本發(fā)明涉及氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體及其制造方法。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及強(qiáng)度及透光性優(yōu)異、且在燒結(jié)體的狀態(tài)下加工性優(yōu)異的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、由金屬氧化物形成的陶瓷在工業(yè)上被廣泛利用。其中，氧化鋯燒結(jié)體由于其高強(qiáng)度和審美性，被用于牙科用補(bǔ)綴物等的牙科材料用途。

2、氧化鋯燒結(jié)體由于強(qiáng)度優(yōu)異，因此在用于補(bǔ)綴物等牙科材料用途時(shí)，幾乎不會(huì)發(fā)生破損等問題。另外，氧化鋯燒結(jié)體由于透光性也高，在口腔內(nèi)難以著色，因此審美性也優(yōu)異。另一方面，在制成完全燒結(jié)了的狀態(tài)的燒結(jié)體之后，由于具有高的硬度，因此利用牙科用加工機(jī)幾乎不能加工。例如，如果為了得到具有與患者的牙齒形狀一致的形狀的氧化鋯燒結(jié)體而對(duì)具有立方體形狀的氧化鋯燒結(jié)體進(jìn)行機(jī)械加工，則金屬制的加工用工具的消耗變得非常大，而且在制造僅1個(gè)牙科用補(bǔ)綴物的情況下也需要大量的時(shí)間。

3、基于這樣的情況，在將氧化鋯燒結(jié)體用于牙科材料用途時(shí)，通常不是完全燒結(jié)了的燒結(jié)體，而是將處于容易加工的半燒結(jié)狀態(tài)的預(yù)燒體加工成所期望的牙科用補(bǔ)綴物的形狀后，進(jìn)一步使其燒結(jié)，由此作為加工成目標(biāo)牙科用補(bǔ)綴物的形狀的燒結(jié)體而被制造。之后，對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行微量的調(diào)整加工，以在牙科醫(yī)院將具有牙科用補(bǔ)綴物的形狀的燒結(jié)體安裝于患者的口腔內(nèi)時(shí)合適而沒有不相容的感覺。

4、另外，近年來，在將預(yù)燒體加工成所期望的牙科用補(bǔ)綴物的形狀時(shí)，使用基于能夠得到與患者的治療部位的牙齒一致的形狀的cad/cam系統(tǒng)的機(jī)械加工，多使用cad/cam系統(tǒng)用的預(yù)燒體(打磨坯料)。

5、如上所述，在將氧化鋯燒結(jié)體用于牙科材料用途的情況下，由于氧化鋯燒結(jié)中的特有問題，避免在制成燒結(jié)體后進(jìn)行大的機(jī)械加工，對(duì)燒結(jié)體的加工停留在牙科醫(yī)院中安裝于患者的口腔內(nèi)時(shí)為了微調(diào)而進(jìn)行的程度。換句話說，根據(jù)由氧化鋯的燒結(jié)引起的階段性物性變化，進(jìn)行牙科材料用途的對(duì)應(yīng)。

6、另外，在牙科治療中，考慮到起因于上述氧化鋯燒結(jié)體的物性的特有情況，一般進(jìn)行經(jīng)過下述這樣的多個(gè)工序的治療：取得牙列信息等患者的口腔內(nèi)形狀的信息的工序；基于取得的信息，通過cad/cam系統(tǒng)將預(yù)燒體(打磨坯料)機(jī)械加工為所期望的牙科用補(bǔ)綴物的形狀的工序；將具有所期望的牙科用補(bǔ)綴物的形狀的預(yù)燒體燒結(jié)而得到燒結(jié)體的工序；和以在牙科醫(yī)院安裝于患者的口腔內(nèi)時(shí)合適而沒有不相容的感覺的方式對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行微量的調(diào)整加工的工序。

7、這樣，在使用了氧化鋯燒結(jié)體的牙科用補(bǔ)綴物的牙科治療中，在去一次醫(yī)院時(shí)，難以完成上述所有的工序。因此，多數(shù)情況下，即使是一顆牙齒的治療，也會(huì)多次去牙科醫(yī)院，從治療開始到治療結(jié)束的治療期間也往往需要1個(gè)月以上。

8、另一方面，作為患者，從減少到治療后的安裝新的人工牙為止的時(shí)間、減輕去醫(yī)院的負(fù)擔(dān)這方面考慮，希望盡量減少去醫(yī)院的次數(shù)，想在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束治療的需求逐年增加。

