粘結(jié)瓷粘結(jié)機制和對微弧氧化后鈦瓷結(jié)合影響的研究

發(fā)布時間：2020-09-01 18:03

　　目前鈦以其優(yōu)良的性能在口腔臨床得到日益廣泛的應(yīng)用。但由于鈦瓷結(jié)合強度無法達(dá)到傳統(tǒng)烤瓷合金的金瓷結(jié)合水平,從而限制了鈦作為烤瓷合金在臨床的廣泛應(yīng)用。研究表明,造成鈦瓷結(jié)合強度較低的主要原因有鈦的高溫氧化性和鈦瓷間熱膨脹系數(shù)的不匹配。為此各大瓷粉廠商紛紛推出了低熔點,低熱膨脹系數(shù)的純鈦專用瓷粉,期望解決鈦瓷結(jié)合強度較低的問題。與傳統(tǒng)瓷粉系統(tǒng)相比,鈦專用瓷粉系統(tǒng)首次引入了粘結(jié)瓷。在鈦瓷系統(tǒng)中,粘結(jié)瓷與鈦基底直接接觸,成為影響鈦瓷結(jié)合的重要因素。但粘結(jié)瓷的作用尚存在一定爭議。微弧氧化技術(shù)可在鈦表面形成陶瓷性氧化膜,該膜與基底呈冶金結(jié)合,結(jié)合強度高。其內(nèi)層致密,可阻止烤瓷過程中鈦基底繼續(xù)氧化;外層多孔,可增加與瓷的接觸面積;同時可通過調(diào)整電解液改變膜的性質(zhì)和成分,增強與瓷粉的化學(xué)結(jié)合,是一種理想的中間層。以往研究表明微弧氧化處理可有效提高鈦瓷結(jié)合強度。以往的研究多集中于微弧氧化參數(shù)的調(diào)節(jié),而鈦瓷結(jié)合的過程是鈦與鈦專用瓷粉之間相互作用的結(jié)果。目前市場上的鈦專用瓷粉之間有著較大的差異,因此選擇適合微弧氧化使用的鈦瓷粉有著重要的意義。-2- 本論文在對粘結(jié)瓷的粘結(jié)機制進行研究的基礎(chǔ)上,研究適合微弧氧化技術(shù)的鈦瓷系統(tǒng)。通過不同品牌粘結(jié)瓷作用的對比,探討不同粘結(jié)瓷對鈦瓷結(jié)合的影響及其作用機制;觀察粘結(jié)瓷對微弧氧化后金瓷結(jié)合的影響,分析粘結(jié)瓷在微弧氧化后的作用,篩選適合于微弧氧化技術(shù)的瓷粉。方法:本實驗選用Super porcelain Ti22(Noritake日本),Duceratin Kiss(Dentsply美國),Titankeramik(Vita德國)三種純鈦專用瓷粉。這三種瓷粉均為當(dāng)前主要瓷粉廠商的主要產(chǎn)品,因此具有良好的代表性。通過SEM/EDS分析三種粘結(jié)瓷的微觀形貌和主要化學(xué)成分與含量,評價瓷粉基本理化性能。將純鈦試件噴砂處理后分別涂布上述三種瓷粉,每種瓷粉又分為涂布粘結(jié)瓷組和未涂布粘結(jié)瓷組。根據(jù)ISO9693標(biāo)準(zhǔn),利用三點彎曲測試鈦瓷結(jié)合強度,作為主要評價指標(biāo);利用SEM/EDS觀察分析鈦瓷結(jié)合界面鈦瓷分離面和氧元素侵入鈦基底的范圍。結(jié)合瓷粉的化學(xué)成分,分析粘結(jié)瓷對鈦瓷結(jié)合的影響及其作用機制。對鈦試件進行微弧氧化處理,電解液由去離子水和Na2SiO3 20g/lNaOH 2g/l配置而成。利用SEM/EDS分析鈦瓷結(jié)合界面和氧元素侵入范圍;分析三種粘結(jié)瓷對微弧氧化后鈦瓷結(jié)合的影響,篩選適合于微弧氧化的瓷粉。