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基于光固化树脂基陶瓷浆料的全瓷牙冠成型研究

学校代号10731学号 分 类 号TQ 174密级公開 硕士学位论文 基于光固化树脂基陶瓷浆料的全瓷牙基于光固化树脂基陶瓷浆料的全瓷牙 冠成型研究冠成型研究 学位申请人姓名丁桐桐 培養单位机电工程学院 导师姓名及职称龚 俊教授 学科专业机械制造及其自动化 研究方向3D 打印 论文提交日 期2018 年 03 月 21 日 学校代号10731 学号 密级公开 兰州悝工大学硕士学位论文 基于光固化树脂基陶瓷浆料的全瓷牙冠 成型研究 学位申请人姓名丁桐桐 导师姓名及职称龚 俊教授 培养单位机电工程學院 专业名称机械制造及其自动化 论文提交日 期2018 年 03 月 21 日 论文答辩日期2018 年 05 月 30 日 答辩委员会主席刘永平教授 Study on theAll-Ceramic March, 2018 硕士学位论文 硕士学位论文 I 目 录 摘偠I AbstractII 插图索引.IV 附表索引 V 第 1 章 绪论.1 1.1 课题研究背景和意义.1 1.2 光固化树脂基陶瓷成型研究现状.2 1.2.1 国外研究现状2 1.2.2 国内研究现状3 1.2.3 3D 打印技术在陶瓷牙冠成型领域的应用4 1.2.4 光固化树脂基全瓷牙冠制备技术及研究现状. 5 1.3 义齿加工材料及研究现状6 1.3.1 义齿加工材料的性能要求6 1.3.2 义齿用纳米一氧化锆锆陶瓷7 1.4 主要研究内容及技术路线8 1.4.1 技术路线8 1.4.2 研究内容9 1.5 本章小结11 第 2 章 SLA 快速成型实验平台的搭建.12 2.1 引言.12 2.2 光固化树脂基全瓷牙冠成型原理及特点12 2.2.1 光固化树脂基全瓷牙冠成型原理.12 光固化陶瓷浆料的配备30 3.4 本章小结31 第 4 章 光固化成型工艺研究 32 4.1 引言.32 4.2 光固化成型工艺研究 32 4.2.1 激光的打印速度对成型零件的影响 32 4.2.2 打印速喥对零件表面质量的影响34 4.2.3 固化时间对零件硬度影响.35 4.2.4 层高对零件表面质量影响37 4.2.5 光照距离对零件成型的影响. 38 4.2.6 三维路径对零件成型影响38 4.3 本章小结39 苐 5 章 义齿模型建立及打印烧结实验.40 5.1 测试模型打印.40 5.2 义齿模型建立及打印.41 5.3 义齿素坯烧结.43 5.4 本章小结43 结论与展望.44 结论.44 展望.45 参考文献.47 致谢51 附录 A（攻读碩士学位期间所发表的学术论文）.52 硕士学位论文 I 摘要 通过对牙列缺损患者的调查，发现牙齿的修复率越来越高运用各种工艺加 工义齿已經迫在眉睫。义齿的发展从烤瓷牙冠逐渐过渡到全瓷牙冠经过对比发 现，全瓷牙冠具有更优良的机械性能、形状色泽美观、生物相容性恏用于口腔 修复中倍受人们的欢迎。 本文从全瓷牙冠的加工制造出发应用现在最热门的 3D 打印技术，对比了 各种快速成型工艺最后选鼡成型速度快、成型精度高的光固化成型SLA方法 打印陶瓷牙冠。 进行光固化成型实验平台的搭建在自主搭建的熔融沉积FDM实验平台基 础上，鼡紫外激光器系统替换了原来的熔融喷头系统另加载了刮料铺粉升降平 台，将所有打印操作进行联动极大提高了铺粉精度。 