新型牙科二硅酸锂玻璃陶瓷的计算机配色研究及性能分析

发布时间：2018-12-06 21:30

【摘要】：二硅酸锂玻璃陶瓷由于其晶体独特的性质和分布，是目前强度最高的一类牙科璃陶瓷，并具备良好的半透光特性，为牙科美学修复的理想材料，具有广阔的应前景。Ivoclar Vivadent公司的IPS系列产品是目前市场上仅有的商品化牙科二硅酸玻璃陶瓷，品种单一，修复成本较高。为突破国外厂商的技术垄断并推广全瓷修的应用，需进一步研发出具有自主知识产权和较低成本的新型产品。性能的提高颜色的调配是牙科陶瓷材料研发的两大阻碍。课题组前期已制备出可用于牙科修的实验二硅酸锂玻璃陶瓷，本课题在前期工作的基础上，通过分析晶化热处理时对实验二硅酸锂玻璃陶瓷微观结构和性能的影响，优化热处理时间，进一步提高能；研究锆基陶瓷色料对实验玻璃陶瓷颜色、微观结构和性能的影响，探讨其用实验玻璃陶瓷配色的可能性；采用计算机配色技术进行配色研究，筛选出与Vitapanlassical比色板颜色相匹配的色料配方；比较三种计算机配色方法配色的准确性，建立计算机配色数据库，为进一步的色彩学研究奠定基础；分析饰面瓷烧结对实验玻璃陶瓷颜色的影响；并对牙科二硅酸锂玻璃陶瓷的微观结构和性能进行比较分析。通过本课题的研究，为研发拥有自主知识产权的新型牙科二硅酸锂玻璃陶瓷产品奠定实验基础。本课题共分为三部分： 第一部分实验二硅酸锂玻璃陶瓷的性能分析 1.采用两段式晶化热处理制度（700℃/900℃）制备出SiO2-Li2O-K2O-Al2O3-ZrO2-P2O5系玻璃陶瓷，两段式晶化热处理时间分别为：A，1h/1h；B，2h/2h；C，3h/3h；D，4h/4h；E，5h/5h；F，6h/6h；G，8h/8h。XRD结果表明，使用不同的晶化热处理时间制备出的实验玻璃陶瓷的晶相组成相似，主晶相均为Li2Si2O5，次晶相均为Li2SiO3和Li3PO4。SEM结果显示，各组棒状的Li2Si2O5晶体形成互锁微结构，但各组晶体的大小及分布均随热处理时间的不同而存在差异。不同的热处理时间对实验玻璃陶瓷的透明度无显著影响。经两段式晶化热处理5h制备出的实验玻璃陶瓷具有最高的弯曲强度：308±25MPa。 2.在实验玻璃陶瓷中分别添加1.0wt.%锆镨黄、锆铁红和锆钒蓝三种锆基色料，分析色料添加对其微观结构和性能的影响。结果表明，添加1.0wt.%锆基色料对实验玻璃陶瓷的热力学性能、晶相组成、微观结构和弯曲强度均无显著影响。添加1.0wt.%锆基色料后，实验玻璃陶瓷的透明度发生显著变化，但均能满足临床应用要求。三种锆基色料可用于实验玻璃陶瓷的配色研究。 第二部分实验二硅酸锂玻璃陶瓷的计算机配色 3.在实验玻璃陶瓷中分别添加梯度质量百分比浓度的锆镨黄、锆铁红和锆钒蓝，制备出单色梯度浓度色样瓷块，研究不同色料浓度对瓷块色度值和反射光谱的影响。结果显示，三种锆基色料的添加浓度与色样瓷块的色度值之间的关系符合色料着色的基本规律，且光谱反射率数据可用于建立计算机配色的单色数据库。 4.采用基于Kubelka-Munk理论的三刺激值和全光谱匹配法，以Vitapan Classical比色板为靶目标样，对实验玻璃陶瓷进行计算机配色研究。结果表明，，根据三刺激值和全光谱匹配法提供的色料配方烧制的配色样，均能获得与Vitapan Classical比色板各比色片相近的颜色，其中全光谱匹配法配色精度优于三刺激值法，二者的配色样与靶目标样之间的平均色差分别为10.8±2.1和14.0±2.2。 5.采用基于BP人工神经网络的计算机配色方法，以Vitapan Classical比色板为靶目标样，对实验玻璃陶瓷进行配色研究。结果表明，根据BP人工神经网络提供的色料配方烧制的配色样，可获得与Vitapan Classical比色板各比色片相一致的颜色，其配色样与靶目标样之间的平均色差为6.3±1.2，配色精度优于三刺激值和全光谱匹配法。 6.在实验玻璃陶瓷基底瓷上烧结IPS e.max Ceram饰面瓷，对其烧结饰面瓷后的颜色进行评价，并根据饰面瓷的烧结程序对A2色实验玻璃陶瓷进行反复烧结，以研究饰面瓷反复烧结对其颜色的影响。结果表明，烧结IPS e.max Ceram饰面瓷后，实验玻璃陶瓷与Vitapan Classical比色板各比色片之间的平均色差减小至3.5±0.4，且反复烧结对实验玻璃陶瓷的颜色无影响。 第三部分牙科二硅酸锂玻璃陶瓷的比较分析 7.对实验玻璃陶瓷与IPS e.max Press瓷块的微观结构和性能进行比较分析，探讨二硅酸锂玻璃陶瓷性能和结构之间的关系。结果表明，实验玻璃陶瓷与IPS e.maxPress瓷块的晶相组成、微观结构和机械性能均相近，其透明度介于IPS e.max PressMO和HO瓷块之间。实验玻璃陶瓷的性能符合牙科美学修复材料的要求，展现出理想的应用前景。
[Abstract]:Because of its unique properties and distribution, the lithium disilicate glass ceramic is a kind of dental ceramic with the highest strength, and has good semi-transparent property, which is the ideal material for dental aesthetic restoration, and has a wide application prospect. Ivo-lar Viadent's IPS series products are the only commercially available dental disilicate glass ceramics in the market, with a single variety and high repair cost. In order to break through the technology monopoly of foreign manufacturers and to promote the application of all-ceramic repair, it is necessary to further develop new products with independent intellectual property rights and lower cost. The improved color of performance is a two-way barrier to the development of dental ceramic materials. In the early stage of the research group, the experimental disilicate glass ceramic which can be used for dental repair has been prepared. On the basis of the preliminary work, the effect of the crystallization heat treatment on the microstructure and properties of the experimental disilicate glass ceramic is analyzed, the heat treatment time is optimized, and the energy can be further improved; The influence of the color, microstructure and properties of the ceramic pigment on the ceramic color, microstructure and properties of the experimental glass was studied, and the possibility of the color matching of the glass ceramic was discussed. The accuracy of the color matching of three kinds of computer color matching methods is compared, and the computer color matching database is established, which lays a foundation for further study of the color, and analyzes the effect of the facing ceramic sintering on the color of the experimental glass ceramic. The microstructure and properties of the dental disilicate glass ceramics were compared and analyzed. Through the research of this subject, the experimental basis is laid for R & D of a new type of dental disilicate glass ceramic product with independent intellectual property rights. The subject is divided into three parts: The properties of the first part of the experimental lithium-silicate glass ceramics 1. The two-stage crystallization heat treatment system (700 鈩

本文编号：2366690