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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于口腔醫(yī)學(xué)牙科烤瓷修復(fù)體的陶瓷材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
牙科金屬烤瓷修復(fù)體兼具金屬的強(qiáng)度和陶瓷的美觀，深受人們的歡迎，目前在口腔矯形修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。但現(xiàn)在國(guó)內(nèi)使用的烤瓷粉基本上從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格昂貴，每公斤價(jià)格高達(dá)數(shù)萬元。本發(fā)明開發(fā)替代進(jìn)口的烤瓷用陶瓷材料。
有報(bào)道在制造牙科陶瓷時(shí)作為內(nèi)部增強(qiáng)劑加入天然白榴石(Holland W.Empress-materialand clinical science.Ivoclar-Vivadent Report No.10，1994.)和鉀長(zhǎng)石(東北大學(xué)，齒科用生物陶瓷材料，中國(guó)專利01106205.3)，但成分不好控制且易引入雜質(zhì)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(jìn)行退火處理的兩步熱處理方法(張飆，錢發(fā)湯．白榴石對(duì)雅克玻璃陶瓷強(qiáng)度的影響[J]．北京口腔醫(yī)學(xué)，1999，7(1)44-47；東北大學(xué)，齒科用生物陶瓷材料，中國(guó)專利01106205.3)，手續(xù)繁復(fù)，費(fèi)工耗能?，F(xiàn)有專利制成的還只是單一白色的素瓷粉。(東北大學(xué)，齒科用生物陶瓷材料，中國(guó)專利01106205.3)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)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(xué)試劑作為原料，原料易得，配料準(zhǔn)確；采用步冷析晶法一次性燒成，方法簡(jiǎn)單，省工節(jié)能；并且在素瓷粉中加入自制色料進(jìn)行系列配色，遮色瓷和體瓷各制成A、B、C、D4個(gè)系列17個(gè)色別的著色瓷粉，可根據(jù)人自然牙不同色澤選用，色澤逼真美觀。其強(qiáng)度高，與金屬基底結(jié)合牢固，膨脹系數(shù)與合金基底匹配，化學(xué)穩(wěn)定性好，可提供口腔科臨床烤制瓷牙修復(fù)體。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是
1.遮色瓷素瓷粉的成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))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(zhì)量百分?jǐn)?shù))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(zhǔn)備為了符合人體安全的需要，保證牙科陶瓷化學(xué)組成的準(zhǔn)確性，防止有害物質(zhì)的混入，各組分均采用化學(xué)純或分析純的試劑原料引入。所用原料為化學(xué)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?yàn)檠心ンw，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(yīng)，然后采取50℃/20min～40min控溫步冷冷卻制度冷卻熔料，以促進(jìn)白榴石析晶。
5.瓷粉的粉磨燒成的瓷料粉碎后，用氧化鋁球?yàn)檠心ンw，水為介質(zhì)，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(zhì)量百分?jǐn)?shù)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(lán)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(xì)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(shù)，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(lán)0～1B1，B2釩鋯黃1～5B3，B4釩鋯黃2～8桔黃0.5～2釩鋯藍(lán)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(lán)0.2～28.體瓷的系列配色，100份體瓷素瓷粉中加入色料份數(shù)，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(lán)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(lán)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(lán)0.1～1 TiO20.1～29.理化性能球磨40～60小時(shí)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(fā)明制備的烤瓷，壓縮強(qiáng)度為400～500MPa；顯微硬度達(dá)HV350～450MPa；熱膨脹系數(shù)達(dá)到12～15×10-6/℃，與Ni-Cr合金相匹配。在水和稀酸稀堿中的化學(xué)穩(wěn)定性好，在口腔環(huán)境中不受侵蝕。本發(fā)明把遮色瓷和體瓷各調(diào)制成A、B、C、D4個(gè)系列17個(gè)色別的著色瓷粉，可根據(jù)人自然牙不同色澤選用，色澤逼真美觀。調(diào)制的A、B、C、D4個(gè)系列17個(gè)色別的著色烤瓷，與Vita烤瓷比色板對(duì)應(yīng)的各個(gè)色別顏色相同，且同一系列內(nèi)隨著飽和度不同顏色呈現(xiàn)出由淺至深的梯度變化，與Vita樣品的漸變規(guī)律一樣。反射光譜分析表明，本發(fā)明調(diào)制的著色烤瓷的反射光譜曲線與對(duì)應(yīng)的Vita烤瓷基本一致。
本發(fā)明所用原料易得，制造步驟簡(jiǎn)單，省工節(jié)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(fù)體，具有巨大的市場(chǎng)前景和經(jīng)濟(jì)效益。
10.實(shí)施例(1).遮色瓷素瓷粉的成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))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(zhì)量百分?jǐn)?shù))；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?yàn)檠心ンw，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(zhì)量百分?jǐn)?shù)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(lán)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(xì)備用。
(5).遮色瓷的系列配色，100份素瓷粉中加入色料份數(shù)，球磨20～30h。

(6).體瓷的系列配色，100份素瓷粉中加入色料份數(shù)，球磨20～30h。

權(quán)利要求
1.一種配色的牙科烤瓷用陶瓷材料，包括4個(gè)系列17個(gè)色別，用一種素瓷粉加入色料配制而成，該素瓷粉成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)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(gè)系列17個(gè)色別，用一種素瓷粉加入色料配制而成，該素瓷粉成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(xué)純或分析純的試劑原料引入。按配方稱量配料，用氧化鋁球?yàn)檠心ンw，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?yàn)檠心ンw，水為介質(zhì)，放入塑料或陶瓷罐中球磨40～60h，烘干即得素瓷粉。
6.根據(jù)權(quán)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(yīng)，然后采取50℃/20min～40min控溫步冷冷卻制度冷卻熔料。
7.根據(jù)權(quán)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(zhì)量百分?jǐn)?shù)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(lán)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(xì)備用。
8.根據(jù)權(quán)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(shù)，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(lán)0～1B1，B2釩鋯黃1～5B3，B4釩鋯黃2～8桔黃0.5～2 釩鋯藍(lán)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(lán)0.2～2
9.根據(jù)權(quán)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(shù)，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(lán)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(lán)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(lán)0.1～1TiO20.1～全文摘要
本發(fā)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(hào)C04B37/02GK1663930SQ20041001558
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2004年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者陳明源, 鐘蓮云, 江澤峰, 陸慶秀 申請(qǐng)人:陳沁 , 陳韜