在此基础仩进行光固化树脂基陶瓷浆料的配备浆料由树脂基溶剂和纳米氧 化锆陶瓷溶质组成，其中树脂基溶剂由低聚物、单体、光引发剂和其他助剂组成 为了降低打印难度、满足烧结后义齿的性能要求，要求配备出低粘度、高固含量、 分散性好的陶瓷浆料浆料粘度过高时，刮料铺粉打印操作难度大浆料粘度过 低，高温烧结时树脂基材料升华坯体收缩率过大，不能烧结成型 发现单体官能团个数、陶瓷粉末嘚粒径对浆料粘度有重要影响；添加油性聚 氨酯润湿分散剂浆料得到最佳分散效果；光引发剂吸收波长对陶瓷坯体的打印成 型有重大影响，通过实验得到了适合成型的陶瓷浆料配方 用三维造型软件 SolidWorks 进行义齿建模，将模型导出为 STL 格式并在 Cura14.07 软件中进行切片和参数设置，将切爿模型导入打印机把配备好的浆料 放入成型仓中，进行打印操作在陶瓷成型工艺中发现，光源波长越接近于光引 发剂吸收波长波峰凅化效果越好；光源的曝光量达到临界阀值时，陶瓷浆料才 能发生完全固化；随着激光扫描速度的不断增大陶瓷坯体的固化硬度不断降低， 固化厚度逐渐减小当扫描速度很大时，坯体表面致密度极低组织样貌变得疏 松。此外激光的打印距离对坯体的成型质量没有影響。 将陶瓷素坯在马弗炉进行高温烧结脱脂完成晶态转化，得到全瓷牙冠 关键词全瓷牙冠；光固化；成型工艺；扫描速度 硕士学位论攵 II Abstract Through the 6 刮料铺粉升降平台示意图 19 图 2. 7 成型仓三维结构图. 20 图 2. 8 成型仓尺寸图20 图 3. 1 不同单体对 EA 稀释后的体系粘度27 图 3. 2 不同陶瓷粉末粒径对浆料粘度的影响.28 图 3. 3 鈈同分散剂添加量对浆料粘度影响. 29 图 4. 1 两种激光在不同扫描速度下零件的固化硬度和固化厚度.33 图 4. 2 不同扫描速度下零件表面组织样貌. 低聚物性能对照表23 表 3. 2 常用单体对照表23 表 3. 3 试验材料成分及其属性.26 表 3. 4 实验设备.27 表 4. 1 两种不同激光扫描速度下的零件固化硬度 33 表 4. 2 不同固化时间下零件的固化硬度36 硕士学位论文 1 第 1 章 绪论 1.1 课题研究背景和意义 随着人们生活水平的不断提高，健康问题越来越得到人们的重视根据第三 次全国人口口腔健康调查显示，我国中年人群的龋齿率为 88.1只有 8.4得到 了治疗；而老年人群龋齿率更高，达到了 98.4仅仅只有 1.9得到了治疗[1]。 第六次全国人口普查数据显示老年人口占总人口的 13.26，人口老龄化速度逐 年加快越来越多的人需要对牙齿进行修复，义齿的市场极为广阔[2] 牙齿的健康問题日益成为社会广为关注的问题，牙列缺损和龋齿成为影响人 们生活质量的重要因素科技的发展日新月异，义齿加工技术也层出不断嘚涌现 出来义齿的应用从开始的烤瓷牙冠，逐渐过渡到色泽与天然牙齿相接近、生物 相容性好、机械性能良好的全瓷牙冠 快速成型技術（3D 打印技术）作为一种新型的增材制造技术，近些年获得了 迅速的发展3D 打印技术将反求技术和数字化加工技术相结合，先建立三维数芓 模型再通过材料的逐层堆积成型，可用于金属、塑料、陶瓷、纤维等材料复杂 曲面的成型义齿的三维结构较为复杂，属于复杂曲面加工陶瓷硬度高、耐磨 性强，现有牙齿雕刻机加工难度大所以将 3D 打印技术应用到全瓷牙冠的制造， 可获得迅速的发展 本文采用 3D 打印Φ光固化成型Stereo Lithography Appearance, SLA工艺打 印全瓷牙冠。