一種含銀的牙科用鈦合金材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)新材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種含銀的牙科用鈦合金材料。本發(fā)明的含銀的牙科用鈦合金材料，其為Ti-Zr-Cu-M-Ag合金，合金成分包括鈦、鋯、銅、、微量元素和銀，Zr的重量百分比為5～15%，Cu的重量百分比為1～5%，微量元素M的重量百分比為0.05～0.5%，Ag的重量百分比為0.01～0.2%，Ti余量；所包括的微量元素M為鋰、稀土元素鑭、鈰三種元素的一種或多種，具體匹配根據(jù)材料性能而調(diào)節(jié)；其相結(jié)構(gòu)為主相α和少量的β相。該含銀的牙科用鈦合金材料除了具有較好的硬度和抗壓強(qiáng)度之外，還有較好的生物相容性，能夠使牙齒與與骨及牙齦皮膜之間接合堅實穩(wěn)定。
【專利說明】一種含銀的牙科用鈦合金材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)新材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種含銀的牙科用鈦合金材料，主要用于臨床口腔修復(fù)、種植等。
【背景技術(shù)】[0002]據(jù)統(tǒng)計，牙周病、齲齒、牙列不齊是目前我國最普遍的三大牙病，這三種牙病的各種后遺癥，如牙齒缺損、牙齦腫脹疼痛、拔牙也困擾著人們，有90%的人患有不同程度的牙齦炎和牙周炎。過去由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及口腔衛(wèi)生觀念、意識的制約，國人對早期治療及預(yù)防性治療的認(rèn)識及合作程度較發(fā)達(dá)國家明顯落后。近年來，隨著人們生活水平提高、患者治療意識的增強(qiáng)，我國的牙科臨床及科研均得到了前所未有的發(fā)展，牙科用材料也得到了迅速發(fā)展。
[0003]牙科用材料主要有金合金、N1-Cr合金、Co-Cr合金、不銹鋼等。金合金的價格和顏色限制了其應(yīng)用。N1-Cr合金、Co-Cr合金、不銹鋼均含有N1、Co、Cr等有害元素，因此逐漸被淘汰。與這些材料相比，鈦及鈦合金密度小、比強(qiáng)度高，具有極好的生物相容性和耐腐蝕性。鑒于這些優(yōu)點，從20世紀(jì)80年代起發(fā)達(dá)國家就開始研究鈦在口腔修復(fù)中的應(yīng)用，近年來，牙科用鈦合金得到長足發(fā)展，知Q+B型鈦合金T16A14V、T16A17Nb和T15A12.5Fe，但這些合金中含細(xì)胞毒素元素和較高的的彈性模量，逐漸被淘汰。不含細(xì)胞毒素元素、具有較低的彈性模量的鈦合金逐漸被人們青睞。如美國的T113Nbl3 2r、T115Mo和T115M03Nb，日本研究的 T129Nbl3Ta4.62r、T129Nbl3Ta4Mo、T129Nbl3Ta2Sn 和 T129Nbl3Ta6Sn。以及國內(nèi)如申請?zhí)枮?2144726.8的專利提供了一種制作義齒的新型口腔用鈦合金，申請?zhí)枮?00410020500.8的專利提供了一種齒科用生物醫(yī)用鈦合金，具有較低的彈性模量等。但這些合金成本太高(如Ta元素的加入)，且難以克服耐蝕性和耐磨性差的缺點，另外，Mo、Nb等難熔稀有金屬的加入，將會增加冶煉難度，容易使合金成分不均勻，使其在牙科上的普及和推廣受到很大的限制。
[0004]專利申請?zhí)枮?00910216430.6的專利提供了一種牙科用鈦合金材料，該鈦合金材料具有較好的硬度和抗壓強(qiáng)度，但是該合金材料在植入時，與骨及牙齦皮膜之間接合不夠堅實穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種含銀的牙科用鈦合金材料，該含銀的牙科用鈦合金材料除了具有較好的硬度和抗壓強(qiáng)度之外，還有較好的生物相容性，能夠使牙齒與與骨及牙齦皮膜之間接合堅實穩(wěn)定。
