專利名稱：系列配色的牙科烤瓷用陶瓷材料及其制造方法
技術領域：
本發明屬于材料技術領域，特別是涉及一種用于口腔醫學牙科烤瓷修復體的陶瓷材料及其制造方法。
背景技術：
牙科金屬烤瓷修復體兼具金屬的強度和陶瓷的美觀，深受人們的歡迎，目前在口腔矯形修復領域的應用日益廣泛。但現在國內使用的烤瓷粉基本上從國外進口，價格昂貴，每公斤價格高達數萬元。本發明開發替代進口的烤瓷用陶瓷材料。
有報道在制造牙科陶瓷時作為內部增強劑加入天然白榴石(Holland W.Empress-materialand clinical science.Ivoclar-Vivadent Report No.10，1994.)和鉀長石(東北大學，齒科用生物陶瓷材料，中國專利01106205.3)，但成分不好控制且易引入雜質雜色。在制造方法上，為使白榴石析晶，一般采用先將熔體淬冷為玻璃，研磨后模壓，再加熱到一定溫度進行退火處理的兩步熱處理方法(張飆，錢發湯．白榴石對雅克玻璃陶瓷強度的影響[J]．北京口腔醫學，1999，7(1)44-47；東北大學，齒科用生物陶瓷材料，中國專利01106205.3)，手續繁復，費工耗能。現有專利制成的還只是單一白色的素瓷粉。(東北大學，齒科用生物陶瓷材料，中國專利01106205.3)。
發明內容
本發明針對上述現有技術存在的問題，提供一種系列配色的牙科烤瓷用陶瓷材料及其制造方法。全部采用化學試劑作為原料，原料易得，配料準確；采用步冷析晶法一次性燒成，方法簡單，省工節能；并且在素瓷粉中加入自制色料進行系列配色，遮色瓷和體瓷各制成A、B、C、D4個系列17個色別的著色瓷粉，可根據人自然牙不同色澤選用，色澤逼真美觀。其強度高，與金屬基底結合牢固，膨脹系數與合金基底匹配，化學穩定性好，可提供口腔科臨床烤制瓷牙修復體。
本發明提供的技術方案是
1.遮色瓷素瓷粉的成分(質量百分數)為SiO235～45％ Al2O316～25％ K2O 9～22％ Na2O 1～5％ SnO215～18％CaO 3～10％ BaO 0～1％ TiO20～3％ B2O30～4％ MgO 0～3％上述遮色瓷素瓷粉主晶相為白榴石和錫石晶體。
2.體瓷素瓷粉的成分(質量百分數)為SiO258～65％ Al2O315～25％ K2O 10～25％ Na2O 1～4％ SnO20～3％CaO 3～8％ BaO 0～2％ TiO22～5％ B2O30～5％ MgO 0～3％上述體瓷素瓷粉主晶相為白榴石。
3.生料準備為了符合人體安全的需要，保證牙科陶瓷化學組成的準確性，防止有害物質的混入，各組分均采用化學純或分析純的試劑原料引入。所用原料為化學純或分析純的二氧化硅，氧化鋁，碳酸鉀，碳酸鈣，碳酸鋇，二氧化鈦，二氧化錫，碳酸鈉，氧化鎂和硼酸。原料按配方稱量配料，用氧化鋁球為研磨體，球磨20～30h。
4.燒成粉料倒入高鋁坩堝中，置高溫電爐中升溫至1200～1400℃保溫2～4h，以保證各組分充分熔融和反應，然后采取50℃/20min～40min控溫步冷冷卻制度冷卻熔料，以促進白榴石析晶。
5.瓷粉的粉磨燒成的瓷料粉碎后，用氧化鋁球為研磨體，水為介質，放入塑料或陶瓷罐中球磨40～60h，置于100～200℃烘箱中烘干，即得遮色瓷和體瓷素瓷粉。
6.色料制備配料質量百分數和燒成條件鉻鋁紅Al2O340～60 CrO330～50 ZnO 2～8 H3BO38～12 1200～1400℃ 1～4h釩鋯黃ZrO270～92 NaF 2～10 NH4VO32～10 Fe2O30.2～1 900～1150℃ 1～3h鐵鋯紅ZrO230～40 SiO210～25 NaF 6～15 NaCl 2～10 FeSO430～50 KNO33～10 900～1150℃ 1～3h桔黃CrO31～3 ZnO 20～30 ZrO240～60 Al(OH)310～20 Fe2O32～51200～1400℃ 2～4h
釩鋯藍ZrO240～60 SiO220～30 NaF 3～8 NaCl 3～10 NH4VO35～101200～1300℃ 1～3h錳鋯灰ZrO250～70 SiO220～50 NaF 1～5 MnO22～5 900～1100℃ 1～3h隨爐冷卻，磨細備用。
