近年來,激光快速成形技術被引入口腔金屬修復體的制作領域,具有快速無模具增材制造的特點,相比精密鑄造存在工序繁瑣、易產生鑄造缺陷,數(shù)控加工技術難以加工復雜形狀的修復體且浪費材料的問題,激光快速成形技術在口腔金屬修復體加工方面具有很大的潛力。本研究將探討激光快速成形純鈦(LRF Ti)烤瓷的可行性,并針對目前鈦瓷結合強度薄弱的問題,探索表面處理方法對鈦瓷結合性能的影響,為激光快速成形技術能夠進一步接近臨床應用奠定實驗基礎。 方法: 1.利用激光快速成形技術制作純鈦試樣,測試其熱膨脹系數(shù),根據(jù)ISO9693標準采用三點彎曲方法測試LRF Ti與Noritake Ti-22結合強度。 2.采用50|m、120|m、250|m粒度的Al2O3噴砂處理LRF Ti表面,測量不同粒度噴砂處理組的表面粗糙度、接觸角和三點彎曲結合強度。 3.采用5%HF、35%HNO3、50%NaOH溶液處理LRF Ti表面,測量不同化學處理組的表面粗糙度、接觸角和三點彎曲結合強度。 4.采用700℃、750℃、800℃和850℃對LRF Ti進行預氧化處理,測量不同預氧化處理組的表面粗糙度、接觸角、晶相結構和三點彎曲結合強度。 5.采用電火花沉積工藝處理LRF Ti表面,通過改變電火花沉積的電極材料、反應介質、電壓參數(shù)和處理方式,研究不同技術參數(shù)對鈦瓷結合性能的影響,根據(jù)結合強度篩選出較佳的電火花沉積工藝的技術參數(shù)。 結果: 1. LRF Ti與Ti-22鈦瓷的熱膨脹系數(shù)差值為0.86(?)10 -6(?)℃-1,表現(xiàn)出良好的匹配性,其鈦瓷結合強度高于ISO9693標準所要求的基本值(25MPa)。 2.隨噴砂粒度的增加,LRF Ti表面粗糙度和接觸角均增加。0.5MPa壓力下,以50|m Al 2O3噴砂處理LRF Ti的鈦瓷結合強度明顯優(yōu)于120|m、250|m粒度Al2O3處理組。 3. 5%HF處理增加了LRF Ti表面粗糙度,而其它處理組對表面粗糙度無明顯影響。50%NaOH堿液處理可降低LRF Ti表面接觸角。三點彎曲試驗表明,堿液處理可以有效提高LRF Ti鈦瓷結合強度。 4.不同溫度預氧化處理后,LRF Ti表面粗糙度降低,接觸角無明顯變化。XRD分析,隨著預氧化溫度升高,LRF Ti表面α-Ti衍射峰逐漸減弱,而金紅石相TiO2衍射峰逐漸增多加強。三點彎曲試驗表明,在真空中以800℃對LRF Ti進行預氧化處理,可明顯提高鈦瓷結合強度。 5.在空氣中,采用硅電極,300|F電容、100%覆蓋率和70V/60V/50V/40V梯度電壓對LRF Ti進行電火花沉積處理,形成了以單質Si、TiSi2和Ti5Si3為主的沉積層,鈦瓷結合強度顯著提高,達到36.11(?)2.43MPa。 結論: 1. LRF Ti鈦瓷結合強度可達到ISO9693標準所要求的基本值(25MPa)。采用50|m粒度Al2O3噴砂處理,50%NaOH堿液處理,并以800℃進行預氧化處理后,LRF Ti鈦瓷結合強度(32.38(?)2.43MPa )較未處理組(25.91(?)1.02MPa )明顯提高。 2.采用電火花沉積技術在LRF Ti表面制備涂層,可顯著提高鈦瓷結合強度(36.11(?)2.43MPa ),應用電火花沉積涂層作為鈦瓷過渡層以提高鈦瓷結合強度具有良好的應用前景。
【學位單位】：第四軍醫(yī)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2009
【中圖分類】：R783.1
【部分圖文】：

圖1快速原型技術基本原理示意圖平版印刷(Stereo lithography, SL)平版印刷法是第一種商業(yè)應用的 RP 技術，也是 RP 技術中法。該技術是基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理，在液槽中盛脂，能夠被一定波長和強度的紫外光引發(fā)迅速的聚合反應而固態(tài)；工作臺位于液面下一定的深度（為預設層厚），在其聚焦后，其光斑在液面上逐點掃描、固化，掃描軌跡和光線；當完成一層的掃描、固化后，未被照射的樹脂仍為液態(tài)；降一個層厚，液態(tài)樹脂會流動、填滿在已成型的層面上，再化，新固化的一層牢固地粘在前一層上；如此重復、逐層固得到一個三維實體零件（如圖 2）。經長期對截面掃描方式和的研究，使得該方法的加工精度可達 0.1mm。

且會發(fā)生蠕變；②需對整個截面進行掃描固化，成形時間長，成一步固化處理；③由于未被激光束照射的的部分仍為液態(tài)，因此部分要事先設計支撐，固化后再去除；④光敏樹脂固化后較脆，可加工性不好，工作溫度不能超過 100℃，抗腐蝕能力不強，且。選擇性激光燒結（Selective laser sintering，SLS）選擇性激光燒結是通過激光燒結粉末材料（如蠟粉、尼龍粉、陶瓷粉等）形成實體樣件，首先采用鋪粉裝置均勻鋪粉，其厚度等于，然后激光根據(jù)層面的幾何形狀有選擇地對材料進行掃描，使粉并粘結在下層材料上，而未被激光掃描燒結的粉末則作為零件的在完成一層燒結后，工作臺下降一個切片厚度，重新鋪粉、燒結復，得到三維實體零件（如圖 3）。

速成形技術(Laser rapid forming, LRF)和激光疊層制 forming, LCF)[79-81]。盡管該技術有不同的名稱，但原理本質技術＋激光熔覆技術。主要的區(qū)別在于粉末輸送的方式要分為預置鋪粉法和同步送粉法兩大類。鋪粉法鋪粉法的工作原理是首先在粉體床上鋪一薄層粉體，并照射粉體層，燒結粉體，形成所設計零件一層的形狀；薄層厚度的距離；重復上面的過程，直到原型零件完成（選擇性激光熔融技術（Selective laser melting, SLM）。 SLS 法相同，不同的是前者擁有更高的激光能量密度，金屬粉末全部熔融，生成金屬零件 CAD 模型切片厚度的上過程，直至制造出高密度金屬零件，其成形件的密度。
【引證文獻】

相關碩士學位論文 前3條

1 姜濤;純鈦表面電火花沉積處理對鈦瓷結合影響的研究[D];第四軍醫(yī)大學;2011年

2 吳素然;CAD/CAM純鈦和鑄造純鈦與瓷結合強度的對比研究[D];河北醫(yī)科大學;2013年

3 楊秀皓;基底冠制作方法及頸圈對純鈦烤瓷冠強度的影響[D];河北醫(yī)科大學;2014年

本文編號：2836266