口腔材料学教学 口腔修复陶瓷材料.ppt
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1、四川大学华西口腔医学院 口腔材料学教研室 李 伟,第十三章 口腔修复陶瓷材料,1,无 机 非 金 属 材 料,无机胶凝材料,天然矿物材料,玻 璃,氧化物陶瓷,非氧化物陶瓷,2,无机胶凝材料:水泥,石膏,石灰等(有机胶凝材料:沥青,树脂等) 天然矿物材料:来源于矿物或岩石,改造但不改变其理化性质直接应用的材料,如大理石,石棉,什么是玻璃? 物质的三种聚集状态:气、固、液态 固态和液态又存在两种:晶态、非晶态 玻璃是具有非晶态结构的固体材料 玻璃内的原子排列和液体相似,又被称作“固态液体” 制作玻璃一般需要快速冷却,让原子来不及有序排列形成结晶。,内 容,陶瓷材料概述 金属烤瓷材料 全瓷材料:烧结
2、全瓷材料 热压铸全瓷材料 粉浆堆涂玻璃渗透全瓷材料 切削成型全瓷材料 成品义齿瓷牙,5,第一节 陶瓷材料相关知识 Introduction to ceramic materials,一、陶瓷简介 二、陶瓷的结构 三、普通陶瓷 四、特种陶瓷 五、陶瓷的性能,6,一、陶瓷简介,粉体,坯体,陶瓷,1.陶瓷的定义 以粘土、长石、石英为主要原料, 经过粉碎、混炼、成型、煅烧等制作的产品。,广义陶瓷:用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料。,7,8,2. 历史,陶瓷是我国古代劳动人民的伟大发明之一。 china:陶瓷;中国 china: 昌南镇(北宋后改为景德镇),8,陶和瓷是一回事吗?,陶(potter
3、y, earthware):历史约11.5万年,世界各地共同起源,坯料普通粘土,烧结温度低于1000度 瓷(china, ceramic):历史约3000年,起源于中国(景德镇?郑州?),坯料高岭土(特殊粘土,又叫瓷土),烧结温度高于1200度,SiO2 Al2O3 R2O+RO 6575 730 433,3.普通陶瓷的主要化学组成(质量%),10,11,4.陶瓷的结构,离子晶体-以离子键结合的晶体。金属氧化物。 MgO、Al2O3、ZrO2 共价晶体-以共价键结合的晶体。 金刚石、SiC、Si3N4、BN,12,陶瓷材料的相组成,陶瓷一般是多相多晶材料。由晶体相、玻璃相、气相组成。(陶瓷的三
4、相结构),12,13,一、晶体相 陶瓷材料最主要的组成相 主晶相 氧酸盐(硅酸盐、钛酸盐)、氧化物、非氧化物,13,14,二、玻璃相,玻璃相是陶瓷材料的原子不规则排列的组成部分,其结构类似于玻璃。 积极作用:填充晶体之间的空隙,提高材料的致密度;降低烧结温度;阻止晶型转变、抑制晶粒长大。 不利影响:降低陶瓷强度和耐热性能。,15,云母玻璃陶瓷中的玻璃相,16,三、气相,陶瓷气孔主要是坯体各成分在加热过程中发生物理、化学作用所生成的空隙。 气孔对陶瓷的机械性能是不利的,它降低材料的强度,是造成裂纹的根源。但对降低陶瓷比重,增加吸水性,促进细胞生长等有利。,17,二硅酸锂玻璃陶瓷中的气孔,植骨用多
5、孔陶瓷,18,日用瓷 建卫瓷 工业瓷,三、普通陶瓷 (traditional ceramics),普通陶瓷,以天然硅酸盐(粘土、石英、长石)为原料烧成的制品。,普通陶瓷的分类,19,1.日用瓷,餐具瓷,茶具瓷,20,2.建卫瓷,建筑瓷,卫浴瓷,21,3.工业瓷,电瓷绝缘子,微孔陶瓷,22,四、特种陶瓷 (advanced ceramics),结构陶瓷 功能陶瓷,以非硅酸盐类化合物或人工合成化合物为原料烧成的制品。,特种陶瓷,特种陶瓷的分类,23,氧化物结构陶瓷 Al2O3 ZrO2 碳化物结构陶瓷 SiC C 氮化物结构陶瓷 Si3N4,1.结构陶瓷,结构陶瓷的种类,24,特点: 化学稳定性好
6、、抗氧化性强、熔融温度高、高温强度高。,25,强度高、硬度高: 机械加工磨料、磨具 熔点高、抗腐蚀: 耐火材料 优良的化学稳定性: 坩埚 人体关节 优良的光学特性: 透光材料 纳蒸汽灯管,26,氧化铝坩埚,透明氧化铝,27,性能特点:高硬度、高的高温强度、高导热性、抗蠕变性好、抗酸和金属熔体、不抗碱,应用:高温结构材料 发动机、喷管等。,28,碳化硅陶瓷轴承,碳化硅耐腐蚀潜水泵部件,29,2.功能陶瓷,功能陶瓷的种类,光学陶瓷: 光纤 激光晶体材料 生物陶瓷: 人工关节 口腔陶瓷,30,光学陶瓷,光纤陶瓷插芯,掺钕钇铝石榴石陶瓷 (Nd:YAG)激光材料,31,生物陶瓷,人工关节,口腔陶瓷,陶