7.遮色瓷的系列配色，100份遮色瓷素瓷粉中加入色料份數，球磨20～30h。
A1，A2鉻鋁紅1～3釩鋯黃1～5A3，A3.5，A4 釩鋯黃1～8桔黃0～2 鐵鋯紅0～2 釩鋯藍0～1B1，B2釩鋯黃1～5B3，B4釩鋯黃2～8桔黃0.5～2釩鋯藍0～1C系列 釩鋯黃1～8鐵鋯紅0.1～2 錳鋯灰0.1～2D系列 釩鋯黃2～8鐵鋯紅0.2～2 釩鋯藍0.2～28.體瓷的系列配色，100份體瓷素瓷粉中加入色料份數，球磨20～30h。
A1，A2鉻鋁紅1～3釩鋯黃0.5～2A3，A3.5，A4 釩鋯黃0.5～3 鐵鋯紅0.1～0.5 釩鋯藍0.1～0.5 TiO20～3B1，B2鉻鋁紅0.5～3 釩鋯黃0.3～1桔黃0.2～1.5 TiO20～2B3，B4釩鋯黃0.2～2 鐵鋯紅0.1～1 TiO20.2～2 Fe2O30.5～3C系列 釩鋯黃0.3～3 鐵鋯0～0.5 釩鋯藍0.1～1 鉻鋁紅0～2TiO20～3Fe2O30～3D系列 鉻鋁紅0.5～3 釩鋯黃0.1～2釩鋯藍0.1～1 TiO20.1～29.理化性能球磨40～60小時的瓷粉粒度分布在0.5～50μm，中值粒徑為4～6μm，最可幾分布粒徑為10～12μm，比表面積為1～1.5m2/g。本發明制備的烤瓷，壓縮強度為400～500MPa；顯微硬度達HV350～450MPa；熱膨脹系數達到12～15×10-6/℃，與Ni-Cr合金相匹配。在水和稀酸稀堿中的化學穩定性好，在口腔環境中不受侵蝕。本發明把遮色瓷和體瓷各調制成A、B、C、D4個系列17個色別的著色瓷粉，可根據人自然牙不同色澤選用，色澤逼真美觀。調制的A、B、C、D4個系列17個色別的著色烤瓷，與Vita烤瓷比色板對應的各個色別顏色相同，且同一系列內隨著飽和度不同顏色呈現出由淺至深的梯度變化，與Vita樣品的漸變規律一樣。反射光譜分析表明，本發明調制的著色烤瓷的反射光譜曲線與對應的Vita烤瓷基本一致。
本發明所用原料易得，制造步驟簡單，省工節能，理化性能好，配色齊全，可提供口腔科臨床制作烤瓷牙修復體，具有巨大的市場前景和經濟效益。
10.實施例(1).遮色瓷素瓷粉的成分(質量百分數)SiO244.50％ Al2O317.50％ K2O 9.80％ Na2O 4.50％ SnO215.50％CaO 3.68％ BaO 0.80％ TiO22.00％ B2O31.28％ MgO 0.44％(2).體瓷素瓷粉的成分(質量百分數)；SiO260.50％ Al2O315.38％ K2O 11.48％ Na2O 3.00％ CaO 3.54％BaO 1.50％ TiO22.38％ B2O31.28％ MgO 0.94％(3).素瓷粉制備原料按配方稱量配料，用氧化鋁球為研磨體，球磨20～30h。
粉料倒入高鋁坩堝中，置硅碳棒電爐升溫至1300℃保溫3h，然后采取50℃/30min控溫步冷冷卻制度冷卻熔料。
燒成的瓷料粉碎后按料∶球∶水＝1∶2∶1的比例放入裝有氧化鋁球的聚乙烯罐中球磨48h，置于100～120℃烘箱中烘干，即得遮色瓷和體瓷素瓷粉。
(4).色料制備配料質量百分數和燒成條件鉻鋁紅Al2O347.54 CrO338.12 ZnO 4.80 H3BO39.54 1300℃3h釩鋯黃ZrO291.00 NaF 3.8 NH4VO34.70 Fe2O30.50 1030℃ 2h鐵鋯紅ZrO232 SiO215.8 NaF 9.5 NaCl 4.7 FeSO436 KNO371030℃2h桔黃 CrO32.0 ZnO 25.5 ZrO255 Al(OH)314 Fe2O33.5 1300℃3h釩鋯藍ZrO255 SiO226 NaF 5 NaCl 6.5 NH4VO37.5 1250℃2h錳鋯灰ZrO263.5 SiO231 NaF 2.3 MnO23.2 1000℃2h隨爐冷卻，磨細備用。
(5).遮色瓷的系列配色，100份素瓷粉中加入色料份數，球磨20～30h。
(6).體瓷的系列配色，100份素瓷粉中加入色料份數，球磨20～30h。
