Ni-Cr合金与陶瓷连接技术基础研究

发布时间：2021-05-14 18:04

　　本文针对Ni-Cr合金烤瓷修复体存在夹杂、缩孔、气孔和裂纹等缺陷,界面结合强度低及生物相容性等问题,通过对收集到的45个Ni-Cr合金烤瓷修复体临床失败病例进行分析,研究了烤瓷工艺参数对Ni-Cr合金与陶瓷界面组织和力学性能的影响。结果表明,当烤瓷温度T=990℃,烤瓷时间t=2.5min时,Ni-Cr合金与陶瓷界面结合致密,无裂纹、孔隙等缺陷,形成一连续反应层,此反应层具有金属与陶瓷的双重性,在Ni-Cr合金和陶瓷之间起到了过渡层的作用,减少了界面缺陷,提高了Ni-Cr合金与陶瓷的界面结合强度。通过调整烤瓷工艺参数不能从根本上解决界面结合强度低及生物相容性差等技术难题。综合考虑材料的热膨胀系数以及生物相容性等,在获得适当的烤瓷工艺参数烤瓷温度T=990℃,烤瓷时间t=2.5min的研究基础上,采用磁控溅射技术,在Ni-Cr合金表面分别溅射生物性良好的Ti、Zr、Au和TiN中间层,对Ni-Cr合金与陶瓷连接进行了系统的研究。结果表明,采用Ti中间层时,Ni-Cr/Ti/瓷界面结合致密,界面无裂纹、孔隙等缺陷。Ni-Cr/Ti/瓷界面反应非常复杂,界面形成的新物相有SnCr0.14OX... 

【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】：129 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
提要
第1章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 金属烤瓷修复体材料的研究现状
        1.2.1 烤瓷合金的研究现状
        1.2.2 烤瓷瓷粉的研究现状
    1.3 金/瓷界面结合机理
        1.3.1 化学结合
        1.3.2 机械结合
        1.3.3 范德华力结合
        1.3.4 压缩力结合
    1.4 金/瓷界面结合强度的影响因素
        1.4.1 烤瓷材料
        1.4.2 烤瓷工艺
        1.4.3 金/瓷界面
    1.5 金/瓷界面结合强度的研究方法
        1.5.1 剪切强度测试
        1.5.2 双轴弯曲测试
        1.5.3 三点弯曲测试
        1.5.4 四点弯曲测试
    1.6 金/瓷界面残余应力的研究现状
        1.6.1 残余应力产生原因及计算方法
        1.6.2 残余应力的模拟
        1.6.3 残余应力的缓解措施
    1.7 本文研究内容
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 样品的制备
        2.2.2 中间层的制备
        2.2.3 微观分析
        2.2.4 性能测试
        2.2.5 金属离子检测
        2.2.6 有限元分析
第3章 Ni-Cr 合金烤瓷修复体缺陷研究
    3.1 铸造缺陷
        3.1.1 夹杂和缩孔特征
        3.1.2 铸造缺陷形成原因及预防措施
    3.2 气孔
        3.2.1 气孔的微观形貌
        3.2.2 气孔的断口形貌
        3.2.3 气孔的形成原因及预防措施
    3.3 裂纹
        3.3.1 裂纹形貌
        3.3.2 裂纹的形成原因及预防措施
    3.4 本章小结
第4章 工艺参数对Ni-Cr 合金与陶瓷界面组织和力学性能的影响
    4.1 工艺参数对Ni-Cr/瓷界面剪切强度的影响
        4.1.1 烤瓷温度的影响
        4.1.2 烤瓷时间的影响
    4.2 工艺参数对Ni-Cr/瓷界面三点弯曲强度的影响
        4.2.1 烤瓷温度的影响
        4.2.2 烤瓷时间的影响
    4.3 工艺参数对Ni-Cr/瓷界面微观组织的影响
        4.3.1 烤瓷温度的影响
        4.3.2 烤瓷时间的影响
    4.4 Ni-Cr/瓷界面反应机制
        4.4.1 界面反应热力学分析
        4.4.2 界面反应动力学分析
    4.5 本章小结
第5章 中间层对Ni-Cr 合金与陶瓷界面组织和性能的影响
    5.1 Ti 中间层的影响
        5.1.1 Ni-Cr 合金表面Ti 中间层形貌
        5.1.2 Ni-Cr/Ti/瓷界面微观组织
        5.1.3 Ni-Cr/Ti/瓷界面力学性能
    5.2 Zr 中间层的影响
        5.2.1 Ni-Cr 合金表面Zr 中间层形貌
        5.2.2 Ni-Cr/Zr/瓷界面微观组织
        5.2.3 Ni-Cr/Zr/瓷界面力学性能
    5.3 Au 中间层的影响
        5.3.1 Ni-Cr 合金表面Au 中间层形貌
        5.3.2 Ni-Cr/Au/瓷界面微观组织
        5.3.3 Ni-Cr/Au/瓷界面力学性能
    5.4 TiN 中间层的影响
        5.4.1 Ni-Cr 合金表面TiN 中间层形貌
        5.4.2 Ni-Cr/TiN/瓷界面微观组织
        5.4.3 Ni-Cr/TiN/瓷界面力学性能
    5.5 中间层对Ni-Cr 合金耐腐蚀性能的影响
        5.5.1 电化学腐蚀试验
        5.5.2 金属离子析出试验
    5.6 Ni-Cr/Ti/瓷界面反应机制
        5.6.1 界面反应热力学分析
        5.6.2 界面反应动力学分析
    5.7 本章小结
第6章 Ni-Cr 合金与陶瓷界面连接残余应力有限元分析
    6.1 理论基础
    6.2 有限元模型的建立
        6.2.1 简化与假设
        6.2.2 建立模型与划分网格
    6.3 Ni-Cr/瓷界面连接残余应力分析
        6.3.1 Ni-Cr/瓷界面连接残余应力分析
        6.3.2 残余应力分布对界面裂纹的影响
    6.4 Ni-Cr/Ti/瓷界面连接残余应力分析
        6.4.1 Ni-Cr/Ti/瓷界面连接残余应力分析
        6.4.2 Ti 中间层厚度对残余应力的影响
    6.5 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成果
致谢
摘要
Abstract


