拟薄水铝石凝胶法制备“SiCw增强ZTA”陶瓷托槽的研究

发布时间：2017-09-07 21:32

  本文关键词：拟薄水铝石凝胶法制备“SiCw增强ZTA”陶瓷托槽的研究

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【摘要】：目的利用拟薄水铝石凝胶成型法,将碳化硅晶须(SiCw)添加到氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷中,制备出一种新型陶瓷托槽材料,即“SiCw增强ZTA”陶瓷基复合材料,并通过检测陶瓷材料的抗弯强度、吸水率、晶相组成和显微形貌,探讨新型成型工艺、SiCw和二氧化锆(ZrO_2)对陶瓷托槽材料机械性能的影响,为陶瓷托槽增韧方法的研究以及临床应用提供实验依据。方法本实验以拟薄水铝石作为粘结剂,利用其遇酸凝胶的特性,以硝酸为胶溶剂,柠檬酸三胺为分散剂,将ZrO_2和Al2O3陶瓷颗粒填充于拟薄水铝石溶胶所形成的双电层网络支架中,制备出均匀而稳定的陶瓷浆料,于35℃保温12h,继续升温到60℃保温24h环境下干燥成坯,经烧结后形成ZTA陶瓷托槽材料。在此制备工艺的基础上,将固含量,烧结温度,烧结保温时间和ZrO_2的加入量作为四个影响因素,并将每个因素分成三个水平,根据正交试验的原理,制定四因素三水平表,以抗弯强度为参考指标,确定四个因素对陶瓷材料性能的影响程度,并确定最佳制备工艺。按照此制备方法,将SiCw分别按照3%、5%、7%、10%和15%的比例混入陶瓷粉中,制备出SiCw增强ZTA陶瓷托槽材料,通过检测材料的抗弯强度、吸水性确定SiCw含量对材料性能的影响,并根据物相分析和显微结构观察,讨论其增韧原理。结果1 p H值在3-4之间时,拟薄水铝石可完全发生溶胶,并且从溶胶到彻底凝胶化的时间为3h。采用拟薄水铝石凝胶法制备陶瓷浆料,不但能够让陶瓷颗粒稳固嵌插在双电子层中,还能够保证在浆料凝胶前有足够的操作时间将陶瓷颗粒充分混合均匀并倒入培养皿中。2正交试验结果显示,陶瓷制备过程中四个因素的影响程度为:ZrO_2的含量烧结温度保温时间固含量。最终确定的最佳制备工艺为:45%的固含量时,添加30%的ZrO_2颗粒,经1570℃,保温5h环境下烧结,所制备的ZTA陶瓷托槽材料的抗弯强度为304.7142 MPa,吸水率为0.049%。3在前期实验的基础上,将不同比例的SiCw加入到陶瓷粉中,制备SiCw增强ZTA陶瓷托槽材料,测量结果是,当SiCw加入比例为5%时,所制备的陶瓷材料的抗弯强度最佳,达354.9875MPa,相比ZTA陶瓷材料有增韧作用。结论1拟薄水铝石凝胶法成型工艺可成功制备出“SiCw增强ZTA”陶瓷托槽材料。2在固含量为45%,ZrO_2含量为30%,烧结温度为1570℃保温5h的制备工艺条件下,添加SiCw可有效提高陶瓷托槽材料的抗弯强度(达354.99MPa),降低材料脆性,有利于临床的应用。3以此成型工艺制备陶瓷托槽材料,不但操作简单,价格低廉,还能更好的发挥ZrO_2和SiCw的增韧作用,增加陶瓷体的致密度,提高陶瓷托槽材料的抗弯强度。
【关键词】：拟薄水铝石 碳化硅晶须 陶瓷托槽 ZTA
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R783.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 英文缩略表10-11
• 引言11-13
• 第1章 实验研究13-42
• 1.1 材料与方法13-20
• 1.1.1 实验材料和试剂13
• 1.1.2 实验设备13-15
• 1.1.3 实验方法15-17
• 1.1.4 实验分组17-18
• 1.1.5 性能表征及检测方法18-20
• 1.2 结果20-30
• 1.2.1 Pseudo-boehmite凝胶过程的研究20-21
• 1.2.2 陶瓷材料抗弯强度的检测结果21-25
• 1.2.3 吸水率的检测结果25-27
• 1.2.4 XRD分析27-29
• 1.2.5 显微结构的观察29-30
• 1.3 讨论30-38
• 1.3.1 牙科陶瓷材料的成型工艺30-33
• 1.3.2 陶瓷托槽材料机械性能的研究33-36
• 1.3.3 SiCw在陶瓷托槽材料中的应用36-37
• 1.3.4 传统陶瓷托槽材料与SiCw增强ZTA复合陶瓷托槽材料的对比研究37-38
• 1.4 小结38
• 参考文献38-42
• 第2章 综述 陶瓷托槽材料的研究现状42-52
• 2.1 牙科托槽材料的分类42-44
• 2.1.1 金属托槽42-43
• 2.1.2 塑料托槽43
• 2.1.3 陶瓷托槽43
• 2.1.4 隐形矫治器43-44
• 2.2 陶瓷托槽的性能研究44-45
• 2.2.1 陶瓷托槽摩擦性能的研究44
• 2.2.2 陶瓷托槽粘结性与抗剪切性能的研究44-45
• 2.2.3 陶瓷托槽脆性的研究45
• 2.2.4 陶瓷托槽的进一步研究与展望45
• 2.3 ZTA陶瓷托槽材料的制备与研究45-49
• 2.3.1 ZTA陶瓷托槽材料的成型工艺45-46
• 2.3.2 ZrO_2对ZTA陶瓷托槽材料的影响46-47
• 2.3.3 烧结工艺对ZTA陶瓷托槽材料的影响47-48
• 2.3.4 固含量对ZTA陶瓷托槽材料的影响48-49
• 2.3.5 ZTA陶瓷托槽材料的生物安全性能的研究49
• 2.3.6 发展趋势49
• 参考文献49-52
• 结论52-53
• 致谢53-54
• 导师简介54-55
• 作者简介55-56
• 学位论文数据集56

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本文编号：810017