纯钛烤瓷及钛表面改性对钛/瓷结合强度的影响

发布时间：2021-02-13 08:34

　　本文针对制约钛烤瓷修复体应用的关键技术问题,对纯钛烤瓷及钛表面改性对钛/瓷结合强度的影响进行了系统的研究。研究结果表明,钛/瓷界面由靠近陶瓷一侧的反应层和钛表面氧化层组成,钛表面氧化层的形成,使钛/瓷界面处形成新的烤瓷玻璃相SiO2·TiO2,从而赋予界面一定的结合强度。烤瓷工艺参数（温度、时间、冷却速度）对钛/瓷界面组织和性能具有明显的影响。随着烤瓷温度的升高或时间的延长,反应层和氧化层均逐渐增厚,过厚的氧化层成为钛/瓷结合的薄弱区域。当烤瓷温度为800℃、时间为60s,缓慢冷却时,钛/瓷结合强度达到最大值（23.5MPa）。为了提高钛/瓷结合强度,对钛表面不同改性方法进行了细致的研究,结果表明,在烤瓷前对钛表面进行喷砂后磁控溅射适当厚度的Zr中间层,能有效的抑制钛表面过度氧化,钛/瓷结合强度达到29.7MPa,与喷砂后烤瓷相比,提高了20.2%。在烤瓷过程中,钛/瓷试样具有高的产生裂纹和气孔的敏感性,裂纹和气孔的分布特征对钛/瓷界面结合强度和陶瓷自身的强度有重要影响。通过FEMLAB建立钛/瓷试样的瞬态热-应力有限元模型。分析结果表明,钛/瓷试样在结合界面处存在较大的残余应力,当钛... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：123 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
提要
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属烤瓷修复体（PFM）的研究进展
        1.2.1 金合金（Gold-based alloys）
        1.2.2 钯基合金（Palladium-based alloys）
        1.2.3 镍基合金（Nickel-based alloys）
        1.2.4 钛及钛合金（Titanium and titanium alloys）
    1.3 钛烤瓷修复体的研究进展
        1.3.1 钛专用烤瓷粉的研究进展
        1.3.2 钛/瓷结合强度的研究进展
    1.4 影响钛/瓷结合强度的因素
        1.4.1 钛/瓷结合机理
        1.4.2 钛的氧化行为
        1.4.3 界面残余应力
    1.5 增强钛/瓷结合强度的方法
        1.5.1 钛表面喷砂
        1.5.2 钛表面预氧化
        1.5.3 钛表面化学处理
        1.5.4 钛表面涂层
    1.6 金/瓷界面残余应力分析
    1.7 选题意义及本文主要研究内容
第2章 试验材料、方法及设备
    2.1 试验材料
    2.2 试验方法及设备
        2.2.1 纯钛烤瓷
        2.2.2 纯钛表面磁控溅射中间层
        2.2.3 显微分析
        2.2.4 力学性能测试
        2.2.5 有限元分析
第3章 钛/瓷界面微观组织与反应机理
    3.1 钛/瓷界面组织结构特点
    3.2 钛/瓷界面反应机理
        3.2.1 硅酸盐陶瓷的结构
        3.2.2 陶瓷的烧结机理
        3.2.3 钛/瓷界面反应模型
    3.3 烤瓷工艺参数对钛/瓷界面组织和性能的影响
        3.3.1 烤瓷温度的影响
        3.3.2 烤瓷时间的影响
        3.3.3 冷却速度的影响
    3.4 本章小结
第4章 钛表面改性对钛/瓷结合强度的影响
    4.1 钛表面喷砂
        4.1.1 钛/瓷界面微观组织
        4.1.2 钛/瓷结合强度
    4.2 钛表面预氧化
        4.2.1 钛/瓷界面微观组织
        4.2.2 钛/瓷结合强度
    4.3 钛表面氮化处理
        4.3.1 钛/瓷界面微观组织
        4.3.2 钛/瓷结合强度
    4.4 钛表面磁控溅射ZR 中间层
        4.4.1 钛/瓷界面微观组织
        4.4.2 钛/瓷结合强度
    4.5 钛表面磁控溅射ZRN 中间层
        4.5.1 钛/瓷界面微观组织
        4.5.2 钛/瓷结合强度
    4.6 不同改性方法对钛/瓷结合强度影响的比较
    4.7 本章小结
第5章 钛表面烤瓷的缺陷及防治途径
    5.1 钛表面烤瓷的裂纹缺陷
        5.1.1 陶瓷层表面裂纹
        5.1.2 钛/瓷界面裂纹
        5.1.3 陶瓷层裂纹
        5.1.4 陶瓷层棱角裂纹
        5.1.5 裂纹的扩展机理
    5.2 钛表面烤瓷的气孔缺陷
        5.2.1 气孔的特征
        5.2.2 气孔的形成机理
        5.2.3 防治气孔的途径
    5.3 本章小结
第6章 钛/瓷界面残余应力有限元分析
    6.1 热弹性理论基础
        6.1.1 基本方程
        6.1.2 求解方法
    6.2 有限元模型的建立
        6.2.1 几何建模及网格划分
        6.2.2 初始条件及约束
    6.3 界面残余应力的有限元分析
        6.3.1 钛/瓷界面残余应力的分布
        6.3.2 钛/Zr/瓷界面残余应力的分布
2/瓷界面残余应力的分布">        6.3.3 钛/ZrO₂/瓷界面残余应力的分布
        6.3.4 冷却速度对残余应力的影响
    6.4 本章小结
第7章 结论
参考文献
攻博期间发表的学术论文及其它成果
致谢
摘要
ABSTRACT