7、瓷在口腔医学中的应用,29,口腔修复用陶瓷材料的种类,30,第二节 金属烤瓷材料 porcelain-fused-to-metal,34,概述 烤瓷粉 烤瓷合金 金瓷结合 制作步骤,一、概 述,1.概念 烤瓷熔附金属修复体也称金属烤瓷冠或桥(porcelain-fused-to-metal crown and bridge) ,是由低熔瓷粉熔附到金属基底冠上的金-瓷复合结构( ceramic-metal system ) 。 低熔瓷粉就是金属烤瓷材料,又叫金属烤瓷粉。,35,2. 金属烤瓷冠的结构,36,1940年 Woolson提出在金属 上烧结陶瓷的想法。 1950S,解决了金瓷匹配。,1
8、774年 法国的Duchateau采用陶瓷制作义齿,3.历史及发展,历史,37,发展 1956年 美国 低熔烤瓷与金合金联合制成混合冠 形态好,表面光洁,精度高; 大气中烧结气孔多,美观差,强度低 1960S 真空烧结技术运用,美观好,强度高 随后 非贵金属的使用极大普及 镍铬合金、纯钛、钛合金、钴铬合金 1970年代末 我国开始自行研制 1980年代 我国逐步开展此项业务,38,4.特点 (1). 兼有金属全冠的强度和瓷的美观 (2). 颜色、外观、质感逼真,色泽稳定 (3). 表面光滑,耐磨性强 (4). 不易变形,抗折力强 (5). 具有一定的耐腐蚀性 (6). 属“长久性”修复体,39
9、,5. 应用现状,应用广泛,是牙体、牙列缺损常见的修复形式。,40,二、烤瓷粉 (ceramics for porcelain-fused-to-metal),金属烤瓷修复工艺中使用的陶瓷材料是以瓷粉的形态供货的,所以一般被称为齿科烤瓷粉(dental porcelain powder)。,41,(一) 组成 齿科烤瓷粉(简称烤瓷粉)是由长石、石英、陶土的混合物经烧结、粉碎后制备而成。 烤瓷粉中主要包括三种不同使用功能的瓷粉: 遮色瓷(opaque)、 体瓷(body )或本质瓷(dentine)、 釉质瓷(enamel)。,42,长 石,长石为造岩矿物,化学成分为不含水的碱金属与碱土金属铝硅
10、酸盐,主要是钾、钠、钙和少量钡的铝硅酸盐。 口腔陶瓷中的长石为钠长石与钾长石的混合物,作为熔剂使用,是形成玻璃相的主要成分。 烧结中大部分长石形成玻璃质,少部分与其它金属氧化物形成白榴石晶体,起改善金瓷结合,提高强度的作用。 白榴石:Na2OAl2O34SiO2,Na2OAl2O36SiO2 K2OAl2O3 6SiO2,长石,43,表 两种齿科烤瓷粉的化学成分,44,45,以上各种金属烤瓷粉在组成及含量范围上的差异,形成各层瓷的特点。如遮色瓷应具备良好的遮盖底层金属色的作用,而且它与底层金属直接接触,对于金属和陶瓷的结合特别重要。 根据这两方面的特殊要求,在其基本组成中,一般降低SiO2含量
11、,而增加SnO2、ZrO2和TiO2等氧化物的含量,既达到遮色效果,又有利于与金属的结合。,46,(二)特性 具有天然牙的色泽 能够遮盖金属基底冠的颜色 具有良好的可操作性 与金属形成机械、化学结合,47,(三)机械和物理性能,48,三、烤瓷合金 (Alloys for porcelain-fused-to-metal),(一)分类: 贵金属与非贵金属 贵金属是指在口腔潮湿环境中耐腐蚀、耐氧化的金属,包括金(Au)、铂(Pt)、铱(Ir)、锇(Os)、钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)等。因为银(Ag)在口腔内容易腐蚀,所以未将银包括在内。 贵金属在加热铸造、焊接过程中能保持良好的色泽,并且有
12、优良的抗氧化和抗腐蚀性能,是比较理想的口腔用金属材料。,49,(二) 贵金属合金 合金中一种或几种贵金属总含量不小于25%的合金属于贵金属合金。 1) 金合金( gold alloys) 金铂钯合金 Au-Pt-Pd 金钯合金Au-Pd 金钯银合金 Au-Pd-Ag 2) 钯合金 钯银合金 Pd-Ag 钯铜合金 Pd-Cu (三) 非贵金属合金 1) 镍铬合金 Ni-Cr 2) 钴铬合金 Co-Cr 3) 纯钛和钛合金,50,(一) 金属烤瓷材料与金属的结合形式 1. 机械结合 金属表面粗化形成凹凸不平表面。,四、 金瓷结合,51,2. 物理结合 主要是指两者之间的范德华力,即分子之间的吸引力
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