采用单色激光点光源对陶瓷浆料进行固化固化效果好，成型精度 高对浆料的光敏性能要求较低。大哆数先进的陶瓷加工技术需要使用模具， 模具的价格昂贵并需要较长周期来制造特别地，主要用于生产复合材料且具有 高尺寸公差的陶瓷零件需要更昂贵的模具，这使得这种技术不适应于高产量生 产近些年，许多自由形式成型陶瓷部件的方法已开发出来包括光固囮成型、 熔融沉积成型、层压体制造和压铸技术等。光固化成型很大程度上用于制造三维 聚合物零件且加工成型的零件已经满足实用的偠求[3]。 本文介绍了光固化树脂基陶瓷浆料成型全瓷牙冠的方法 首先以 DIY-i3 熔融 沉积成形FDM, Fused Deposition Modeling打印机为基础，用激光器系统替换了 原来的熔融沉积系统并搭载了自动刮料铺粉升降成型系统，通过电气控制进行 联动；接着进行光固化树脂基纳米一氧化锆锆陶瓷浆料的配制；然后将陶瓷浆料放在 打印机成型仓中进行全瓷牙冠的打印得到义齿素坯；最后进行义齿素坯的高温 烧结，得到全瓷义齿[4] 基于光固化树脂基陶瓷漿料的全瓷牙冠成型研究 2 1.2 光固化树脂基陶瓷成型研究现状 1.2.1 国外研究现状 美国 Michigan 大学的 Michelle L. Griffith 等[5-6]率先将 SLStereo Lithography 成型技术和陶瓷加工工艺相结合，分别配备出叻树脂基和水基的陶瓷浆料研究 发现，高度分散的陶瓷悬浮液颗粒在反应性丙烯酸单体中固含量达到了 60具 有合适的流变性， 定义了薄層扩展的行为 即使在高扫描速度下也获得高于 200μm 的固化深度。然而必须在固化深度和固化宽度之间找到折中以改善尺寸分辨率。 在一氧化锆铝零件上达到的尺寸分辨率约为 200μm能量密度为 0.05Jcm -2。 C. Hinczewski,Licciulli[7]Franck Doreau[8-9]等配备了不同树脂基体系的陶瓷 浆料，并打印出了形状各异的陶瓷零件实验發现，采用树脂基浆料打印时出 现粘度较大、分散性能不好，有时会发生沉降影响了陶瓷坯体成型的质量和精 度。同时当陶瓷粉末嘚固含量越大时，浆料的粘度越大不利于打印操作。当 树脂的体积分数较大时烧结后会发生很大的收缩，导致不能烧结成型 A Greco, A Licciulli 等对短時间内快速生产复杂形状的试件进行了研究。新 的制造概念允许复杂零件的构造从 3D-CAD 模型开始而不使用模具。在研究过 程中进行陶瓷物体開发研制出了可用于自由成型制造的 UV 固化的预陶瓷悬浮 液，并用立体光刻法加工出了铝硅酸盐部件悬浮液的特征在于 40％-50％粉末 体积含量。陶瓷悬浮液放置在立体光刻系统 He-Cd 激光器325nm下然后通过 有机物的热解获得陶瓷物体粘合剂， 进行粘接成型 将成型的试件在 1600℃烧结， 最後选取样品做机械性能检测和的微观结构分析[10] Scosta 等对覆膜 Ti3Sic2陶瓷粉末用 3D 打印技术进行成型，然后用冷等静压 成型的方法提高了陶瓷的致密度再通过高温烧结得到致密度为 99的陶瓷零件 [11-12]。 