9、假設(shè)在氧化鋯燒結(jié)體的狀態(tài)下能夠進(jìn)行大幅度的機(jī)械加工的情況下，也可以不需要暫時(shí)在預(yù)燒體的狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)械加工、之后通過燒結(jié)來制造燒結(jié)體的工序，在取得患者的口腔內(nèi)形狀的信息后，基于該信息，通過cad/cam系統(tǒng)將未加工的燒結(jié)體機(jī)械加工成所期望的牙科用補(bǔ)綴物的形狀，安裝在患者的口腔內(nèi)并進(jìn)行微調(diào)加工，能夠在一天中結(jié)束牙科治療。

10、另外，在使用牙科用補(bǔ)綴物的情況下，一天中結(jié)束的牙科治療在使用氧化鋯以外的二硅酸鋰玻璃陶瓷、長(zhǎng)石系玻璃陶瓷等材料的情況下是可能的，但是在氧化鋯燒結(jié)體的情況下，存在起因于氧化鋯燒結(jié)體的物性的特有的情況，實(shí)現(xiàn)的困難性大。

11、如上所述，由于從強(qiáng)度及審美性的方面考慮對(duì)于氧化鋯的需求也高，因此伴隨對(duì)縮短治療期間的需求的提高，還提出了在燒結(jié)體的狀態(tài)下機(jī)械加工性優(yōu)異、能夠從棱柱狀或圓盤狀的打磨坯料加工成所期望的牙科用補(bǔ)綴物的形狀的氧化鋯燒結(jié)體(例如專利文獻(xiàn)1、2)。

12、例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了一種加工性氧化鋯及其制造方法，該加工性氧化鋯是以包含正方晶氧化鋯復(fù)合粉末、和相對(duì)于前述氧化鋯復(fù)合粉末的質(zhì)量比大于0質(zhì)量％且為2.5質(zhì)量％以下的tio2納米粉末的方式形成的燒結(jié)體，所述正方晶氧化鋯復(fù)合粉末包含79.8～92摩爾％的zro2及4.5～10.2摩爾％的y2o3、和3.5～7.5摩爾％的nb2o5或5.5～10.0摩爾％的ta2o5。

13、另外，專利文獻(xiàn)2中公開了使用原料的具有機(jī)械加工性的氧化鋯組合物及其制造方法，所述原料包含78～95摩爾％的zro2、2.5～10摩爾％的y2o3、和2～8摩爾％的nb2o5及/或3～10摩爾％的ta2o5，且zro2的主要結(jié)晶相為單斜晶。

14、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

15、專利文獻(xiàn)

16、專利文獻(xiàn)1：日本特開2015-127294號(hào)公報(bào)

17、專利文獻(xiàn)2：國際公開第2021/132644號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的課題

2、專利文獻(xiàn)1和2中公開的氧化鋯燒結(jié)體即使在燒結(jié)狀態(tài)下也能夠進(jìn)行機(jī)械加工。但是，切出牙科用補(bǔ)綴物的加工時(shí)間變長(zhǎng)，從縮短治療時(shí)間的觀點(diǎn)來看，有改善的余地。

3、另外，在專利文獻(xiàn)1和2所公開的氧化鋯燒結(jié)體中，雖然可以進(jìn)行機(jī)械加工，但由于通過使用一個(gè)加工用工具的連續(xù)加工而得到的牙科用補(bǔ)綴物的個(gè)數(shù)少，加工用工具的消耗快，因此存在更換加工用工具的頻率升高、工具的更換時(shí)間增加、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性降低的問題。

4、另外，若為了提高機(jī)械加工性而降低材料的硬度，則存在材料的強(qiáng)度降低的問題。

5、本發(fā)明的目的在于提供具有適合牙科用的強(qiáng)度和透光性、且機(jī)械加工性優(yōu)異的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體。

6、用于解決課題的方案

7、為了解決上述課題，本發(fā)明人等進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過在以規(guī)定的比例包含zro2、hfo2、能夠抑制氧化鋯的相變的穩(wěn)定劑、和nb2o5及/或ta2o5的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體中，還包含第i族元素，能夠解決課題，基于該見解進(jìn)一步進(jìn)行研究，從而完成本發(fā)明。

8、即，本發(fā)明包含以下的發(fā)明。

9、[1]一種氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體，其包含zro2、hfo2、能夠抑制氧化鋯的相變的穩(wěn)定劑、和nb2o5及/或ta2o5，