[0006]本發(fā)明是通過下述的技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種含銀的牙科用鈦合金材料，其為T1-Zr-Cu-M-Ag合金，合金成分包括鈦、鋯、銅、、微量兀素和銀，Zr的重量百分比為5~15%, Cu的重量百分比為I~5%,微量兀素M的重量百分比為0.05~0.5%，Ag的重量百分比為0.01~0.2%，Ti余量；所包括的微量元素M為鋰、稀土元素鑭、鈰三種元素的一種或多種，具體匹配根據(jù)材料性能而調(diào)節(jié)；其相結(jié)構(gòu)為主相α和少量的β相。
[0007]上述的含銀的牙科用鈦合金材料中，所述Zr的重量百分比為8~12%。
[0008]上述的含銀的牙科用鈦合金材料中，所述Zr的重量百分比為10%。
[0009]上述的含銀的牙科用鈦合金材料中，所述Cu的重量百分比為2~4%。
[0010]上述的含銀的牙科用鈦合金材料中，所述Cu的重量百分比為3%。
[0011 ] 上述的含銀的牙科用鈦合金材料中，所述微量元素M的重量百分比為0.1~0.4%。
[0012]上述的含銀的牙科用鈦合金材料中，所述微量元素M的重量百分比為0.25%。
[0013]上述的含銀的牙科用鈦合金材料中，所述Ag的重量百分比為0.05~0.15%。
[0014]上述的含銀的牙科用鈦合金材料中，所述Ag的重量百分比為0.1%。
[0015]本發(fā)明提供的牙科用鈦合金的制作工藝過程為:配料-裝料-熔煉-鑄造成型。
[0016]首先將海綿鈦、海綿鋯、銅、鋰、銀放入真空非自耗電極水冷銅坩堝電弧爐中，將爐膛抽真空至l0-3Pa，然后輸入高純惰性氣體進(jìn)行一次或數(shù)次的反復(fù)沖洗。通電熔煉時，鎢極頭陰極和水冷銅坩堝陽極上的引弧端頭之間高壓放電產(chǎn)生電弧，釋放出巨大的熱量，使金屬在短時間內(nèi)熔化，將熔化過的鑄錠翻轉(zhuǎn)五次進(jìn)行重熔來保證其成分的均勻性，熔煉后直接鑄造成型。
[0017]本發(fā)明提供的牙科用鈦合金主要為α相，含少量B相，具有優(yōu)良的耐蝕性，與β型鈦合金相比，具有更好的耐磨性，適用于牙科修復(fù)中。加入β共析元素Cu能穩(wěn)定一定量的β相至室溫，同時能細(xì)化合金晶粒，起到細(xì)晶強(qiáng)化作用，使得合金保持較高的強(qiáng)度和塑性，提高合金耐磨性，并且，析出的Ti，Cu硬粒子也能有效提高耐磨性。Zr屬于中性元素，可降低鑄造線收縮率，強(qiáng)化合金力學(xué)性能，改善焊接性能，且生物相容性好。少量Ag加入可以增加該牙科材料的生物相容性，減少牙齒與牙齦皮膜之間的微感染，使得植入的牙齒及牙齦皮膜之間接合更加堅實穩(wěn)定。
[0018]與國內(nèi)外現(xiàn)有牙科用鈦合金相比，具有以下明顯優(yōu)點:
1、與目前臨床廣泛上所廣泛應(yīng)用的T16A14V合金相比，避免了有毒元素的加入。同時避免了鉭、鈮等貴金屬的加入，控制了合金成本；
2、合金鑄造性能良好，鑄造表面光滑，熔融狀態(tài)下其粘度明顯小于純鈦；
3、合金壓縮強(qiáng)度高達(dá)1300MPa至2000MPa；
4、耐磨性優(yōu)于現(xiàn)有牙科用鈦合金。
[0019]5、本合金生物相容性較好，該合金材料具有較好的抑菌功能，能夠抑制牙齒與牙齦皮膜之間的細(xì)菌，減少牙齒與牙齦皮膜之間的微感染，使得植入的牙齒及牙齦皮膜之間接合更加堅實穩(wěn)定。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。
[0021]實施例1
1.配料
海綿鋯 50g銅IOg
鋰0.5g
銀0.1g
海綿鈦余量 總重:1000g
2.熔煉
首先將海綿鈦、海綿鋯、銅、鋰、銀放入真空非自耗電極水冷銅坩堝電弧爐中，將爐膛抽真空至10_3Pa，然后輸入高純惰性氣體進(jìn)行一次或數(shù)次的反復(fù)沖洗。通電熔煉時，鎢極頭陰極和水冷銅坩堝陽極上的引弧端頭之間高壓放電產(chǎn)生電弧，釋放出巨大的熱量，使金屬在短時間內(nèi)熔化，將熔化過的鑄錠翻轉(zhuǎn)五次進(jìn)行重熔來保證其成分的均勻性，熔煉后直接鑄造成型。
