷所含金屬氧化物的種類和相同種類氧化物的含量均存在較大差異，說明三種粘結瓷的性能存在差異。
　　噴砂后三種瓷粉涂布和未涂布粘結瓷組三點彎曲測試結果顯示，SuperTi22和DuceratinKiss兩種粘結瓷能夠顯著提高鈦瓷結合強度，Titankeramik涂布粘結瓷組結合強度略高于其未涂布組，但無統(tǒng)計學差異。說明三種粘

7、結瓷均能不同程度的提高鈦瓷結合強度。鈦瓷結合界面的SEM/EDS結果顯示，SuperTi22和DuceratinKiss涂布粘結瓷組鈦瓷結合緊密，無明顯孔隙，線掃描氧元素曲線在通過鈦瓷界面后迅速下降。說明這兩種粘結瓷具有良好的潤濕性，熔融時能形成完整的不透氣的保護膜，阻止氧元素向鈦基底的擴散。而Titankeramik涂布粘結瓷組鈦瓷界面有較多孔隙出現(xiàn)，氧元素曲線在通過鈦瓷界面后下降緩慢，提示氧元素在鈦基底有較大范圍的擴散，形成過厚的氧

8、化膜。同時，三種粘結瓷化學成分的差異提示鈦瓷間的化學結合存在較大差異。
　　鈦試件微弧氧化處理后與三種瓷粉的三點彎曲測試結果顯示，SuperTi22和DuceratinKiss兩種粘結瓷依然能夠顯著提高鈦瓷結合強度，Titankeramik涂布粘結瓷組鈦瓷結合強度略高于其未涂布組，但無統(tǒng)計學差異，說明粘結瓷在微弧氧化后依然能不同程度的發(fā)揮作用。其中，SuperTi22微弧氧化后涂布粘結瓷組顯示出良好的結合性能，較適合于微弧氧化技術

9、。鈦瓷結合界面SEM/EDS結果顯示，鈦瓷結合界面得到明顯改善，僅Titankeramik涂布和未涂布組可見少量孔隙。元素線掃描顯示，微弧氧化后涂布粘結瓷組對氧元素的擴散有良好的控制作用。
　　結論：三種粘結瓷化學成分存在較大差異，提示粘結瓷性能有較大差異。三種粘結瓷均可不同程度的提高鈦瓷結合強度。對鈦瓷結合改善的程度，與粘結瓷的潤濕性和與鈦基底不同的化學結合有關。粘結瓷在微弧氧化后依然能發(fā)揮增強鈦瓷結合的作用。而SuperTi2