口腔陶瓷分解课件

1、 口腔陶瓷材料 Ceramic（陶瓷） 无机非金属材料经高温烧结形成的多晶聚集体。通常是稳定化合物的粉体，通过成型（shaping）、烧结（sintering）、加工（processing）而成。 1744年，法国首先将陶瓷应用于牙科。 第1页，共60页。第一节 概述第2页，共60页。 二、口腔陶瓷的分类可据熔点、应用、制造技术或晶体相分类。（一）按熔点 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 ，钛合金的熔附。第3页，共60页。 （二）按应用 1. 烤瓷 porcelain ：传统烤瓷和金属烤瓷，用于烤瓷全

2、冠修复体或金属烤瓷冠修复体 2.全瓷修复材料 all-ceramic material： 用于美观需要的全瓷冠、嵌体、高嵌体、贴面 3. 陶瓷牙ceramic teeth 4. 种植陶瓷implant ceramic第4页，共60页。 . （三）按临床使用部位分类：植入体内、非植入体内（四）按 成 分 结 构：单纯陶瓷、陶瓷基复合材料 第5页，共60页。 三、陶瓷的结构 烧结后，牙科陶瓷主要由三相组成： 晶体相（crystalline phase)：立方、四方、六方晶系，据晶体相的性质及数量不同，陶瓷的机械性能和光学性能不同。 玻璃相(glassy phase)（无定型相）：非晶态结构的低熔点

3、固体。玻璃相增加，透明性增加，抗裂纹扩展减低。 气相（pores）：气孔率、气孔尺寸分布、气孔形态对陶瓷性能有明显影响。 第6页，共60页。 四、陶瓷的结合键 离子键：正负离子间的静电作用力，无方向性，键强度高。陶瓷强度高、硬度高、脆性大。 共价键：有方向性和饱和性，键强度高，结构稳定。陶瓷熔点高、硬度高、脆性大、热胀系数小。 混合键：既有离子性结合又有共价性结合。 第7页，共60页。五、口腔陶瓷的性能性能取决于组成成分、晶体结构和尺寸、玻璃相的特性、气孔、杂质及陶瓷粉的粒度等。物理性能：色泽美观，光泽度高，具有一定的透明性和半透明性，与天然牙色泽匹配，美学特性最好第8页，共60页。机械性能：

4、质脆易折，压缩强度大，但拉伸强度、弯曲强度和冲击强度较差；硬度和耐磨性与牙釉质类似；不同的陶瓷机械性能不同。化学性能：最稳定，可耐受口腔内多种化学物质的作用生物性能：生物相容性和生物安全性好第9页，共60页。 口腔陶瓷I、烤瓷 传统烤瓷金属烤瓷II、全瓷修复体材料及技术第10页，共60页。第二节 传统烤瓷材料第11页，共60页。 烤瓷I、烤瓷材料 烤瓷（porcelain）是指用粉状瓷料, 经烧结加工制作烤瓷修复体或金属烤瓷修复体的工艺方法，所用瓷料称为烤瓷材料（porcelain material）。可制作嵌体、冠、贴面及金属冠桥等修复体。 烧结（sintering）将陶瓷粉在低于熔点的温度

5、下加热，获得致密、高强度的结晶过程。第12页，共60页。根据熔点不同划分为 : 熔点 () 高熔烤瓷材料 12001450 中熔烤瓷材料 10501200 低熔烤瓷材料 8501050（一） 烤瓷材料的分类第13页，共60页。 1. 长 石（feldspar）: 主要成分。采用钾长石(K2O Al2O3 6H2O )和钠长石(Na2O Al2O3 6H2O )的混合物。高温下熔化 形成玻璃相。 2. 石 英: 主要成分是二氧化硅，熔点约1800 ，呈细晶体颗粒状，增加强度, 但降低透明性。 3. 白陶土: 具可塑性, 易与长石结合, 增加韧性。 4. 助熔剂: 硼砂、碳酸钠、碳酸钾, 降低长石

6、的熔融温度, 减少孔隙。 （二） 烤瓷材料的原料组成第14页，共60页。 5. 着色剂：金属氧化物与长石熔化后，加入瓷料中调色而成。氧化钛(白), 氧化铯(黄), 氧化镍(灰), 氧化钴(兰), 氧化 铁(褐), 磷酸锰(红)。可配合使获得自然色感。氧化铈, 氧化铕等稀土氧化物, 以增加烤瓷的自然色感。 6.玻璃改性剂：如氧化硼，减小黏度，降低软化温度或熔点；氧化铝可增加烤瓷的强度、黏度及硬度，减少烧结收缩；结合剂使瓷粉紧密结合，以便在烧结前雕刻塑形；釉料可增加修复体表面光泽度。第15页，共60页。长石质烤瓷材料(feldspathic porcelain)以长石和二氧化硅为基本组成成分的玻璃

7、态陶瓷材料, 也称为传统烤瓷材料( conventional dental porcelain ) 。结构中含玻璃基质相及一个或多个结晶相白榴石(K2O Al2O3 4SiO2 )为其结晶相之一，故也叫白榴石烤瓷（leucite porcelain)第16页，共60页。许多物理性质与牙釉质相似：压缩强度、弯曲强度、弹性模量、线胀系数、硬度、耐磨性。(书117页）色泽美观，化学性能稳定，能长期耐受口腔环境的唾液和微生物作用而不发生变化。生物相容性好。第17页，共60页。脆性大，烧结后体积收缩大，拉伸强度低，机械强度差，临床应用受到限制，已逐渐被金属烤瓷修复体及新的全瓷修复材料替代。第18页，共6

