口腔陶瓷分解課件

1、 口腔陶瓷材料 Ceramic（陶瓷） 無機非金屬材料經(jīng)高溫燒結(jié)形成的多晶聚集體。通常是穩(wěn)定化合物的粉體，通過成型（shaping）、燒結(jié)（sintering）、加工（processing）而成。 1744年，法國首先將陶瓷應用于牙科。 第1頁，共60頁。第一節(jié) 概述第2頁，共60頁。 二、口腔陶瓷的分類可據(jù)熔點、應用、制造技術或晶體相分類。（一）按熔點 高熔陶瓷：13151370，人工牙 中熔陶瓷：10901260，人工牙 低熔陶瓷：8701060，烤瓷全冠 超低熔陶瓷 870 ，鈦合金的熔附。第3頁，共60頁。 （二）按應用 1. 烤瓷 porcelain ：傳統(tǒng)烤瓷和金屬烤瓷，用于烤瓷全

2、冠修復體或金屬烤瓷冠修復體 2.全瓷修復材料 all-ceramic material： 用于美觀需要的全瓷冠、嵌體、高嵌體、貼面 3. 陶瓷牙ceramic teeth 4. 種植陶瓷implant ceramic第4頁，共60頁。 . （三）按臨床使用部位分類：植入體內(nèi)、非植入體內(nèi)（四）按 成 分 結(jié) 構(gòu)：單純陶瓷、陶瓷基復合材料 第5頁，共60頁。 三、陶瓷的結(jié)構(gòu) 燒結(jié)后，牙科陶瓷主要由三相組成： 晶體相（crystalline phase)：立方、四方、六方晶系，據(jù)晶體相的性質(zhì)及數(shù)量不同，陶瓷的機械性能和光學性能不同。 玻璃相(glassy phase)（無定型相）：非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的低熔點

3、固體。玻璃相增加，透明性增加，抗裂紋擴展減低。 氣相（pores）：氣孔率、氣孔尺寸分布、氣孔形態(tài)對陶瓷性能有明顯影響。 第6頁，共60頁。 四、陶瓷的結(jié)合鍵 離子鍵：正負離子間的靜電作用力，無方向性，鍵強度高。陶瓷強度高、硬度高、脆性大。 共價鍵：有方向性和飽和性，鍵強度高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。陶瓷熔點高、硬度高、脆性大、熱脹系數(shù)小。 混合鍵：既有離子性結(jié)合又有共價性結(jié)合。 第7頁，共60頁。五、口腔陶瓷的性能性能取決于組成成分、晶體結(jié)構(gòu)和尺寸、玻璃相的特性、氣孔、雜質(zhì)及陶瓷粉的粒度等。物理性能：色澤美觀，光澤度高，具有一定的透明性和半透明性，與天然牙色澤匹配，美學特性最好第8頁，共60頁。機械性能：

4、質(zhì)脆易折，壓縮強度大，但拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度較差；硬度和耐磨性與牙釉質(zhì)類似；不同的陶瓷機械性能不同?；瘜W性能：最穩(wěn)定，可耐受口腔內(nèi)多種化學物質(zhì)的作用生物性能：生物相容性和生物安全性好第9頁，共60頁。 口腔陶瓷I、烤瓷 傳統(tǒng)烤瓷金屬烤瓷II、全瓷修復體材料及技術第10頁，共60頁。第二節(jié) 傳統(tǒng)烤瓷材料第11頁，共60頁。 烤瓷I、烤瓷材料 烤瓷（porcelain）是指用粉狀瓷料, 經(jīng)燒結(jié)加工制作烤瓷修復體或金屬烤瓷修復體的工藝方法，所用瓷料稱為烤瓷材料（porcelain material）。可制作嵌體、冠、貼面及金屬冠橋等修復體。 燒結(jié)（sintering）將陶瓷粉在低于熔點的溫度

