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国产贵金属烤瓷合金的研制

丁弘仁  
【摘要】: 我国目前仍以镍铬合金作为主要烤瓷修复材料,但随着人民生活质量的不断提高,对修复合金的要求越来越高。镍铬合金被贵金属烤瓷修复和钛烤瓷修复取而代之已成为修复发展的必然趋势。因此,研制我国自己的贵金属烤瓷合金是我国口腔修复材料研究的前沿课题。本文旨在通过成分调整合成与现有瓷粉体系相匹配的贵金属烤瓷合金;分析金瓷结合界面,探索其结合机理,提出新的表面处理方法以提高金瓷结合强度。 在参考国外配方和大量成分筛选的基础上,最终确定的烤瓷合金成分为Au70.7wt%Pd11.8wt%Ag13.9wt%Sn0.5wt%In3.0wt%Zn0.1wt%及Ge和Ru。合金主要特点如下:(1)合金不含Ni、cd、Be等有毒元素,生物安全性良好。(2)合金具有足够的拉伸强度、屈服强度和延伸率,符合ISO9693的要求。(3)高贵金属含量,合金具有稳定的化学性能,耐腐蚀。(4)合金热膨胀系数与VITA瓷达到正相匹配,可形成良好的结合。(5)价格适低于国外同类产品。 合金的合成以金、钯、银、锡、铟、锌、钌和锗元素为原料,在氩气保护下高频感应炉熔化,经真空脱气处理后水淬冷却。合金的机械性能达到ISO9693“金瓷修复体系”的要求。合金的显微组织由单相等轴晶粒组织和晶界共晶组织组成。前者是富钯银相,后者是富金相。 本文对合金的生物相容性作了初步评价,细胞毒性试验(MTT)、溶血试验和粘膜刺激试验均表明该合金生物性能良好,对人体无毒无害。本文对四种不同热处理(铸态,980℃/30min,400℃/30min,模仿烤瓷烧结)后合金机械性能、耐腐蚀性能和组织结构的改变作了研究。合金的硬度和耐腐蚀性能因热处理的不同而发生相应变化,可能与合金成分和结构的改变有关。但合金的贵金属含量对其耐腐蚀性的影响更为重要。临床上可依据不同的需要,对合金进行相应热处理调整其机械性能。 本研究观察了预氧化时间对金瓷结合的影响,用SEM,XRD和金相技术分析了合金氧化膜组成,并用三点弯曲试验评价了不同预氧化时间下 第四军医大学博士学位论文 的金瓷结合强度。结果显示 9 8 0 OC预氧化 10ndn金瓷结合力达到最大值, 继续氧化无助于其提高。合金表面氧化膜主要为AgO和InO。 本试验还测试了合金的热膨胀系数以及不同烧结方式下金瓷热膨胀 系数差异。在不同的温度点门℃、20℃、300℃、400C、55C)金 瓷的平均热胀系数均很接近。600 C时凸Q比>2 X 10勺℃,但通过烧结过 程中的缓慢冷却凸a“可小于IX10-勺 可以满足临床要求。结果提示 技工操作中,可充分利用白榴石相变导致的瓷热膨胀系数改变,采用延长 培烧时间或缓慢冷却来调整金瓷间热膨胀系数的差异大小,以达到最佳匹 配。 本文提出了一种新型基底冠表面处理方法——溶胶凝胶法制备TIOZ 和SIOZ纳米陶瓷膜,并用XRD和SEM分析观察了薄膜的成分和表面形 貌。TIOZ和SIOZ纳米陶瓷膜与合金基体结合紧密。三点弯曲试验结果显 示这种方法可显著提高金瓷间的结合强度,原因可能与纳米膜材料的表面 效应和St 0。、T i 0。作为结合介质起到的“界面模糊”有关。 本文对精修后的金属基底冠在烤瓷烧结中的变形进行了研究,结果 表明金属基底冠经过精修后直接进人烤瓷程序将降低其冠边缘适合性,冠 边缘变形主要发生在预氧化和遮色瓷烧结过程中。精修后将基底冠重新包 埋可以显著降低冠边缘变形的发生。 综上所述,本研究所研制的贵金属烤瓷合金具有进一步开发应用的 价值,新的表面处理方法增强金瓷结合强度的机理还有待继续深人研究。


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