一種用于牙科修復體的鋰基玻璃陶瓷制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及牙科修復體技術領域，特別涉及一種用于牙科修復體的鋰基玻璃陶瓷 制備方法。
【背景技術】
[0002] 椅旁修復系統是將計算機輔助設計與制造引入到牙科修復領域中而形成的一種 牙科修復系統。
[0003] 椅旁修復系統的特點是方便快捷，它打破過去磨牙、取模、刻臘、燒瓷等傳統假牙 制造程序，當牙醫將牙齒磨小修整后，即以3D攝影機直接取像，立即傳入計算機，自動瓷塊 研磨機在計算機的輔助下，將瓷塊加工成牙科修復體。
[0004] 自椅旁修復系統出現以來，適于椅旁修復系統的牙科修復體材料的開發就成為國 內外研究人員的研究重點。
[0005] 人們發現，二硅酸鋰玻璃陶瓷材料制作的修復體，既具有突出的美學效果，又有良 好的機械性能，非常適合制作牙科修復體。
[0006] 但是，這種二硅酸鋰玻璃陶瓷材料強度都在350Mpa以上，由于強度較大，加工性 能較差，很難在椅旁修復系統中應用。
[0007] 為了解決這一問題，CN102741186描述了一種在中間的結晶步驟進行機械加工，并 且經過第二步熱處理后表現為高強度、高度半透明和化學穩定的二硅酸鋰體系玻璃陶瓷， 該專利中采用的方法是高溫熔融法成型。
[0008] 但是，該成型方式在第一步析晶后，產品中玻璃相含量較高，在加工過程中易出現 崩邊斷裂等問題。
[0009] 另外，采用高溫熔融法成型時，為了使玻璃液澄清和均化，需要較高的熔融溫度， 而且要在高溫狀態下保溫較長時間，因此能耗較大。
[0010] 不僅如此，長時間高溫，容易使二硅酸鋰玻璃料中的磷、氟等元素揮發，還容易導 致Si-OH功能團的減少；使得到的生物材料中Ca/的溶解性能相對較低；這些問題不僅導 致成分難以控制，還會降低材料的生物活性。
【發明內容】
[0011] 為解決上述問題，本發明實施例公開了一種用于牙科修復體的鋰基玻璃陶瓷制備 方法，技術方案如下：
[0012] -種用于牙科修復體的鋰基玻璃陶瓷制備方法，包括：
[0013] 將預先制得的粒徑小于75微米的玻璃粉裝入模具中，在50~500Mpa的條件下進 行壓制成型，得到鋰基玻璃陶瓷坯體；所述玻璃粉的基質原料為：
[0014] SiO2 :60.Owt% ~72.Owt% ;
[0015] Li2O:10.Owt% ~16.Owt% ;
[0016] K2O:0. 5wt% ~4. 5wt% ;
[0017] B2O3 :0wt% ~3. 5wt% ;
[0018] P2O5 :2.Owt% ~5.Owt% ;
[0019] ZrO2 :0wt% ~10.Owt% ;
[0020] Al2O3 :2.Owt% ~4.Owt% ;
[0021] ZnO:Owt%~3.Owt% ;
[0022] MgO:Owt%~I. 5%wt% ;
[0023] La2O3 ：Owt%~ 2.Owt% ；
[0024] Na2O:Owt%~I. 5wt% ;
[0025] CaO:Owt% ~2. 0%wt% ;
[0026] 著色氧化物：Owt%~10.Owt% ;
[0027] 將所述鋰基玻璃陶瓷坯體放入加熱裝置中進行第一次燒結；
[0028] 其中，所述第一次燒結包括燒結形核和燒結晶化兩處階段，所述燒結形核為將所 述鋰基玻璃陶瓷坯體以1°C/min~30°C/min的升溫速率，升溫至500°C~550°C，進行燒 結，并保溫30min~60min;
[0029] 所述燒結晶化為：在上述燒結形核保溫結束后，將所述鋰基玻璃陶瓷坯體繼續以 1°C/min~35°C/min升溫速率，升溫至600°C~780°C，進行燒結，并保溫5min~120min; 在所述燒結晶化保溫結束后，隨爐冷卻，制得鋰基玻璃陶瓷。
[0030] 在本發明的一種優選實施方案中，在制得所述鋰基玻璃陶瓷之后，進一步包括：
[0031] 將所述鋰基玻璃陶瓷制成修復體坯體；
[0032] 將所述修復體坯體放入烤瓷爐中，以30°C/min~60°C/min的升溫速率，升溫至 800°C~950°C，進行第二次燒結，所述第二次燒結的保溫時間為5min~30min，在所述第二 次燒結保溫結束后，隨爐冷卻，得到修復體。