5、下加熱，獲得致密、高強度的結(jié)晶過程。第12頁，共60頁。根據(jù)熔點不同劃分為 : 熔點 () 高熔烤瓷材料 12001450 中熔烤瓷材料 10501200 低熔烤瓷材料 8501050（一） 烤瓷材料的分類第13頁，共60頁。 1. 長 石（feldspar）: 主要成分。采用鉀長石(K2O Al2O3 6H2O )和鈉長石(Na2O Al2O3 6H2O )的混合物。高溫下熔化 形成玻璃相。 2. 石 英: 主要成分是二氧化硅，熔點約1800 ，呈細晶體顆粒狀，增加強度, 但降低透明性。 3. 白陶土: 具可塑性, 易與長石結(jié)合, 增加韌性。 4. 助熔劑: 硼砂、碳酸鈉、碳酸鉀, 降低長石

6、的熔融溫度, 減少孔隙。 （二） 烤瓷材料的原料組成第14頁，共60頁。 5. 著色劑：金屬氧化物與長石熔化后，加入瓷料中調(diào)色而成。氧化鈦(白), 氧化銫(黃), 氧化鎳(灰), 氧化鈷(蘭), 氧化 鐵(褐), 磷酸錳(紅)。可配合使獲得自然色感。氧化鈰, 氧化銪等稀土氧化物, 以增加烤瓷的自然色感。 6.玻璃改性劑：如氧化硼，減小黏度，降低軟化溫度或熔點；氧化鋁可增加烤瓷的強度、黏度及硬度，減少燒結(jié)收縮；結(jié)合劑使瓷粉緊密結(jié)合，以便在燒結(jié)前雕刻塑形；釉料可增加修復體表面光澤度。第15頁，共60頁。長石質(zhì)烤瓷材料(feldspathic porcelain)以長石和二氧化硅為基本組成成分的玻璃

7、態(tài)陶瓷材料, 也稱為傳統(tǒng)烤瓷材料( conventional dental porcelain ) 。結(jié)構(gòu)中含玻璃基質(zhì)相及一個或多個結(jié)晶相白榴石(K2O Al2O3 4SiO2 )為其結(jié)晶相之一，故也叫白榴石烤瓷（leucite porcelain)第16頁，共60頁。許多物理性質(zhì)與牙釉質(zhì)相似：壓縮強度、彎曲強度、彈性模量、線脹系數(shù)、硬度、耐磨性。(書117頁）色澤美觀，化學性能穩(wěn)定，能長期耐受口腔環(huán)境的唾液和微生物作用而不發(fā)生變化。生物相容性好。第17頁，共60頁。脆性大，燒結(jié)后體積收縮大，拉伸強度低，機械強度差，臨床應用受到限制，已逐漸被金屬烤瓷修復體及新的全瓷修復材料替代。第18頁，共6

8、0頁。烤瓷修復體制作工藝成型（shaping）燒結(jié)（sintering）第19頁，共60頁。成型選擇合適色調(diào)的烤瓷粉用蒸餾水或烤瓷專用液調(diào)成糊狀用毛筆涂于代型上用雕刻刀加壓雕塑修復體外形，需放大13%-20%脫水在已預熱至650度的真空烤瓷爐內(nèi)干燥第20頁，共60頁。燒結(jié)將瓷料粉體在低于熔點的溫度下加熱，使陶瓷粉體致密、結(jié)合在一起的過程。燒結(jié)后可獲得致密、高強度的結(jié)晶體，常伴隨體積收縮。低溫燒結(jié)階段：瓷粉的玻璃基質(zhì)軟化、流動、瓷粉間產(chǎn)生不全凝集，氣孔多、中溫燒結(jié)階段：瓷粉完全凝集，體積明顯收縮高溫燒結(jié)階段：凝集的瓷粉互相熔接在一起成為牢固的結(jié)晶整體，體積收縮趨于穩(wěn)定離爐冷卻試戴后上釉第21頁，