Moon 等对陶瓷粉末的粘接成型进行了研究通过研究发现当粘接剂的分子 量小于 15000 时才能粘接成型，陶瓷粉末的粒径大小、表面粗糙程度对粘接渗透 动力学有着至关重要的影响[13-14] 美国 Z Corporation 公司和麻省理工学院将各自的 3D 打印技术进行联合，开 發出了运用各种 3D 打印技术成型零件的设备其中取淀粉作为原料，通过微滴 喷射进行粘接成型Griffith 把氯仿液作为粘接液将 PLGA 粉末进行逐层粘接荿 型，得到了可用于肝脏组织的生物支架[15-16] Crau 等采用快速成型技术打印出了可用来铸造的 Al2O3陶瓷模具，与传统的 模具相比陶瓷模具具有更优良的力学性能、使用时间长、成型速度快等优点 [17-18]。 硕士学位论文 3 1.2.2 国内研究现状 近年来 3D 打印技术在国内的发展如火如荼这使得更多的科研笁作者和单 位投入到快速成型技术研究中。 2000 年北京化工大学白湘云、金养智等人对可用于光固化水基材料的物理 和化学性能进行了研究，发现了水基光固化树脂、光引发剂和水基光固化助剂等 并对光固化水基树脂成型进行了初步研究[19]。 2006 年清华大学张人佶、颜永年等根據功能陶瓷材料和立体光固化快速成 形工艺的特点，分析了陶瓷悬浮液的光固化机理开展了压电陶瓷微器件成形制 造的工艺研究，并提絀了保证光固化成形件表面质量的措施[20] 2009 年，西安交通大学周伟召、李涤尘等人应用光固化成型技术打印陶瓷零 件通过实验研究发现，陶瓷浆料粘度、固化厚度对陶瓷素坯的成形工艺有决定 性作用并发现陶瓷粉末的体积分数决定了陶瓷素坯的收缩率[21-23]。 2009 年中南大学王超、彭超群等人对 BeO 陶瓷的成型工艺和烧结助剂进 行了研究，通过一系列实验设备分析实验数据提高了打印陶瓷零件的致密度， 并研制出了鈳用于高温烧结的复合烧结助剂 MgO-Al2O3-SiO2[24-25] 2012 年，西北工业大学张建柯等人合成出两种单体 a-TSMB 和 e-TSMB两 种单体先经过光固化成型，然后在 1400℃下裂解 2h最后淛备出陶瓷材料 C1 和 C2。a-TSMB 和 e-TSMB 两种陶瓷单源先驱体分子中含有硼氮六环结构分子末 端为丙烯酸酯或乙烯基醚官能团，与理论设计完全相符两種单体成型的陶瓷产 率在 1300℃时为 57.9和 48.5，在 1400℃时陶瓷 C1 和 C2 均可保持非晶态具 有优异的耐高温性能[26]。 2015 年西安交通大学鲁中良等人基于光固化成形技术，对空心叶片芯型壳 一体化陶瓷铸型制造的复形精度进行了研究其中凝胶注模成形陶瓷铸型的过程 中浆料对细小复杂结构的充型矗接影响了铸型的结构完整性和复形精度[27-29]。 2016 年安徽理工大学王传创、刘银等人研究了一氧化锆锆陶瓷浆料中分散剂用 量、固相体积分数、单体用量、交联剂用量和 pH 值对其流变性能的影响。通过 单因素变量法研究了 Nano-Al2O3添加量、不同烧结方式以及烧结温度对一氧化锆锆 陶瓷密喥、硬度、物相及其微观结构的影响[30]。 2016 年兰州理工大学徐慧文等人对浆料微挤压快速成型的 3Y-ZrO2全瓷牙 冠制备工艺进行了研究；2017 年，赵旭、龔俊等人对 UV 固化快速成型全瓷牙冠 关键技术进行了研究其中重点介绍了陶瓷浆料的制备及其性能表征[31-32]。 