口腔陶瓷材料.ppt

陶瓷（陶瓷（ceramic,porcelain)概念已扩大到整个概念已扩大到整个无机非金属材料，即以氧化物、氮化物、碳化无机非金属材料，即以氧化物、氮化物、碳化物等为原料制成的无机固体材料。物等为原料制成的无机固体材料。硬度高硬度高 耐磨性好耐磨性好 化学性能稳定化学性能稳定 广泛应用于口腔领域广泛应用于口腔领域 生物性能好生物性能好 着色性能好着色性能好 烤瓷及金属烤瓷烤瓷及金属烤瓷 铸造陶瓷铸造陶瓷 种植陶瓷种植陶瓷 陶瓷牙陶瓷牙 第一节、第一节、概概 述述 瓷 陶 口腔陶瓷材料的结构与性能口腔陶瓷材料的结构与性能（一）（一）陶瓷材料的结构陶瓷材料的结构(相组成相组成)陶瓷材料的显微结构通常由三种不同的陶瓷材料的显微结构通常由三种不同的相组成，即相组成，即晶相晶相、玻璃相玻璃相和和气相气相。晶体相：晶体相：立方立方、四方四方、六方晶系六方晶系，据晶据晶体相的性质及数量不同体相的性质及数量不同，陶瓷的机械性陶瓷的机械性能和光学性能不同能和光学性能不同。玻璃相玻璃相（无定型相无定型相）:非晶态结构的低非晶态结构的低熔点固体熔点固体。玻璃相增加玻璃相增加，透明性增加透明性增加，抗裂纹扩展减低抗裂纹扩展减低。气相气相:气孔率气孔率、气孔尺寸分布气孔尺寸分布、气孔形气孔形态对陶瓷性能有明显影响态对陶瓷性能有明显影响。（二）结合键：（二）结合键：离子键离子键无方向性，键强度较高，组成的无方向性，键强度较高，组成的陶瓷强度高、硬度高，但脆性也大。陶瓷强度高、硬度高，但脆性也大。共价键共价键具有方向性和饱和性，因此共价具有方向性和饱和性，因此共价晶体中原子的堆积密度较小。共价晶体键晶体中原子的堆积密度较小。共价晶体键强度较高，且有稳定的结构，这类陶瓷熔强度较高，且有稳定的结构，这类陶瓷熔点高、硬度高、脆性大、热胀系数小。点高、硬度高、脆性大、热胀系数小。口腔陶瓷多为混合键结合。口腔陶瓷多为混合键结合。（三）物理性能：见下表。（三）物理性能：见下表。口腔陶瓷材料主要物理性能口腔陶瓷材料主要物理性能 密度密度 2.4(g/cm3)光透过率光透过率 50%(2mm板板)热胀系数热胀系数 610-6810-6 线收缩率线收缩率 13%70%热导率热导率 0.042(J/cm.s.)体积收缩率体积收缩率 35%50%吸水率吸水率 0%2%口腔陶瓷材料是口腔陶瓷材料是热的绝缘体热的绝缘体，热胀系数，热胀系数与牙体接近。但口腔陶瓷材料在烧结制与牙体接近。但口腔陶瓷材料在烧结制作过程中，存在较大的作过程中，存在较大的体积收缩体积收缩而影响而影响修复体的精度，需采取必要的措施，如修复体的精度，需采取必要的措施，如烧结前尽量除去水份、振荡、压缩成型，烧结前尽量除去水份、振荡、压缩成型，以及真空烧结等防止或减小其收缩以及真空烧结等防止或减小其收缩。影响陶瓷材料透明性的主要原因是影响陶瓷材料透明性的主要原因是陶瓷内存在陶瓷内存在的气孔的气孔。陶瓷粉颗粒越细，气孔越小，越致密，。陶瓷粉颗粒越细，气孔越小，越致密，颗粒间的接触面积越大，但在光散射作用下透颗粒间的接触面积越大，但在光散射作用下透明度反而降低，因此采用适当的颗粒度可调整明度反而降低，因此采用适当的颗粒度可调整光透过率。对于含有石英等折光率较大原料的光透过率。对于含有石英等折光率较大原料的材料，可添加一些折光率较小的成分，如白榴材料，可添加一些折光率较小的成分，如白榴石、长石等，可以提高透明性。石、长石等，可以提高透明性。（四）机械性能（四）机械性能 口腔陶瓷材料的主要机械性能见下表。口腔陶瓷材料的主要机械性能见下表。