[0022]3.本實施例制備的鈦合金主要技術(shù)指標(biāo):
該合金硬度:HV=249壓縮強(qiáng)度:1372MPa密度:4.71g/cm3。
[0023]實施例2:
1.配料 海綿鋯 120g 銅40 g
鑭4g
銀1.5g
海綿鈦余量 總重:1000g
2.熔煉方法同實施例1。
[0024]3.本實施例制備的鈦合金主要技術(shù)指標(biāo):
該合金硬度:HV=310壓縮強(qiáng)度:1835MPa密度:4.89 g/cm3。
[0025]實施例3:
1.配料
海綿鋯 100g 銅30g
鈰2.5g
銀Ig
海綿鈦余量 總重:1000g
2.熔煉方法同實施例1。
[0026]3.本實施例制備的鈦合金主要技術(shù)指標(biāo):
該合金硬度:HV=325，壓縮強(qiáng)度:1976MPa，密度:4.85g/cm3。
[0027]實施例4:
1.配料 海綿鋯 80g 銅20g鋰Ig
銀0.5g
海綿鈦余量 總重:1000g
2.熔煉方法同實施例1。
[0028]3.本實施例制備的鈦合金主要技術(shù)指標(biāo):
該合金硬度:HV=271，壓縮強(qiáng)度:1439MPa，密度:4.59g/cm3。
[0029]實施例5:
1.配料 海綿鋯 50g 銅IOg 鋪 0.05g 銀 0.1g 海綿鈦余量 總重:1000g
2.熔煉方法同實施例1。
[0030]3.本實施例制備的鈦合金主要技術(shù)指標(biāo):
該合金硬度:HV=245，壓 縮強(qiáng)度:1351MPa，密度:4.66 g/cm3。
【權(quán)利要求】
1.一種含銀的牙科用鈦合金材料，其特征在于，其為T1-Zr-Cu-M-Ag合金，合金成分包括鈦、鋯、銅、、微量元素和銀，Zr的重量百分比為5~15%，Cu的重量百分比為I~5%，微量元素M的重量百分比為0.05~0.5%, Ag的重量百分比為0.01~0.2%，Ti余量；所包括的微量元素M為鋰、稀土元素鑭、鈰三種元素的一種或多種，具體匹配根據(jù)材料性能而調(diào)節(jié)；其相結(jié)構(gòu)為主相α和少量的β相。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含銀的牙科用鈦合金材料，其特征在于，所述Zr的重量百分比為8~12%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含銀的牙科用鈦合金材料，其特征在于，所述Zr的重量百分比為10% ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含銀的牙科用鈦合金材料，其特征在于，所述Cu的重量百分比為2~4%ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含銀的牙科用鈦合金材料，其特征在于，所述Cu的重量百分比為3% ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含銀的牙科用鈦合金材料，其特征在于，所述微量元素M的重量百分比為0.1~0.4%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含銀的牙科用鈦合金材料，其特征在于，所述微量元素M的重量百分比為0.25%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含銀的牙科用鈦合金材料，其特征在于，所述Ag的重量百分比為 0.05 ~0.15%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含銀的牙科用鈦合金材料，其特征在于，所述Ag的重量百分比為0.1%。
【文檔編號】C22C14/00GK103589909SQ201310599663
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】張東升 申請人:山東省立醫(yī)院