結(jié)果:SEM觀察三種粘結(jié)瓷微觀形貌發(fā)現(xiàn),三種粘結(jié)瓷粉粒度分布不均。瓷粉中既有十幾甚至幾十微米的大顆粒,也有幾個微米的小顆粒存在。EDS分析瓷粉的化學(xué)成分發(fā)現(xiàn),三種粘結(jié)瓷均是以SiO2為基質(zhì)再混合以其他金屬氧化物熔制而成。但三種粘結(jié)瓷所含金屬氧化物的種類和相同種類氧化物的含量均存在較大差異,說明三種粘結(jié)瓷的性能存在差異。噴砂后三種瓷粉涂布和未涂布粘結(jié)瓷組三點彎曲測試結(jié)果顯示,Super Ti22和Duceratin Kiss兩種粘結(jié)瓷能夠顯著提高鈦瓷結(jié)合強度,Titankeramik涂布粘結(jié)瓷組結(jié)合強度略高于其未涂布組,但無統(tǒng)計學(xué)差異。說明三種粘結(jié)瓷均能不同程度的提高鈦瓷結(jié)合強度。鈦瓷結(jié)合界面的SEM/EDS結(jié)果顯示,Super Ti22和Duceratin Kiss涂布粘結(jié)瓷組鈦瓷結(jié)合緊密,無明顯孔隙,線掃描氧元素曲線在通過鈦瓷界面后迅速下降。說明這兩種粘結(jié)瓷具有良好的潤濕性,熔融時能形成完整的不透氣的保護膜,阻止氧元素向鈦基底的擴散。而Titankeramik涂布粘結(jié)瓷組鈦瓷界面有較多孔隙出現(xiàn),氧元素曲線在通過鈦瓷界面后下降緩慢,提示氧元素在鈦基底有較大范圍的擴散,形成過厚的氧化膜。同時,三種粘結(jié)瓷化學(xué)成分的差異提示鈦瓷間的化學(xué)結(jié)合存在較大差異。鈦試件微弧氧化處理后與三種瓷粉的三點彎曲測試結(jié)果顯示,Super Ti22和Duceratin Kiss兩種粘結(jié)瓷依然能夠顯著提高鈦瓷結(jié)合強度,Titankeramik涂布粘結(jié)瓷組鈦瓷結(jié)合強度略高于其未涂布組,但無統(tǒng)計學(xué)差異,說明粘結(jié)瓷在微弧氧化后依然能不同程度的發(fā)揮作用。其中,Super Ti22微弧氧化后涂布粘結(jié)瓷組顯示出良好的結(jié)合性能,較適合于微弧氧化技術(shù)。鈦瓷結(jié)合界面SEM/EDS結(jié)果顯示,鈦瓷結(jié)合界面得到明顯改善,僅Titankeramik涂布和未涂布組可見少量孔隙。元素線掃描顯示,微弧氧化后涂布粘結(jié)瓷組對氧元素的擴散有良好的控制作用。結(jié)論:三種粘結(jié)瓷化學(xué)成分存在較大差異,提示粘結(jié)瓷性能有較大差異。三種粘結(jié)瓷均可不同程度的提高鈦瓷結(jié)合強度。對鈦瓷結(jié)合改善的程度,與粘結(jié)瓷的潤濕性和與鈦基底不同的化學(xué)結(jié)合有關(guān)。粘結(jié)瓷在微弧氧化后依然能發(fā)揮增強鈦瓷結(jié)合的作用。而Super Ti22鈦瓷粉在鈦試件微弧氧化后與鈦基底結(jié)合強度較高,較適合于微弧氧化技術(shù)。
【學(xué)位單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：R783.1
【部分圖文】：

示意圖,烤瓷,電鏡觀察,微觀形貌