9、共60頁。第三節(jié) 金屬烤瓷材料將陶瓷燒結(jié)在金屬上，陶瓷的缺點就可以用韌性極好的金屬給予補償。用這種方法制成的修復體被稱為金屬烤瓷修復體（ceramic-metal restoration）該技術稱為烤瓷熔附金屬工藝（porcelain-fused-to metal，PFM）在金屬冠核表面熔附上線脹系數(shù)相匹配的瓷料，這種瓷料稱為金屬烤瓷材料，又稱為金屬烤瓷粉（porcelain-fused-to metal powder）第22頁，共60頁。一 組成長石、石英、陶土的混合物經(jīng)燒結(jié)后制備而成?；瘜W成分比其它陶瓷復雜：主要成分是白榴石，調(diào)節(jié)瓷粉結(jié)晶析出和膨脹率的調(diào)節(jié)劑，促進瓷粉與金屬的結(jié)合劑，用于遮

10、擋金屬底色的遮色劑，用于調(diào)節(jié)色彩的著色劑第23頁，共60頁。燒結(jié)溫度在800-1000度，屬于低熔陶瓷的一種。包括三種不同功能的瓷粉：遮色瓷、體瓷（本質(zhì)瓷）、釉質(zhì)瓷第24頁，共60頁。二 必要的特性能夠遮蓋金屬基底冠的顏色與金屬形成機械、化學結(jié)合與金屬的熱膨脹系數(shù)相匹配，否則冷卻時產(chǎn)生內(nèi)應力，造成剝離破壞或出現(xiàn)裂紋具有適當?shù)能浕瘻囟?，應顯著低于金屬的熔化溫度具有較高的機械強度第25頁，共60頁。第四節(jié) 全瓷修復材料全瓷修復材料( all-ceramic restorative material )克服了傳統(tǒng)烤瓷材料抗彎強度低的弱點， 較金屬烤瓷修復體更美觀， 符合審美要求。第26頁，共60頁。

11、全瓷材料包括：燒結(jié)全瓷材料熱壓全瓷材料粉漿涂塑全瓷材料可切削陶瓷鑄造陶瓷第27頁，共60頁。 燒結(jié)全瓷一、燒結(jié)全瓷材料（Sintered all-ceramic materials）采用燒結(jié)技術制作全瓷修復體的材料燒結(jié)（sintering）：將陶瓷粉在低于熔點的溫度下加熱，獲得致密、高強度的結(jié)晶過程。1 氧化鋁基烤瓷2 白榴石增強長石質(zhì)烤瓷3. 鎂基核瓷 第28頁，共60頁。 sintered all-ceramic 氧化鋁基烤瓷 (Alumina-Based Ceramic) 玻璃基質(zhì)中加入35%(體積分數(shù)）【40% 50%質(zhì)量分數(shù)】的結(jié)晶相氧化鋁。 早期烤在鉑箔上，其上再上烤瓷貼面?，F(xiàn)直接

12、燒結(jié)于耐火代型上，其撓曲強度138MPa，剪切強度145MPa。 第29頁，共60頁。氧化鋁強度比長石質(zhì)烤瓷中的SiO2晶體的強度大，而且具高彈性模量及高斷裂韌性，能有效預防裂紋擴展。氧化鋁晶體相熱脹系數(shù)與玻璃基質(zhì)相相似，結(jié)合好，所以強度高。透明性差，只能用于全瓷冠的核心部分（核瓷、底層瓷），外表面再燒結(jié)上強度較低但透明度較好的牙本質(zhì)瓷及釉質(zhì)瓷。第30頁，共60頁。 sintered all-ceramic2白榴石增強長石質(zhì)烤瓷（Leucite-Reinforced Feldspathic porcelain) 含45%體積比的白榴石作為增強相。白榴石晶體可阻止裂紋的擴展。 其高線脹系數(shù)（20