10、在zro2、hfo2、前述穩(wěn)定劑、nb2o5及ta2o5的合計(jì)100摩爾％中，zro2及hfo2的合計(jì)含有率為78～97.5摩爾％，

11、前述穩(wěn)定劑的含有率為1～12摩爾％，

12、nb2o5及ta2o5的合計(jì)含有率為1～9摩爾％，

13、所述氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體還包含第i族元素。

14、[2]根據(jù)[1]所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體，其中，前述第i族元素的含有率相對(duì)于zro2、hfo2、前述穩(wěn)定劑、nb2o5及ta2o5的合計(jì)100摩爾％為大于0摩爾％且為3摩爾％以下。

15、[3]根據(jù)[1]或[2]所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體，其中，前述第i族元素包含選自li、na和k中的至少一種元素。

16、[4]根據(jù)[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體，其中，將前述穩(wěn)定劑的含有率設(shè)為a摩爾％、nb2o5及ta2o5的合計(jì)含有率設(shè)為b摩爾％時(shí)，a/b為0.9以上且3以下。

17、[5]根據(jù)[1]～[4]中任一項(xiàng)所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體，其中，前述穩(wěn)定劑包含y2o3及/或ceo2。

18、[6]根據(jù)[1]～[5]中任一項(xiàng)所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體，其中，還包含氧化鋯強(qiáng)化劑，前述氧化鋯強(qiáng)化劑的含有率相對(duì)于zro2、hfo2、前述穩(wěn)定劑、nb2o5及ta2o5的合計(jì)100質(zhì)量％為大于0質(zhì)量％且為5.0質(zhì)量％以下。

19、[7]根據(jù)[6]所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體，其中，前述氧化鋯強(qiáng)化劑包含tio2及/或al2o3。

20、[8]根據(jù)[6]所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體，其中，前述氧化鋯強(qiáng)化劑包含tio2，tio2的含有率為0.6～3.7質(zhì)量％。

21、[9]根據(jù)[1]～[8]中任一項(xiàng)所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體，其中，前述氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體的平均晶粒度為0.5～5.0μm。

22、[10][1]所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體的制造方法，其包括：

23、使用原料組合物制作成形體的工序，所述原料組合物包含zro2、hfo2、能夠抑制氧化鋯的相變的穩(wěn)定劑、和nb2o5及/或ta2o5，

24、在zro2、hfo2、前述穩(wěn)定劑、nb2o5及ta2o5的合計(jì)100摩爾％中，zro2及hfo2的合計(jì)含有率為78～97.5摩爾％，

25、前述穩(wěn)定劑的含有率為1～12摩爾％，

26、nb2o5及ta2o5的合計(jì)含有率為1～9摩爾％，

27、所述原料組合物還包含第i族元素的原料化合物；和

28、將前述成形體燒結(jié)的工序。

29、[11]根據(jù)[10]所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體的制造方法，其中，前述原料組合物中所含的前述第i族元素的原料化合物為前述第i族元素的氫氧化物及/或鹽，

30、所述氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體的制造方法還包括將前述原料組合物的各原料在含有水的溶劑中濕式混合而得到原料組合物的工序。

31、[12]根據(jù)[10]或[11]所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體的制造方法，其中，在前述原料組合物中，前述穩(wěn)定劑包含對(duì)于zro2及hfo2不固溶的穩(wěn)定劑。

32、[13]根據(jù)[10]～[12]中任一項(xiàng)所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體的制造方法，其中，在將前述成形體燒結(jié)的工序中，包括：

33、在1300～1680℃下燒結(jié)的工序，和

34、在1200℃以上進(jìn)行hip處理的工序。

35、[14]根據(jù)[13]所述的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體的制造方法，其中，包含在進(jìn)行前述hip處理的工序后，在1400℃以下在大氣中或氧過量氣氛下進(jìn)行熱處理的工序。

36、發(fā)明的效果

37、根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有適合牙科用的強(qiáng)度和透光性、且機(jī)械加工性優(yōu)異的氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體。

38、另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供氧化鋯復(fù)合燒結(jié)體，其能夠在燒結(jié)體的狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)械加工，基于機(jī)械加工的加工時(shí)間短，并且能夠抑制加工用工具的消耗，通過使用了一個(gè)加工用工具的連續(xù)加工(以下，也簡(jiǎn)稱為“連續(xù)加工”)能夠削出的牙科用補(bǔ)綴物的個(gè)數(shù)多、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性優(yōu)異。