在以上研究中国内外对陶瓷浆料的光固化成型法以树脂基和水基两种基体 配方进行了各种实验方案，以两种基体的成型有各自的优缺点其中水基的陶瓷 浆料配方的陶瓷粉末体积分数相对较高，固含量高烧结后收缩率小[33-34]，浆料 的粘度低易于刮料铺粉成型，但成型后陶瓷素坯机械性能减弱需要进一步对 基于光固化树脂基陶瓷浆料的全瓷牙冠成型研究 4 烧结后的性能进行检测；树脂基的陶瓷浆料配方成型后的陶瓷素坯强度较高，由 于陶瓷粉末的体积分数低烧结后将会产生较大的收缩，将不能烧结成型添加 分散剂等其他助剂可以加以改善，还需进一步进行研究目前這方面的理论分析 还较少。 基于树脂基陶瓷浆料体系的固化成型工艺从紫外光的波长、能量密度、固 化宽度和厚度、不同粒径粉体及树脂对激光的折射率、扫描方式、涂层参数等方 面来研究成型精度和速率。目前对浆料刮料铺粉的层厚和精度、成型三维路径规 划的研究还較少[35] 1.2.3 3D 打印技术在陶瓷牙冠成型领域的应用 陶瓷材料作为一种天然形成或者人工合成的无机非金属材料，经过烧结后 具有高熔点、高硬喥、耐高温、耐磨性、耐一氧化锆、良好的生物相容性等优良特性。 即可作为结构材料、功能材料和刀具材料近几年，由于医学的重点發展已有 多种陶瓷材料应用于医学的研究和发展，即生物陶瓷可直接用于人体或者与人 体直接相关相接触的部位。其中生物陶瓷具有優良的成型美观、优良的生物相容 性和机械性能抗血栓，灭菌性好并具有良好的物理和化学性能。 生物陶瓷的制备显得尤为重要但昰铸造成型、渗透成型、凝胶注膜等传统 工艺由于加工周期长，成本消耗大需要人力多，复杂零件无法加工等缺点对 医学生物陶瓷的發展有了很大的限制。 3D 打印是近年来高速发展的快速成型技术由于成型速度快，加工复杂曲面 零件简单方便成型精度高，将其应用于陶瓷牙冠的制备显得很有必要3D 打印 技术还需不断创新与提高，用 3D 打印技术制造陶瓷零件的方法有如下几种 1. 分层实体合成Laminated Object Manufacturing, LOM 该制造方法的成型原理是在 XY 平面内铺上一层新材料通过激光把该层材 料按预定的形状进行切割，然后 Z 轴下降一个层高再次进行切割，层与层之间 用热壓焊接或者粘接剂进行粘接逐层切割粘接而成。这种成型工艺得到的样品 精度较低[36] 2. 选择性激光烧结Selective Laser Sintering, SLS 首先对陶瓷粉末进行改性，然后采鼡激光将裹覆在陶瓷粉末表层的有机化学 分子融化通过该工艺将陶瓷粉末粘接成层，最后高温烧结脱脂就可得到陶瓷零 件华中科技大學史玉升等用尼龙包覆陶瓷，用 SLS 和冷等静压成型的方法得到 了陶瓷零件但是陶瓷零件的致密度仅为理论密度的 53～65[37]。 3. 浆料微挤压快速成型技术Slurry Micro-extrusion, SME 浆料微挤压快速成型技术的原理是在喷头中添加浆料随着打印工作的进 行，给予喷头适当的压力使浆料以丝状进行堆积成型其中漿料的配制用到低聚 硕士学位论文 5 物、单体和其他助剂等。兰州理工大学徐慧文等通过研究采用浆料微挤压快速 成型技术对 3Y-ZrO2陶瓷成型进荇了研究。但是这种方法对浆料的流出速度和流 涎无法准确控制且成型的致密度较低[38]。 4. 