牙科用二硅酸鋰微晶玻璃的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種微晶玻璃的制備方法，特別涉及一種牙科用微晶玻璃的制備方 法。
【背景技術】
[0002] 作為一種重要的牙齒修復材料，二硅酸鋰微晶玻璃不但具有良好的力學性能、生 物相容性、穩(wěn)定性等，還具有優(yōu)越的半透性，可模擬天然牙齒的熒光效果，具有其他材料不 可比擬的生物相容性、美學性能，能夠滿足醫(yī)學上對牙齒修復材料的基本要求。隨著時代的 發(fā)展，人們越來越注重牙齒修復體的安全性能和美學性能。牙齒修復材料不但要具備更優(yōu) 異的力學性能以制備后牙單冠、三聯(lián)固定橋等部件，還要能模擬天然牙齒的光澤，并滿足不 同人群對牙齒修復材料顏色及復雜形狀的要求。這就要求牙齒修復材料不但要具備良好的 力學、光學及生物性能外，還要具有良好的可加工性。
[0003] 微晶玻璃的可加工性，從廣義上是指將材料加工成一定形狀的難易程度與材料性 能和顏色等的可設計能力。目前二硅酸鋰微晶玻璃較常用的加工方法有牙科熱壓鑄和計算 機輔助設計和制造（CAD/CMD)兩種，熱壓鑄是在一定溫度下，將粘滯的微晶玻璃材料通過 施壓注入預制型腔以成型的技術。CAD/CMD技術是先將基礎玻璃塊體在低溫下熱處理得到 Li2SiO^j晶玻璃，利用其易于加工成型的特點進行計算機輔助加工，最后再將它在高溫下 熱處理，使偏硅酸鋰（Li 2SiO3)晶體轉變?yōu)槎杷徜嚕↙i2Si2O5)晶體。目前商業(yè)化的二硅酸 鋰微晶玻璃是由Ivoclar公司推出IPS Empress型微晶玻璃，這是典型的二硅酸鋰強化型 微晶玻璃，力學性能良好，色系也較為完善。IPS e. max Press是最新一代二硅酸鋰玻璃陶 瓷，其利用棒狀二硅酸鋰晶體形成交互鎖接的微觀結構，產品性能得到了大幅度提高。國內 硅酸鋰微晶玻璃的研宄開展較晚，雖然已有部分研宄單位提出相關發(fā)明專利，但仍屬于起 步階段，并未有商業(yè)化產品的出現(xiàn)。
[0004] 目前二硅酸鋰微晶玻璃的制備方法多為熔融法，如文獻[Journal of The European Ceramic Society, 2010, 30:2017-2030]所披露的技術。對粉末燒結法的研宄則 相對較少。相對于熔融法而言，粉末燒結法具有便于添加色料、晶種等以改善材料的美學性 能和力學性能等的優(yōu)點，對可加工性具有較好的實用意義。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種具有良好可加工性的二硅酸鋰微晶玻璃的制備方法， 其特點是采用二硅酸鋰玻璃粉熱壓燒結，在低溫下形成致密的偏硅酸鋰微晶玻璃體，并 將其加工成牙冠，再通過進一步的熱處理將偏硅酸鋰（Li 2SiO3)晶體轉變?yōu)槎杷徜?(Li2Si2O 5)，以實現(xiàn)力學性能與美學功能的統(tǒng)一。
[0006] 為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術方案予以實現(xiàn)的：
[0007] -種牙科用二硅酸鋰微晶玻璃的制備方法，其特征在于，包含下列步驟：
[0008] (1)按質量百分比，將 25-35% 的 LiO2, 60-75% 的 SiO2, 1-4% 的 Α1203,0· 5-1 % 的 ZrO2, 0. 5-1 %的K2O, 0. 5-1 %的P2O5進行稱量并混合均勻，其中LiO2、K20以碳酸鹽的形式引 入，P2O5以NH4H2PO5的形式引入；
[0009] (2)將混合料裝入坩堝中，在空氣爐中于750°C -900°c保溫5-10小時預燒，使原料 中的碳酸鹽得到充分分解；
[0010] ⑶將分解完全的混合料于電阻爐中加熱至1100°C -1300°c熔融，然后升溫至 1350°C -1500°C保溫3-5小時使玻璃液澄清；將澄清后的玻璃液水淬得到玻璃熔塊，將該玻 璃熔塊球磨成5 μ m-ΙΟ μ m的玻璃粉；
[0011] (4)將玻璃粉模壓成素坯塊體，烘干后于40(TC -60(TC燒結得到預燒塊體，然后于 630°C _700°C熱壓燒結得到適合機械加工的微晶玻璃塊體；
[0012] (5)將微晶玻璃塊體加工制成樣品，在空氣爐中于500°C _600°C熱處理20-40小 時，700°C _850°C熱處理15-20小時，將偏硅酸鋰晶體Li2SiO3完全轉化為二硅酸鋰晶體。
[0013] 上述方法中，步驟（1)所述混合采用球磨，球磨介質為無水乙醇，球、料、無水乙醇 的質量比為2 :1 :1 ;球磨好混合料過300目篩。
[0014] 步驟⑵所述預燒的升溫速率為2°C -5°C。
[0015] 步驟⑷所述模壓的壓力為60MPa-90MPa，所述熱壓燒結中，加壓方式為持續(xù)加壓 20MPa-40MPa〇
[0016] 步驟（5)所述500 °C -600 °C熱處理階段的升溫速率為5-10 °C /min ;所述 700°C -850°C熱處理階段的升溫速率為600-900°C /min。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0018] 1、采用兩部熱處理法，既第一步玻璃粉體的低溫熱壓燒結，第二步熱處理的方法， 在第一步熱壓階段后，得到晶體相為偏硅酸鋰（Li 2SiO3)的微晶玻璃塊體，此時的塊體強 度低，可按照形狀要求進行加工，可加工性良好，并利用該體系微晶玻璃極低的熱膨脹系 數(shù)，進行第二步的熱處理，將基體內強度較低的偏硅酸鋰（Li 2SiO3)晶體轉變?yōu)槎杷徜?(Li2Si2O 5)，得到美觀、高強度的二硅酸鋰微晶玻璃體樣品。
[0019] 2、采用玻璃粉燒結法制備二硅酸鋰微晶玻璃，在偏硅酸鋰的燒結階段可以將需要 的著色劑、增強相等加入體系中，為該體系微晶玻璃制品在后期的性能拓展提供了良好的 基礎。
[0020] 3、本發(fā)明最終制備的二硅酸鋰微晶玻璃抗彎強度可達到強度為300MPa-340MPa， 致密度達到99. 1% -99. 7%，達到國內外先進水平。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明實施例5樣品的掃描電鏡（SEM)照片。其中：A為熱壓處理后試樣 的微觀形貌，B為熱處理后試樣（5-7)的微觀形貌。
[0022] 圖2為本發(fā)明實施例5樣品不同處理階段的X-射線衍射（XRD)圖。圖中：LD :二硅 酸鋰晶體（Li2Si205，PDF card 40-0376) ;LM:偏硅酸鋰晶體（Li2Si03, PDF card 29-0829)。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述