【参考文献】：
期刊论文
[1]深冷处理对钴铬合金烤瓷冠金瓷结合力的影响[J]. 韩霖霏,李建,黄丽娟,王瑞霞,杜劲英.  口腔医学. 2008(03)
[2]TC4/QAl10-3-1.5扩散接头残余应力的有限元数值模拟[J]. 宋敏霞,赵熹华,赵涣凌,郭伟,冯吉才.  稀有金属材料与工程. 2007(11)
[3]金沉积技术在种植固定修复中的临床应用效果观察[J]. 崔宏燕,胡秀莲,王涛,李健慧,邸萍,邱立新,林野.  口腔颌面修复学杂志. 2006(02)
[4]裂纹顶端塑性区内方向应变能的裂纹扩展准则[J]. 陈泽宇,吕文阁,杜健辉.  安徽工程科技学院学报(自然科学版). 2005(04)
[5]新型金属烤瓷材料——遮色瓷粉体的研究[J]. 隋丽娜,于立岩,秦晓梅,崔作林.  机械工程材料. 2005(08)
[6]金瓷混合涂层烧结温度对镍铬合金与瓷结合强度的影响[J]. 刘梦桃,贾安琦,张庆鸿.  实用口腔医学杂志. 2005(03)
[7]金瓷修复体双材料界面断裂强度有限元分析[J]. 米红林,方如华.  同济大学学报(自然科学版). 2005(01)
[8]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)
[9]纳米等离子处理对提高牙科合金金瓷结合性的研究[J]. 宋君祥,冉均国,苏葆辉,苟立.  四川大学学报(工程科学版). 2004(05)
[10]氮化钛及其在口腔医学中的研究和应用[J]. 李爱霞.  国外医学.口腔医学分册. 2004(03)

博士论文
[1]国产贵金属烤瓷合金的研制[D]. 丁弘仁.第四军医大学 2002



本文编号：3186087