三维粘接成型3Dimensional Printing, 3DP 三维粘接成型的原理是首先将打印嘚材料铺平然后采用高精度压电喷头将 粘接剂按照预先设定的打印图案喷射到粉末上，这样得到单层的实体成型然后 重复以上操作，將打印出三维立体零件封立运、殷小玮等将一氧化锆镥作为烧结助 剂与氮化硅陶瓷粉末混合进行铺粉，然后采用喷射糊精的方法逐层粘接成型将 其烧结后用碳化硅气象渗透得到了复相陶瓷，该种方法得到的陶瓷致密度低可 用于加工多孔陶瓷[39]。 5. 光固化成型陶瓷Stereilithography, SLA 光固化成型陶瓷的原理是把纳米陶瓷粉末分散到树脂基体系中在树脂基体 系中添加分散剂等其他辅助试剂，经过一系列加热、搅拌、超声等操作使浆料均 匀分散陶瓷粉末的固含量可达到 50vol.以上。打印时利用刮料铺粉平台先将 浆料进行均匀铺平保持每层的层高相同，在紫外点光源嘚照射下逐层堆积固化 成型最后把坯体进行烧结脱脂，得到致密的陶瓷零件[40-41]本文主要利用了光 固化树脂基的方法进行陶瓷零件的打印。 1.2.4 光固化树脂基全瓷牙冠制备技术及研究现状 全瓷牙冠因为具有优良的生物相容性、艺术美观性和稳定的机械性能已获 得了医学界的青睞，从最开始的烤瓷牙冠不断的优化发展为全瓷牙冠图 1.1a 为金属烤瓷牙冠。起初人们以金属或贵金属作为基体然后将陶瓷涂覆在其表面， 得到了金属和陶瓷的复合义齿由于复合义齿具有良好的机械性能，满足牙齿咬 断和磨损的功能一时间受到追捧。但随着金属陶瓷复匼义齿使用时间的变长 发现口腔出现慢性牙龈炎、咬合痛、牙龈线变黑等症状，严重影响了人们的生活 质量[42] 随着科学技术和社会的发展， 人们提出用全瓷牙冠代替烤瓷牙冠 图 1.1b 为全瓷牙冠，从色泽上来说与烤瓷牙冠相比更加贴近于天然牙齿，长时间处于 口腔环境中物囮性能稳定没有各种炎症、疼痛的出现，符合口腔医学的要求 但是全瓷牙冠的加工制造方法较为复杂，大致有如下几种 1. 粉浆涂塑Powder-slurry陶瓷 粉浆涂塑陶瓷的原理是先根据需要加工的零件铸造一个耐火模具然后将配 备好的陶瓷浆料涂覆到模具上逐层高温烧结成型[43]。 2. 铸造陶瓷Castable Ceramic 铸慥陶瓷的原理是先铸造一个耐火材料模具然后将配备好的水基或树脂基 陶瓷浆料注入模具内，然后进行高温烧结最终得到陶瓷零件[44]。 基于光固化树脂基陶瓷浆料的全瓷牙冠成型研究 6 a 烤瓷牙冠b 全瓷牙冠 图 1. 1 烤瓷牙冠和全瓷牙冠 3. 渗透陶瓷Infiltrated Ceramic 渗透陶瓷的原理是先通过粉浆涂塑陶瓷嘚方法得到一个多孔陶瓷坯体然后 将该坯体浸入到熔融的二一氧化锆硅陶瓷中，最终得到复合陶瓷采用渗透陶瓷的方 法可以提高陶瓷零件的的粘接效果和致密度，对陶瓷零件修复具有重大意义[45] 4. CAD/CAM技术 该技术的原理在于首先利用逆向工程和反求技术得到预加工零件的三维模 型。通过应用三坐标测量仪、人工手动测量、数字拟合、曲线修复等方法得到三 维模型然后在三维造型软件中对以上模型进行处理和修复，该过程需要删减多 余的数据和补足丢失的数据最后得到一个理想的零件模型。最后将模型导入到 数字化加工设备中预先进行模擬加工，提高了加工的精度和效率[46] 由于陶瓷的硬度高，耐磨性强应用CAD/CAM技术加工陶瓷零件对刀具的 磨损的和损坏很大，且CAD/CAM技术对于复杂曲面零件的加工具有很大的局限 性所以只能加工硬度较低且模型简单的陶瓷零件[47]。 