【参考文献】：
期刊论文
[1]金属烤瓷合金的研究进展[J]. 战德松,王强,李柘.  中国实用口腔科杂志. 2008(02)
[2]金-瓷修复体粘弹性残余应力的有限元分析[J]. 辛海涛,马轩祥,李玉龙,徐绯,郭伟国.  华西口腔医学杂志. 2004(06)
[3]金瓷结合强度的测试方法[J]. 王晓洁,郭天文.  口腔材料器械杂志. 2004(01)
[4]含钛镍铬合金烤瓷冠临床应用效果观察[J]. 叶剑涛,常少海,潘朝斌,蔡华雄,余艳崧.  广东牙病防治. 2003(02)
[5]铸造纯钛和锻造纯钛与瓷的结合性能比较[J]. 任卫红,郭天文,张艺权,王宝成.  实用口腔医学杂志. 2002(02)
[6]对金属烤瓷修复体的金属底层进行不同处理后的扫描电镜观察[J]. 王云芬,周延民,于秀英,臧洪星,尹慧.  现代口腔医学杂志. 2002(01)
[7]遮色瓷中结晶相对钛—瓷结合强度的影响研究[J]. 莫安春,王建华,廖运茂,岑远坤,石旭旭.  华西口腔医学杂志. 2001(06)
[8]纯钛表面涂层与烤瓷熔附的研究[J]. 梁英,朱瑞富,吕宇鹏,马泉生,李士同,李木森,雷廷权.  中国口腔种植学杂志. 2000(02)
[9]我国瓷修复的问题与展望[J]. 马轩祥.  中华口腔医学杂志. 1999(05)
[10]钛表面烤瓷的预氧化处理工艺研究[J]. 何惠明,艾绳前,王宝成,施长溪,郭天文.  实用口腔医学杂志. 1998(01)

博士论文
[1]纯钛烤瓷的基础研究[D]. 刘啸晨.第四军医大学 2007
[2]GGW钛粘结瓷的研制及钛表面处理对钛/瓷结合强度的影响[D]. 王晓洁.第四军医大学 2005
[3]RG钛专用低熔瓷粉的研制[D]. 任卫红.第四军医大学 2001

硕士论文
[1]CrN/SiNx纳米多层膜的制备表征及热稳定性研究[D]. 安涛.吉林大学 2005
[2]磁控溅射TiN及ZrN薄膜的特性研究[D]. 徐成俊.重庆大学 2005



本文编号：3032255