口腔陶瓷材料主要机械性能口腔陶瓷材料主要机械性能 压缩强度压缩强度(Mpa)3453000 弯曲强度弯曲强度(Mpa)551300 拉伸强度拉伸强度(Mpa)24.837.4 努氏硬度努氏硬度(Mpa)46005910 口腔陶瓷材料是一种口腔陶瓷材料是一种脆性脆性材料材料(不出现塑性变形阶段不出现塑性变形阶段)（五）（五）化学性能化学性能 口腔陶瓷是口腔材料中化学性能口腔陶瓷是口腔材料中化学性能最稳定最稳定的的材料，均可耐受许多化学物质的作用而不材料，均可耐受许多化学物质的作用而不发生变化，长期在口腔环境条件下，对各发生变化，长期在口腔环境条件下，对各种食物、饮料、唾液、体液、微生物及其种食物、饮料、唾液、体液、微生物及其酶的作用，不会产生变质、变性。酶的作用，不会产生变质、变性。（六）（六）生物性能生物性能 口腔陶瓷材料具有较好的生物学性能，在口腔陶瓷材料具有较好的生物学性能，在口腔内使用口腔内使用安全、无毒安全、无毒。特别是生物陶瓷，。特别是生物陶瓷，更应具有生物相容性。更应具有生物相容性。（七）（七）审美性能审美性能 由于口腔陶瓷材料的着色性能好，表面光由于口腔陶瓷材料的着色性能好，表面光泽度高，又具有透明和半透明性，能恢复泽度高，又具有透明和半透明性，能恢复牙体组织的天然色彩。牙体组织的天然色彩。20色系比色板色系比色板 比色板比色板 1、可据熔点可据熔点、应用应用、制造技术或晶体相分类制造技术或晶体相分类。（一一）按熔点按熔点 高熔陶瓷：高熔陶瓷：13151370，人工牙人工牙 中熔陶瓷：中熔陶瓷：10901260，人工牙人工牙 低熔陶瓷：低熔陶瓷：8701060，烤瓷全冠烤瓷全冠 超低熔陶瓷超低熔陶瓷 870 ，钛合金的熔附钛合金的熔附。口腔陶瓷材料的分类及制品的制备口腔陶瓷材料的分类及制品的制备（二二）按应用按应用 1.烤瓷烤瓷 porcelain：传统烤瓷和金属烤瓷：传统烤瓷和金属烤瓷，用于烤瓷全冠修复体或金属烤瓷冠修复体用于烤瓷全冠修复体或金属烤瓷冠修复体 2.全瓷修复材料全瓷修复材料 all-ceramic material：用用于美观需要的全瓷冠于美观需要的全瓷冠、嵌体嵌体、高嵌体高嵌体、贴面贴面 3.陶瓷牙陶瓷牙ceramic teeth 4.种植陶瓷种植陶瓷implant ceramic （三）按临床使用部位分类：植入体内、非植入体内 （四）按 成 分 结 构：单纯陶瓷、陶瓷基复合材料 2.口腔陶瓷材料（陶瓷粉）的制备口腔陶瓷材料（陶瓷粉）的制备 采用天然或人工合成的材料作为原采用天然或人工合成的材料作为原材料，经高温熔融、淬冷、粉碎及材料，经高温熔融、淬冷、粉碎及混合等工艺制备成陶瓷粉。混合等工艺制备成陶瓷粉。口腔陶瓷制品的制备口腔陶瓷制品的制备 1烧结烧结 将初步烧结的陶瓷粉在低于熔点的温度下加热，将初步烧结的陶瓷粉在低于熔点的温度下加热，获得致密高强度的结晶过程。获得致密高强度的结晶过程。烧结是陶瓷制品制备最关键的工艺环节，它决定烧结是陶瓷制品制备最关键的工艺环节，它决定了最终制品的性能。烧结过程通常伴随有气孔减少和了最终制品的性能。烧结过程通常伴随有气孔减少和体积收缩的变化。体积收缩的变化。2.表面涂层表面涂层 表面涂层是采用一定的工艺手段，将某种材料均匀、表面涂层是采用一定的工艺手段，将某种材料均匀、等厚、紧密结合在另一种基底材料上的技术。常采用高等厚、紧密结合在另一种基底材料上的技术。常采用高温熔烧、等离子喷涂、热扩散、气相沉积、离子注入、温熔烧、等离子喷涂、热扩散、气相沉积、离子注入、溅射、真空镀膜等工艺进行涂层。烤瓷熔附金属修复体溅射、真空镀膜等工艺进行涂层。烤瓷熔附金属修复体的制作，就是采用这种工艺方法。的制作，就是采用这种工艺方法。3.铸造铸造 将陶瓷材料熔融后注入铸模内，再冷却成预制体，将陶瓷材料熔融后注入铸模内，再冷却成预制体，再在特定的温度下经过结晶化处理，析出结晶相而瓷化，再在特定的温度下经过结晶化处理，析出结晶相而瓷化，使材料获得足够强度。经过结晶化处理后进行铸造的陶使材料获得足够强度。经过结晶化处理后进行铸造的陶瓷材料称为铸造陶瓷材料。目前多采用玻璃陶瓷进行铸瓷材料称为铸造陶瓷材料。目前多采用玻璃陶瓷进行铸造，其铸造工艺一般采用熔模铸造法或称为失蜡铸造法。造，其铸造工艺一般采用熔模铸造法或称为失蜡铸造法。