13、-2510-6/K vs 玻璃基質(zhì)8 10-6/K），使玻璃在冷卻時處于壓縮狀態(tài)，強度增強，對裂紋起到偏轉(zhuǎn)作用，增強了較弱玻璃相抗裂紋擴展的能力。彎曲強度和壓縮強度達104MPa。商品如Optec HSP 優(yōu)點；透明性好， 抗彎強度高?？捎糜谇扼w、高嵌體、低應力的冠和貼面。 缺點：因燒結(jié)收縮，邊緣適合性稍差，不能用于后牙。 第31頁，共60頁。 sintered all-ceramic 3. 鎂基冠核陶瓷 (Magnesia-based core porcelain) 基質(zhì)中含鎂結(jié)晶, 提高強度。燒結(jié)后撓曲強度強度達131Mpa。 上 釉后強 可達269Mpa。因線脹系數(shù)(1310-6/ 14

14、.510-6/），釉料滲入到空隙中，使表面層處于壓力狀態(tài)，修復體斷裂前需先克服此力 優(yōu)點: 適合于大多數(shù)前牙冠, 金屬烤瓷粉均可于其上貼面。美觀, 不需金屬核。缺點: 不能用于橋體制作。 第32頁，共60頁。 （熱壓）注射成型二. 熱壓全瓷材料(heat-pressed All-ceramic materials) 注射成型玻璃陶瓷(Injection-molded Glass-Ceramic) 采用注射成型法（熱壓工藝），將陶瓷在高溫下加壓注入型腔，制作全瓷修復體的玻璃陶瓷。 用于制作全瓷冠、嵌體、高嵌體、貼面及固定局部義齒。 熱壓可避免瓷體中大孔隙存在，并可促進玻璃基質(zhì)中晶相很好的分散。瓷

15、密度高，晶體粒子小，機械性能可達最大。白榴石基熱壓全瓷焦硅酸鋰基熱壓全瓷3. 尖晶石注射成型核瓷 第33頁，共60頁。 （熱壓）注射成型 1. 白榴石基 (leucite-based)熱壓成型全瓷材料 含35%55% 體積分數(shù)的白榴石晶體。預成陶瓷瓷塊于1150 1180軟化、0.3 0.4MPa壓力下, 高壓擠壓注射入由失蠟技術形成的耐火模具中, 于自動壓力爐中保溫20min。 可用上色技術或涂層技術將貼面烤瓷附于其上。 商品如IPS-Impress優(yōu)點：修復體美觀缺點: 先期設備投入大，比其他全瓷強度低，彎曲強度120MPa。第34頁，共60頁。 （熱壓）注射成型 2. 焦硅酸鋰基 (Li

16、thium disilicate-based)熱壓成型全瓷材料 主晶相為占60%體積分數(shù)的焦硅酸鋰長晶體（ Li2SiO5， 0.55m)。于890 920熱壓成型。用涂層技術燒結(jié)上玻璃。 優(yōu)點: 撓曲強度高(350MPa)，斷裂韌性大，但不透明, 應用范圍廣，如固定局部義齒 ?？捎檬灱夹g, 操作過程短, 邊緣精確性尚可。 如 IPS Empress II 型陶瓷。 第35頁，共60頁。 （熱壓）注射成型3. 尖晶石注射成型冠核陶瓷(Spinel injection-molded core material)主晶相為鋁鎂尖晶石MgAl2O4， 為鎂質(zhì)瓷的一種。采用注射成型法制作冠核。彎曲強度

17、可達到115MPa。最后在冠核上常規(guī)燒結(jié)貼面瓷。用于制作全瓷冠修復體，可改善邊緣密合性。 優(yōu)點：鋁鎂尖晶石收縮性低, 修復體邊緣適合性好。缺點： 價錢昂貴， 制作復雜。第36頁，共60頁。 Slip-cast All-ceramic 三. 粉漿涂塑全瓷材料 (Slip-cast All-ceramic material) 或 玻璃浸滲核瓷（Glass-infiltrated core material） 1. 氧化鋁基粉漿涂塑全瓷材料 2.尖晶石基粉漿涂塑全瓷材料 3.鋯基粉漿涂塑全瓷材料 第37頁，共60頁。粉漿涂塑的基本原理：在耐火代型上將液狀烤瓷粉漿涂塑，耐火代型上的孔隙經(jīng)毛細管作用虹吸