權利要求
1.一種配色的牙科烤瓷用陶瓷材料，包括4個系列17個色別，用一種素瓷粉加入色料配制而成，該素瓷粉成分質量百分數為SiO235～45％ Al2O316～25％ K2O 9～22％ Na2O 1～5％ SnO215～18％CaO 3～10％ BaO 0～1％ TiO20～3％ B2O30～4％ MgO 0～3％。
2.一種配色的牙科烤瓷用陶瓷材料，包括4個系列17個色別，用一種素瓷粉加入色料配制而成，該素瓷粉成分質量百分數為SiO258～65％ Al2O315～25％ K2O 10～25％ Na2O 1～4％ SnO20～3％CaO 3～8％ BaO 0～2％ TiO22～5％ B2O30～5％ MgO 0～3％。
3.根據權利要求1所述的牙科烤瓷用陶瓷材料，其特征是其主晶相為白榴石和錫石晶體。
4.根據權利要求2所述的牙科烤瓷用陶瓷材料，其特征是其主晶相為白榴石晶體。
5.根據權利要求1和2所述的牙科烤瓷用陶瓷材料中素瓷粉的制造方法各組分均采用化學純或分析純的試劑原料引入。按配方稱量配料，用氧化鋁球為研磨體，干球磨20～30h。采用步冷析晶法一次性燒成。燒成的瓷料粉碎后用氧化鋁球為研磨體，水為介質，放入塑料或陶瓷罐中球磨40～60h，烘干即得素瓷粉。
6.根據權利要求5所述的步冷析晶法一次性燒成，其方法是把粉料倒入高鋁坩堝中，置高溫電爐升溫至1200～1400℃保溫2～4h，以保證各組分充分熔融和反應，然后采取50℃/20min～40min控溫步冷冷卻制度冷卻熔料。
7.根據權利要求1所述的用于牙科烤瓷用陶瓷材料配色的色料的制造方法配料質量百分數和燒成條件鉻鋁紅Al2O340～60 CrO330～50 ZnO 2～8 H3BO38～12 1200～1400℃1～4h釩鋯黃ZrO270～92 NaF 2～10 NH4VO32～10 Fe2O30.2～1 900～1150℃1～3h鐵鋯紅ZrO230～40 SiO210～25 NaF 6～15 NaCl 2～10 FeSO430～50KNO33～10 900～1150℃1～3h桔黃CrO31～3 ZnO 20～30 ZrO240～60 Al(OH)310～20 Fe2O32～51200～1400℃2～4h釩鋯藍ZrO240～60 SiO220～30 NaF 3～8 NaCl 3～10 NH4VO35～101200～1300℃1～3h錳鋯灰ZrO250～70 SiO220～50 NaF 1～5 MnO22～5 900～1100℃1～3h隨爐冷卻，磨細備用。
8.根據權利要求1所述的配色的牙科烤瓷用陶瓷材料的制造方法100份素瓷粉中加入色料份數，球磨20～30h。A1，A2鉻鋁紅1～3釩鋯黃1～5A3，A3.5，A4 釩鋯黃1～8桔黃0～2 鐵鋯紅0～2 釩鋯藍0～1B1，B2釩鋯黃1～5B3，B4釩鋯黃2～8桔黃0.5～2 釩鋯藍0～1C系列 釩鋯黃1～8鐵鋯紅0.1～2 錳鋯灰0.1～2D系列 釩鋯黃2～8鐵鋯紅0.2～2 釩鋯藍0.2～2
9.根據權利要求2所述的配色的牙科烤瓷用陶瓷材料的制造方法100份素瓷粉中加入色料份數，球磨20～30h。A1，A2鉻鋁紅1～3 釩鋯黃0.5～2A3，A3.5，A4 釩鋯黃0.5～3鐵鋯紅0.1～0.5釩鋯藍0.1～0.5 TiO20～3B1，B2鉻鋁紅0.5～3釩鋯黃0.3～1 桔黃0.2～1.5 TiO20～2B3，B4釩鋯黃0.2～2鐵鋯紅0.1～1 TiO20.2～2 Fe2O30.5～3C系列 釩鋯黃0.3～3鐵鋯紅0～0.5 釩鋯藍0.1～1鉻鋁紅0～2TiO20～3 Fe2O30～3D系列 鉻鋁紅0.5～3釩鋯黃0.1～2 釩鋯藍0.1～1TiO20.1～全文摘要
本發明涉及用于牙科烤瓷的陶瓷材料，其主晶相為白榴石，遮色瓷素瓷粉成分為SiO
文檔編號C04B37/02GK1663930SQ20041001558
公開日2005年9月7日 申請日期2004年3月4日 優先權日2004年3月4日
發明者陳明源, 鐘蓮云, 江澤峰, 陸慶秀 申請人:陳沁 , 陳韜