几类口腔陶瓷材料的特征几类口腔陶瓷材料的特征（一）长石质陶瓷（一）长石质陶瓷 结构特点：以长石为主要原料，配以石英、白陶土及结构特点：以长石为主要原料，配以石英、白陶土及少量硼砂和着色剂。少量硼砂和着色剂。少量助熔剂用以降低陶瓷的熔点。少量助熔剂用以降低陶瓷的熔点。生物学性能良好，可作为烤瓷粉的材料以及制备成品生物学性能良好，可作为烤瓷粉的材料以及制备成品陶瓷牙、陶瓷牙面等。陶瓷牙、陶瓷牙面等。（二）玻璃陶瓷（二）玻璃陶瓷 结构特点：是玻璃经微晶化处理制得的多晶固体。结构特点：是玻璃经微晶化处理制得的多晶固体。与玻璃的不同处在于，玻璃是由无定形或非晶态的与玻璃的不同处在于，玻璃是由无定形或非晶态的玻璃相组成，而玻璃陶瓷则是由一种或数种结晶相玻璃相组成，而玻璃陶瓷则是由一种或数种结晶相和残存玻璃相组成。和残存玻璃相组成。与人体牙、骨成分相近，可作为植入人体材料，也与人体牙、骨成分相近，可作为植入人体材料，也可作为烤瓷材料、可磨削陶瓷材料和铸造陶瓷材料可作为烤瓷材料、可磨削陶瓷材料和铸造陶瓷材料使用。使用。（三）氧化铝陶瓷（三）氧化铝陶瓷 结构特点：分为多晶氧化铝陶瓷和单晶氧化铝陶瓷。结构特点：分为多晶氧化铝陶瓷和单晶氧化铝陶瓷。生物学性能：单晶氧化铝表面存在一层水化膜，使其生物学性能：单晶氧化铝表面存在一层水化膜，使其亲水性好。亲水性好。a a-Al2O3增多瓷体的性能逐渐提高。增多瓷体的性能逐渐提高。作为人工牙根种植体作为人工牙根种植体 氧化铝渗透玻璃陶瓷氧化铝渗透玻璃陶瓷 全瓷冠全瓷冠（四四）氧化）氧化锆锆陶瓷陶瓷 二氧化锆全瓷牙是近几年才开展的一种高科技的美容修复牙齿的方法，是通过计算机辅助设计、激光扫描、再由计算机程序控制研磨制作而成的。具有良好半透明外观、密度和强度很高，可以解决全瓷系统不能做长桥的问题。全瓷牙具有完美密合的边缘、无牙龈炎症现象、对X线无任何阻挡等特点，生物相容性优于各种金属内冠，在临床上可得到持久的修复效果。几种口腔陶瓷材料的物理机械性能几种口腔陶瓷材料的物理机械性能 长石质陶瓷长石质陶瓷 玻璃陶瓷玻璃陶瓷 单晶氧化铝陶单晶氧化铝陶瓷瓷 密度密度（g/cm3）2.4 2.62.8 2.87 硬度硬度KH（MPa）3800 6170 5910 热胀系数热胀系数（10-6K-1）68 9.9 4.1 压缩强度压缩强度（MPa）345 350500 3000 弯曲强度弯曲强度（MPa）55 210250 2101300 弹性模量弹性模量（MPa）60000 10000 38500 二、金属烤瓷材料二、金属烤瓷材料 将陶瓷烧结在金属上，陶瓷的缺点就可以用韧性极好的金属给予补偿。用这种方法制成的修复体被称为金属烤瓷修复体 该技术称为烤瓷熔附金属工艺 在金属冠核表面熔附上线胀系数相匹配的瓷料在金属冠核表面熔附上线胀系数相匹配的瓷料，这种瓷料称为金属烤瓷材料，又称为金属烤，这种瓷料称为金属烤瓷材料，又称为金属烤瓷粉瓷粉 瓷层剥脱和瓷层断裂是烤瓷熔附金属失败的主要原因。（一）种类、组成和性能 1种类 与其它瓷粉区别 低温瓷粉 热膨胀系数必须与底层合金相匹配 底层瓷要求加入金瓷结合的氧化物以及遮挡颜色的不透明物质 2.组成 一般组成 根据修复分类不透明瓷（遮色瓷）体瓷（透明瓷、牙本质瓷）颈部瓷（龈瓷）釉瓷 3性能（二）金属烤瓷材料与金属的结合 金属烤瓷材料与金属之间的结合是PFM修复体成功的关键。1机械结合 金属基底冠经过粗化处理后，金瓷接触面积增大。2物理结合 湿润性越好，范德华力越大。表面光滑清洁，流动性好。3压力结合 热膨胀系数匹配。热膨胀系数是影响金瓷结合的重要因素 4化学结合 关键作用 （三）工艺步骤 1制备金属冠核 2金属底层冠瓷结合面的预处理 粗化处理 排气和预氧化 3涂瓷及烧结成型 第二节、烧结全瓷冠材料第二节、烧结全瓷冠材料（烤烤 瓷瓷 材材 料）料）一、概念和应用范围一、概念和应用范围 烤瓷是指在口腔修复治疗中，直接采用各烤瓷是指在口腔修复治疗中，直接采用各种粉状瓷料经过烧结制作陶瓷修复