[0033] 在本發明的一種優選實施方案中，所述玻璃粉的制備方法為：
[0034] a、按所述基質原料的重量百分比稱取各基質原料，研磨后混合均勻，將粒徑小于 400微米的原料制成配合料；
[0035] b、將所述配合料以KTC/min~15°C/min的加熱速率加熱至1500°C~1550°C， 并保溫0. 5h~3h，使其澄清均化，制得玻璃液；
[0036] c、將所述玻璃液進行水淬，得到玻璃碎塊，然后將所述玻璃碎塊在100°C~150°C 的條件下烘干Ih~2h;
[0037] d、將烘干后的玻璃碎塊研磨，得到所述玻璃粉。
[0038] 在本發明的一種優選實施方案中，所述著色氧化物選自以下元素氧化物中的至少 一種，所述元素為鐵、鈦、釩、錳、銅、鉻、鈷、鎳、硒及稀土金屬。
[0039] 在本發明的一種優選實施方案中，所述稀土金屬選自鈰、鋱、鉺、釹、鐠、釤、銪中的 至少一種。
[0040] 在本發明的一種優選實施方案中，在步驟a和d中，所述研磨具體為用球磨機球 磨。
[0041 ] 在本發明的一種優選實施方案中，所述球磨的介質為瑪瑙或氧化鋯。
[0042] 在本發明的一種優選實施方案中，所述球磨介質與玻璃碎塊的重量比為1:2。
[0043] 在本發明的一種優選實施方案中，在步驟a中，所述將粒徑小于400微米的原料制 成配合料，具體為：
[0044] 將粒徑小于150微米的原料制成配合料。
[0045] 在本發明的一種優選實施方案中，所述玻璃粉的粒徑具體為：小于10微米。
[0046] 在本發明的一種優選實施方案中，所述壓制成型為：干壓成型、等靜壓成型或干壓 成型與等靜壓成型的結合。
[0047] 在本發明的一種優選實施方案中，所述加熱裝置為真空熱處理爐或電阻爐。
[0048] 在本發明的一種優選實施方案中，所述燒結晶化的溫度為650°C~750°C。
[0049] 在本發明的一種優選實施方案中，所述第二次燒結的溫度為820°C~920°C。
[0050] 本發明通過將基質原料初步成型后的坯體在500°C~550°C進行燒結形核，然后 在600°C~780°C進行燒結晶化得到的鋰基玻璃陶瓷，其強度為120~200Mpa。與現有技術 的二硅酸鋰玻璃陶瓷相比，這種鋰基玻璃陶瓷第一次燒結晶化后晶相含量高，加工性能更 好，不易產生崩邊等問題，更適用于加工間以及椅旁修復系統應用。
[0051] 本發明采用的燒結法與現有技術的高溫熔融法相比，在熔融過程中不需要長時間 的高溫均化，保溫較短時間就可以得到相對均勻的玻璃液，水淬后的玻璃粉可以通過研磨 進行進一步均勻化處理，大大節省了能源。
[0052] 不僅如此，較短的保溫時間使得二硅酸鋰玻璃料中的磷、氟等元素揮發程度減小， 不易導致Si-OH功能團的減少；而且使得到的生物材料中Ca/的溶解性能也相對較高；因 此，使其成分的控制更加精確；也使最終得到的產物有較好的生物活性。
【具體實施方式】
[0053] 下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范 圍。
[0054] 在本發明的技術方案中，將基質原料制成鋰基玻璃陶瓷坯體后，首先將鋰基玻璃 陶瓷坯體在500°C~550°C進行燒結形核，在燒結過程中，氧化硅與氧化鋰反應生成偏硅酸 鋰的結晶核，在保溫30min~60min后，繼續升溫至600°C~780°C，進行燒結晶化，在此次 燒結過程中，偏硅酸鋰的結晶核結晶生長，最終生成以偏硅酸鋰為主相的鋰基玻璃陶瓷。這 種鋰基玻璃陶瓷硬度較小，易于加工，特別適用于椅旁修復系統應用。
[0055] 玻璃陶瓷在加工成修復體后，在800~950°C條件下再次晶化，偏硅酸鋰轉化成二 硅酸鋰，硬度大幅度提高，可以達到350Mpa以上，達到齒科修復體的要求。
[0056] 本發明實施例中所采用的設備，例如研磨基質原料的球磨機、制備玻璃液的燒結 爐、研磨玻璃碎塊的瑪瑙球磨罐、壓制成型用的單柱液壓機、等靜壓機、以及對鋰基玻璃陶 瓷坯體進行燒結所用的燒結爐或真空熱處理爐均屬于本領域的現有技術，本領域的技術人 員可以根據實際情況進行選擇使用，本發明在此不作具體限定。
[0057] 下面以各實施例為例，對一種用于牙科修復體的鋰基玻璃陶瓷的制備方法進行詳 細說明。