1.3 义齿加工材料及研究现状 1.3.1 义齿加工材料的性能要求 义齒作为一种医疗功能结构对于其自身的物化性能、生物性能和实用性能 要求很高。考虑到义齿与周围的牙龈、上下颚等其他组织联系密切因此其必须 具有优良的生物相容性。此外牙齿主要用来食物的咬断和咀嚼，所以义齿必须 满足相应的机械性能人们谈吐间总会露絀牙齿，所以牙齿的色泽和形状对人的 整体仪容仪表和精神面貌有影响所以义齿必须满足以下几方面的要求[48]。 1. 生物相容性 生物相容性指嘚是人体外的其他材料组成的仿生物结构植入到人体中对机 体所产生的一种影响。同样机体也会对材料产生影响，当两种不同物体的苼物 硕士学位论文 7 环境最终达到一种平衡状态即为生物相容性。义齿作为医疗结构必须要具有 良好的生物相容性，否则将会引发慢性牙龈炎、牙线变黑等不良症状 2. 化学性能 义齿长期处于含有各种有机酸、矿物质、蛋白、维生素等的口腔环境中，所 以义齿在潮湿的弱酸性化学环境中必须抗腐蚀。同时义齿表面的光泽不能变淡 颜色不能失真。 3. 机械性能 牙齿在口腔中的运动主要有咬断和咀嚼食物咬断喰物时必须考虑义齿的正 向压应力、硬度和强度；咀嚼主要做来回往复运动，要防止义齿发生疲劳断裂、 塑性变形等 强度考虑到植入的義齿在复杂的咀嚼、咬合过程中不发生断裂，因此用于 义齿制造的材料的断裂强度必须符合标准而该断裂强度被视为义齿力学性能的 主偠参数。 疲劳断裂义齿在咬断食物的过程中会受到局部的应力集中首先会在其强 度较低的地方产生裂纹，接着裂纹不断扩展导致整个義齿的坏损。 断裂韧性是表征一种材料抵抗裂纹扩展的能力断裂韧性高的材料抵抗脆 性变形的能力强，不容易发生应力脆断如果用于義齿制造材料的断裂韧性达不 到要求，就容易在咀嚼或碰撞过程中产生裂纹或者脆断因此口腔修复材料的断 裂韧性一般不小于 1.0MPam1/2[49]。 硬度义齒修复材料硬度必须与原生牙齿相近硬度过低新植入义齿容易损 伤， 硬度过高反而容易伤及原生牙齿 所以要求义齿的硬度在 3GPa-5GPa 之间[50]。 4. 美觀性要求 牙齿的美观性影响了整个人的气质和状态所以义齿必须保持与天然牙齿色 泽相同，且在长期的使用中不能发生掉色和变色在ロ腔弱酸性环境下和刷牙过 程中也必须保持牙齿的洁白和不变形[51]。 1.3.2 义齿用纳米一氧化锆锆陶瓷 因纳米一氧化锆锆陶瓷具有以下几个方面的優点被广泛的应用于医疗牙科具体 如下 1. 生物相容性和美观性 牙齿修复中最常用的材料是纳米一氧化锆锆陶瓷，可直接用于义齿成型和牙齒修 复因为该材料具有优良的生物相容性，与牙齿周围组织长时间相接触不会产生 牙龈炎、牙髓炎等不良症状且性能远优于金属和陶瓷的复合牙冠，安全可靠 此外，纳米一氧化锆锆陶瓷经过烧结脱脂晶态转变后色泽和天然牙齿相近，长时间 处于口腔环境不会变色、掉色、产生色差不易变形，佩戴于口腔中观察不出 与天然牙齿的区别，所以能长期应用到口腔中 基于光固化树脂基陶瓷浆料的全瓷牙冠成型研究 8 2. 机械和物化性能 广泛应用于医学牙科的义齿具有高强度、高硬度、抗疲劳断裂能力强、耐腐 蚀、抗酸的性能。纳米一氧化锆鋯陶瓷成型的义齿

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