[发明专利]一种牙科用高透荧光型氧化锆陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于牙科用氧化锆陶瓷领域，特别涉及一种牙科用高透荧光型氧化锆陶瓷及其制备方法。

背景技术

20世纪90年代，3mol％氧化钇稳定的四方相氧化锆陶瓷(3mol％ yttria stabilized tetragonal zirconia polycrystalline,3Y-TZP)凭借着出色的力学性能和良好的生物相容性成为全瓷修复中应用最广泛的材料。

全瓷修复的目的不仅在于修复牙齿的缺损，还在于能更好地模拟天然牙的色泽。牙科修复体的视觉外观除了要满足患者牙齿颜色的色相、明度以及饱和度的要求外，包括半透性、浑浊度、晕色、表面光泽度以及荧光性等在内的第二光学特征对于提高修复体的逼真度也非常重要。氧化锆呈单一的白垩色，其半透性较差，制作的修复体半透性低于天然牙，尤其是在切端和邻面以釉层为主的部分更为明显，修复体在临床上常表现为死板、无活力。对于颜色单一、透光率低的氧化锆基瓷材料而言，只能通过增加体瓷和釉瓷的上瓷厚度来满足修复体的美学需要，这不但会导致患者牙体的预备量的增加，而且也增加了饰面瓷与氧化锆瓷热崩的可能性。因此，提高氧化锆陶瓷的半透性对于临床口腔修复来说具有重要的意义。

CN 102260078 A公开了一种作为装饰品用的紫色氧化锆陶瓷，该氧化锆陶瓷以氧化钇稳定的氧化锆为基材，添加烧结助剂、添加剂和氧化钕，其中，烧结助剂的含量为0.1～5wt％，添加剂的含量为1～5wt％，氧化钕的含量为3～10wt％，余量为基料，所述添加剂为氧化锌、碳酸钡和氟化钙中的一种或几种，所述烧结助剂为氧化镁、氧化铝、氧化硅、氧化钙和氧化铈中的至少两种。其制备方法为：将基材、经二乙醇胺溶液浸泡后的氧化钕颗粒、烧结助剂、添加剂球磨混合后模压成型，再于1400～1650℃烧结1～10小时得到。该陶瓷中氧化钕的含量高达3～10wt％，仅起到着色剂的作用，但出于安全的角度考虑，牙科材料标准规定牙科材料中的添加剂量总含量不得超过0.5wt％，加之该陶瓷呈紫色，与天然牙的色泽差异巨大，因此该陶瓷是不能用作牙科材料的。由于添加了烧结助剂和添加剂，烧结助剂和添加剂会降低陶瓷的力学性能、断裂韧性和硬度等性能。在制备该紫色氧化锆陶瓷时采用球磨混料，机械球磨会对原料粉体的粒形造成破坏，影响粉体混合的均匀性，导致烧结后容易出现空洞和缺陷。

提高氧化锆陶瓷的烧结温度可提高减少存在于晶界处的气孔，从而减少散射中心增加光线的透过率。现有方法中，氧化锆陶瓷的烧结温度一般为1450～1550℃，升高烧结温度，会在一定程度上提高氧化锆陶瓷的透光率，但是，过高的烧结温度会导致烧结设备的使用寿命缩短，不利于可持续生产，而且导致生产成本过高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种牙科用高透荧光型氧化锆陶瓷及其制备方法，所述牙科用高透荧光型氧化锆陶瓷具有与自然牙牙釉质相似的蓝色荧光，所述方法能够降低陶瓷的烧结温度，节约生产成本。

本发明的基本原理在于，Zr⁴⁺、Y³⁺和Nd³⁺的离子半径分别为0.084nm、0.1019nm和0.1004nm，其中，由于Nd³⁺的离子半径与Y³⁺的离子半径相近，因此Nd³⁺起到稳定剂的作用，能够提高四方相晶体的立方性，降低晶体双折射现象；并且，Nd³⁺具有多个光谱带和吸收峰，其添加能够增加氧化锆陶瓷在可见光光谱中的吸收峰，使得光谱带宽度增加，在不同光源下的可变色调增加，产生自然牙具有的荧光特性。同时，Nd³⁺与Zr⁴⁺存在较大的离子半径差，在高温固溶反应时，Nd³⁺取代Zr⁴⁺，产生了大的晶格畸变能，能够提高烧结驱动力，有利于低温烧结致密化行为。

本发明所述牙科用高透荧光型氧化锆陶瓷的制备方法，工艺步骤如下：

(1)将醋酸钕溶解在水中配制成Nd³⁺浓度为1.4～8.9mmol/L的醋酸钕水溶液，并调节醋酸钕水溶液的pH值至0.5～2.5；