中國粉體網(wǎng)訊  氧化鋯陶瓷，由于具有較高的強(qiáng)度和韌性，被譽(yù)為“陶瓷鋼”，既可滿足修復(fù)體所需的機(jī)械性能，又一定程度上滿足了修復(fù)美學(xué)要求，臨床上可用于氧化鋯飾面瓷全冠的基底冠制作，也可直接作為氧化鋯全冠應(yīng)用于口腔修復(fù)。

與此同時(shí)，如何使這擁有優(yōu)異機(jī)械性能的牙科材料再具備完美的美學(xué)效果，是部分學(xué)者和醫(yī)師追求的目標(biāo)。當(dāng)修復(fù)體的顏色與形態(tài)可比擬天然牙后，同時(shí)擁有較一致的半透明性才能使修復(fù)體栩栩如生。

那么如何提高義齒用氧化鋯陶瓷的半透性呢？我們先從其影響因素說起。

影響氧化鋯半透性的因素

1、晶粒的直徑

晶粒的大小影響透射率。當(dāng)晶粒的直徑更接近可見光波長在380～780nm時(shí)，會產(chǎn)生最大的光吸收，導(dǎo)致透光率低；當(dāng)晶粒尺寸小于入射光波長時(shí)，透光率高。直徑小而均勻的顆�？梢詫�(shí)現(xiàn)致密排列，從而增加材料密度，減少氣孔數(shù)和減小孔徑，這對材料半透性的改善具有決定性影響。

（齒科用氧化鋯陶瓷粉，來源：山東國瓷）

2、添加穩(wěn)定劑種類

透射率受添加相的直接影響小，而是改變氧化鋯陶瓷的相對密度、晶粒直徑來調(diào)節(jié)陶瓷的半透明性。添加相的存在也可能使氧化鋯陶瓷的光學(xué)均勻性發(fā)生改變，即增加了陶瓷微觀結(jié)構(gòu)的成分。

3、添加著色劑種類

天然牙有一定的顏色，因此燒結(jié)后的氧化鋯塊也需要呈現(xiàn)出與天然牙相匹配的顏色。鐠離子使氧化鋯呈黃色，鐵離子使氧化鋯呈褐色等。

4、立方氧化鋯的占比

市面上的氧化鋯產(chǎn)品，大致可依據(jù)立方氧化鋯的占比分為傳統(tǒng)氧化鋯、半透氧化鋯、高透氧化鋯及超透氧化鋯。氧化鋯的立方相占比越高，產(chǎn)品越透明。通過添加更高比例的氧化釔來穩(wěn)定氧化鋯成分可實(shí)現(xiàn)更高的立方相占比。

不同類型氧化鋯透光性能對比

5、氣孔

半透明陶瓷應(yīng)在燒結(jié)過程中盡量減少氣孔。由固相燒結(jié)法得到的一般氧化物陶瓷，即使密度較高，通常也并不透明，這是由于晶粒在燒結(jié)的最終階段快速生長，形成了散在的封閉氣孔。應(yīng)采用真空燒結(jié)、微波燒結(jié)等同樣是優(yōu)化熱處理，減少氣孔。

6、燒結(jié)制度

上面提到了氣孔對透光性的不利影響，較高的燒結(jié)溫度可以減少氣孔數(shù)量。隨著溫度的升高，陶瓷逐漸致密化，晶粒直徑增大，陶瓷的透光率增加。然而，燒結(jié)溫度仍需控制在合理范圍內(nèi)。除了燒結(jié)的溫度，也需要控制加熱速率，以確保整個(gè)材料均勻受熱，控制晶體的生長速率和尺寸，達(dá)到減少氣孔的目的。最終燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間直接影響燒結(jié)密度，并影響材料的透光率。

提高氧化鋯陶瓷半透明性的方法

1、采用納米陶瓷粉末

近幾年出現(xiàn)了納米級氧化鋯粉體，如日本TOSOH公司推出的氧化鋯粉體直徑為40nm、90nm。由于粉體粒度小，粒度差別小，粉粒擴(kuò)散路徑均勻，燒結(jié)時(shí)氣孔擴(kuò)散的路程被縮短，易排除氣孔使3Y-TZP陶瓷結(jié)構(gòu)均勻。因?yàn)榧{米級氧化鋯粉的應(yīng)用，使得改善3Y-TZP陶瓷的半透明性有了新的研究進(jìn)展。另外在氧化鋯構(gòu)筑的微孔隙支架上滲入其他復(fù)合材料如熔融玻璃，能顯著提高半透明性。

2、升溫速率

王宇華就升溫速率對氧化鋯陶瓷半透明性的影響做了研究，發(fā)現(xiàn)使用波長為380-720nm的可見光照射下，升溫速率為100℃/h組陶瓷的透射率較高，為7.904%，全光透射率也較高，為26.66%。隨著升溫速率的提高，試件的全光透射率呈下降表現(xiàn)。電鏡結(jié)果顯示，升溫速率在100℃/h時(shí)，粒徑范圍在250-350nm居多，且大小較均勻。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)隨著升溫速率的提高，晶粒的大小呈現(xiàn)兩極分化狀態(tài)。升溫越快，越容易出現(xiàn)較大和較小的顆粒共存的情況。

3、添加氧化物穩(wěn)定劑

部分穩(wěn)定的氧化鋯四方相晶體(t-ZrO2)目前在口腔修復(fù)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，t-ZrO2在1173℃-2370℃時(shí)穩(wěn)定存在，若加入氧化物穩(wěn)定劑如Y2O3時(shí)，四方相晶體可以在常溫下穩(wěn)定存在。穩(wěn)定的t相晶體具有出色的力學(xué)性能。

4、真空環(huán)境

氧化鋯在真空的環(huán)境下燒結(jié)時(shí)，氣泡易從熔融狀態(tài)的瓷體中排出，提高了氧化鋯的致密度，從而增加了氧化鋯的半透明性。

5、利用熱等靜壓技術(shù)

熱等靜壓技術(shù)(HIP)是一種使陶瓷粉末在燒結(jié)過程中不斷致密化的技術(shù)。HIP主要用于消除燒結(jié)體中的剩余氣孔從而提高材料性能。在HIP作用下，晶界開始擴(kuò)散移動，隨之氣孔被動的不斷的沿著晶界做擴(kuò)散運(yùn)動，并相互融合、消失；氣孔在表面張力的作用下球化而成球形，并不斷地減小直至消失。宏觀表現(xiàn)為燒結(jié)試樣的致密度不斷增大，幾乎達(dá)到理論密度。

6、微波燒結(jié)

微波燒結(jié)是一種整體加熱，材料把吸收的微波能轉(zhuǎn)化為材料內(nèi)部分子的動能和勢能，使材料所有分子能同時(shí)運(yùn)動、均勻的加熱。在整個(gè)加熱的過程中，材料內(nèi)部的溫度梯度無或較小，所以材料內(nèi)部的應(yīng)力能減少到最小，這樣即便升溫速率很高也較少導(dǎo)致材料的開裂。

參考來源：

[1]田正宇，王劍.超透氧化鋯修復(fù)體的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀

[2]史也，吳效民.氧化鋯全瓷修復(fù)體顏色再現(xiàn)的影響因素

[3]林冰等.牙科氧化鋯陶瓷半透明性的影響因素及提高方法的研究進(jìn)展

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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