18、粉漿中的水分，使涂塑體致密，形成冠核。之后將其連同耐火代型一起于高溫下燒結(jié)。燒結(jié)使烤瓷粉粒表面初步熔接，形成一個穩(wěn)定的立體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。形成一個多孔冠核。第38頁，共60頁。燒結(jié)使烤瓷粉粒表面初步熔接，形成一個穩(wěn)定的立體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。形成一個多孔冠核。在此多孔冠核上浸滲玻璃（硅酸鋁玻璃或鑭系玻璃），高溫下使熔融的玻璃經(jīng)毛細管作用滲入瓷粉顆粒之間的孔隙中，形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)故修復體孔隙少，缺陷小，韌性大。簡單表述為：先制作一多孔陶瓷修復體，隨后浸滲上玻璃。第39頁，共60頁。玻璃成分的介紹玻璃通常按主要成分分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃。非氧化物玻璃品種和數(shù)量很少，主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。硫系玻璃的陰離

19、子多為硫、硒、碲等可截止短波長光線而通過黃 、紅光以及近、遠紅外光。鹵化物玻璃的折射率低，多用作光學玻璃第40頁，共60頁。氧化物玻璃又分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。硅酸鹽玻璃指基本成分為SiO2的玻璃其品種多，用途廣。通常按玻璃中SiO2以及堿金屬 、堿土金屬氧化物的不同含量，又分為 第41頁，共60頁。石英玻璃。SiO2含量大于99.5%，多用于半導體、電光源、光導通信、激光等技術和光學儀器中。 高硅氧玻璃。SiO2含量約96%，其性質(zhì)與石英玻璃相似。 鈉鈣玻璃。以SiO2含量為主，還含有15%的Na2O和16%的 CaO，其產(chǎn)量占實用玻璃的90%?？缮a(chǎn)玻璃瓶罐、平板玻璃、器

20、皿、燈泡等。第42頁，共60頁。鉛硅酸鹽玻璃。主要成分有 SiO2 和 PbO，可用于制造燈泡、真空管芯柱、晶質(zhì)玻璃器皿、火石光學玻璃等。含有大量 PbO的鉛玻璃能阻擋X射線和射線。第43頁，共60頁。鋁硅酸鹽玻璃。以 SiO2和Al2O3為主要成分，用于制作放電燈泡、高溫玻璃溫度計、化學燃燒管和玻璃纖維等。 硼硅酸鹽玻璃。以 SiO2和B2O3 為主要成分具有良好的耐熱性和化學穩(wěn)定性，用以制造烹飪器具、實驗室儀器、金屬焊封玻璃等。第44頁，共60頁。 Slip-cast All-ceramic1. 氧化鋁基(Alumina-based)粉漿涂塑全瓷材料 玻璃浸滲氧化鋁核瓷（Glass-inf

21、iltrated alumina core material） 含氧化鋁達90%，粒度0.5m3.5m。 涂于石膏耐火代型上。于1100燒結(jié)4h, 形成 多孔氧化鋁核。 浸滲上含鑭系玻璃。在1150 下再燒結(jié)4h。 再用膨脹匹配的貼面烤瓷進行貼面。商品如：In-Ceram（1988年出現(xiàn)） 第45頁，共60頁。 玻璃浸滲 玻璃浸滲氧化鋁核瓷的優(yōu)點: 抗彎強度高可達450MPa?？芍谱鞫喾N修復體, 如單個牙冠、貼面、嵌體及高嵌體、前牙三個單位固定橋。 美觀。 邊緣密合性好。 耐磨性類似牙釉質(zhì)。缺點: 核是不透明的, 不能被常規(guī)酸蝕及硅烷處理, 與牙齒不粘接， 需特殊設備?；ㄙM大， 制作時間長。第

