氧化锆增韧的氟硅云母玻璃陶瓷的实验研究

作     者：黄芳 

作者单位：第四军医大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何惠明;吴舜

授予年度：2009年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：氟硅云母玻璃陶瓷 氧化锆增韧 烧结法 力学性能 

摘      要：氟硅云母玻璃陶瓷具有全瓷材料的优点,同时还具有优良的可切削性,成为与齿科CAD/CAM相匹配的全瓷修复材料,但其低强度低韧性限制了它在临床的广泛应用。因此现在的研究主要集中在既能保留氟硅云母玻璃陶瓷优良的生物相容性、可切削性能,又能最大程度提高强度和韧性,使其满足临床需要。近年来,为了提高陶瓷材料的强度和韧性,ZrO2增韧的复合陶瓷材料成为研究的热点。本文的指导思想是在氟硅云母玻璃陶瓷中添加ZrO2来提高基质玻璃的强度和韧性,为后续研究提供实验室依据。 研究内容与方法: 1.于氟硅云母基质玻璃中添加ZrO2的同时,将熔融法和烧结法两种工艺进行了对比,以扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析手段对材料的物相组成及微观结构进行观察,通过测定三点弯曲强度和断裂韧性来反映其力学性能,选出何种工艺更适合添加ZrO2粉体,为下一步研究确定技术路线。 2.采用烧结法添加等量(25wt%)、不同粒度ZrO2(50 nm和10μm)粉体来制备氟硅云母玻璃陶瓷复合材料,研究不同粒度ZrO2与复合材料的力学性能与微观结构间的关系。 3.选用纳米ZrO2(50nm),采用烧结法添加不同质量(5wt%、10wt%、20wt%、30wt%)的ZrO2粉体来制备氟硅云母玻璃陶瓷复合材料,讨论不同含量ZrO2对氟硅云母玻璃陶瓷力学性能的影响。 研究结果: 1.采用熔融法和烧结法加入5wt%ZrO2后,氟硅云母玻璃陶瓷复合材料的抗弯强度和断裂韧性都有不同程度的提高,熔融法制备的复合材料三点抗弯曲强度达到128.5±12.1MPa,断裂韧性为1.62±0.06MPa·m1/2,烧结法制备的复合材料三点抗弯曲强度达到134.4±10.2MPa,断裂韧性为1.88±0.16MPa·m1/2。 2.纳米组抗弯强度达到220.8±9.30MPa,断裂韧性达到2.54±0.10MPa·m1/2。纳米组和微米组间三点抗弯曲强度、断裂韧性均有统计学意义(P0.05),其余各实验组两两间有显著性差异(P0.05)。 实验结论: 1.采用烧结法制备的氧化锆增韧的氟硅云母玻璃陶瓷力学性能比熔融法有所提高。 2.添加纳米和微米ZrO2增韧的氟硅云母玻璃陶瓷复合材料,纳米ZrO2增韧的复合材料具有较好的力学性能。 3.随着氧化锆含量的增加氟硅云母玻璃陶瓷力学性能逐渐增强。纳米氧化锆含量为30%时,具有较好的增强补韧效果。