22、46頁，共60頁。 Slip-cast All-ceramic 2. 尖晶石基（Spinel -based）粉漿涂塑全瓷材料 鎂鋁尖晶石（MgAl2O4）為主晶相的玻璃浸滲尖晶石陶瓷，并含痕量-氧化鋁，以改善透明性。 尖晶石基材料比氧化鋁基具有更高的斷裂模量和透明性 商品如：In-Ceram Spinel第47頁，共60頁。鋯基（zirconia -based）粉漿涂塑全瓷材料含四方晶系鋯及鋁的玻璃浸滲鋯尖晶石陶瓷。鋯基撓曲強度可高達600MPa，不透明，修復體制作時間長。商品如：In-Ceram Zircomia第48頁，共60頁。 machinable all-ceramic四可切削陶瓷（

23、machinable all-ceramic material） (Milled ceramic; machining ceramic)能用普通金屬加工機械進行車、刨、銑、鉆孔等加工的特種陶瓷。陶瓷的玻璃基質(zhì)中所含的結(jié)晶相在陶瓷加工時既允許裂紋切入，又能限制其任意擴展，表現(xiàn)出良好的可切削性。有幾種方式可將可切削陶瓷制備成嵌體、高嵌體及貼面等修復體。第49頁，共60頁。 machinable all-ceramic CAD-CAM技術（computer aided design-computer aided machining technology）用計算機輔助設計計算機輔助切削工藝將可切削陶瓷

24、制成修復體的技術，簡稱CAD-CAM技術。用于CAD-CAM技術的陶瓷稱為CAD-CAM陶瓷。第50頁，共60頁。采用電子-光學方法，用光學掃描儀對預備好的牙體進行掃描，取得牙預備體的光學 “印?！保ㄈS信息）計算機將光學信息數(shù)字化輸入計算機中，得到牙預備體的立體影像。在其上用計算機輔助設計修復體經(jīng)計算機控制的切削器具對瓷塊進行機械加工，制成修復體。第51頁，共60頁。 machinable all-ceramic 可用于制作精確的嵌體、高嵌體、貼面及冠的制作。 優(yōu)點: 一次就診即可完成, 不需取印模, 省時; 可制作精確的嵌體、高嵌體、冠的組織面; 修復體核心部陶瓷內(nèi)孔隙少。缺點: 設備昂貴

25、, 邊緣不精確，有100150m間隙;用樹脂水門汀粘著修復體，可補償邊緣不密合的問題。有些系統(tǒng)大量時間用于手工調(diào)磨修整 面外形及拋光。 商品如：美國的Rekow系統(tǒng)，瑞士的Cerec系統(tǒng)，法國的Duret系統(tǒng)等。 第52頁，共60頁。 machinable all-ceramic 復制切削技術(Copy-milling technology)采用復制切削技術將可切削陶瓷塊制成嵌體、高嵌體及貼面。工作原理類似配鑰匙。商品如Celay體系：是一臺計算機控制的多軸切削機。 在傳統(tǒng)人造石代型上制作硬樹脂修復體，之后以此修復體為模型，計算機直接讀取表面外形數(shù)據(jù)，以此為切削模板，同時用類似配鑰匙一樣同步切削陶瓷塊，制造出與樹脂模型一致的瓷修復體。 缺點：需取印模, 不能一次完成。且設備昂貴。 邊緣精確性同傳統(tǒng)的烤瓷燒結(jié)技術。第53頁，共60頁。 machinable all-ceramic （3）技工室CAD/CAM技術用于制作冠。 技工將代型掃描，數(shù)據(jù)輸送到工作站，用計算機控制切削出一個放大的代型，目的是補償燒結(jié)收縮。然后在代型上壓實氧化鋁粉，再次切削，最后于高溫下燒結(jié)。進一步用線脹系數(shù)匹配的氧化鋁陶瓷貼面。缺點：不能一次就診完成。且設備昂貴，與金修復體比，邊緣精確度差。另一缺點是除氧化鋁基陶瓷外，陶瓷透明度差，強度也不很滿意。 第54頁，共60頁。 machinabl