8、0页。烤瓷修复体制作工艺成型（shaping）烧结（sintering）第19页，共60页。成型选择合适色调的烤瓷粉用蒸馏水或烤瓷专用液调成糊状用毛笔涂于代型上用雕刻刀加压雕塑修复体外形，需放大13%-20%脱水在已预热至650度的真空烤瓷炉内干燥第20页，共60页。烧结将瓷料粉体在低于熔点的温度下加热，使陶瓷粉体致密、结合在一起的过程。烧结后可获得致密、高强度的结晶体，常伴随体积收缩。低温烧结阶段：瓷粉的玻璃基质软化、流动、瓷粉间产生不全凝集，气孔多、中温烧结阶段：瓷粉完全凝集，体积明显收缩高温烧结阶段：凝集的瓷粉互相熔接在一起成为牢固的结晶整体，体积收缩趋于稳定离炉冷却试戴后上釉第21页，

9、共60页。第三节 金属烤瓷材料将陶瓷烧结在金属上，陶瓷的缺点就可以用韧性极好的金属给予补偿。用这种方法制成的修复体被称为金属烤瓷修复体（ceramic-metal restoration）该技术称为烤瓷熔附金属工艺（porcelain-fused-to metal，PFM）在金属冠核表面熔附上线胀系数相匹配的瓷料，这种瓷料称为金属烤瓷材料，又称为金属烤瓷粉（porcelain-fused-to metal powder）第22页，共60页。一 组成长石、石英、陶土的混合物经烧结后制备而成。化学成分比其它陶瓷复杂：主要成分是白榴石，调节瓷粉结晶析出和膨胀率的调节剂，促进瓷粉与金属的结合剂，用于遮

10、挡金属底色的遮色剂，用于调节色彩的着色剂第23页，共60页。烧结温度在800-1000度，属于低熔陶瓷的一种。包括三种不同功能的瓷粉：遮色瓷、体瓷（本质瓷）、釉质瓷第24页，共60页。二 必要的特性能够遮盖金属基底冠的颜色与金属形成机械、化学结合与金属的热膨胀系数相匹配，否则冷却时产生内应力，造成剥离破坏或出现裂纹具有适当的软化温度，应显著低于金属的熔化温度具有较高的机械强度第25页，共60页。第四节 全瓷修复材料全瓷修复材料( all-ceramic restorative material )克服了传统烤瓷材料抗弯强度低的弱点， 较金属烤瓷修复体更美观， 符合审美要求。第26页，共60页。

11、全瓷材料包括：烧结全瓷材料热压全瓷材料粉浆涂塑全瓷材料可切削陶瓷铸造陶瓷第27页，共60页。 烧结全瓷一、烧结全瓷材料（Sintered all-ceramic materials）采用烧结技术制作全瓷修复体的材料烧结（sintering）：将陶瓷粉在低于熔点的温度下加热，获得致密、高强度的结晶过程。1 氧化铝基烤瓷2 白榴石增强长石质烤瓷3. 镁基核瓷 第28页，共60页。 sintered all-ceramic 氧化铝基烤瓷 (Alumina-Based Ceramic) 玻璃基质中加入35%(体积分数）【40% 50%质量分数】的结晶相氧化铝。 早期烤在铂箔上，其上再上烤瓷贴面。现直接

12、烧结于耐火代型上，其挠曲强度138MPa，剪切强度145MPa。 第29页，共60页。氧化铝强度比长石质烤瓷中的SiO2晶体的强度大，而且具高弹性模量及高断裂韧性，能有效预防裂纹扩展。氧化铝晶体相热胀系数与玻璃基质相相似，结合好，所以强度高。透明性差，只能用于全瓷冠的核心部分（核瓷、底层瓷），外表面再烧结上强度较低但透明度较好的牙本质瓷及釉质瓷。第30页，共60页。 sintered all-ceramic2白榴石增强长石质烤瓷（Leucite-Reinforced Feldspathic porcelain) 含45%体积比的白榴石作为增强相。白榴石晶体可阻止裂纹的扩展。 其高线胀系数（20

13、-2510-6/K vs 玻璃基质8 10-6/K），使玻璃在冷却时处于压缩状态，强度增强，对裂纹起到偏转作用，增强了较弱玻璃相抗裂纹扩展的能力。弯曲强度和压缩强度达104MPa。商品如Optec HSP 优点；透明性好， 抗弯强度高。可用于嵌体、高嵌体、低应力的冠和贴面。 缺点：因烧结收缩，边缘适合性稍差，不能用于后牙。 第31页，共60页。 sintered all-ceramic 3. 镁基冠核陶瓷 (Magnesia-based core porcelain) 基质中含镁结晶, 提高强度。烧结后挠曲强度强度达131Mpa。 上 釉后强 可达269Mpa。因线胀系数(1310-6/ 14

14、.510-6/），釉料渗入到空隙中，使表面层处于压力状态，修复体断裂前需先克服此力 优点: 适合于大多数前牙冠, 金属烤瓷粉均可于其上贴面。美观, 不需金属核。缺点: 不能用于桥体制作。 第32页，共60页。 （热压）注射成型二. 热压全瓷材料(heat-pressed All-ceramic materials) 注射成型玻璃陶瓷(Injection-molded Glass-Ceramic) 采用注射成型法（热压工艺），将陶瓷在高温下加压注入型腔，制作全瓷修复体的玻璃陶瓷。 用于制作全瓷冠、嵌体、高嵌体、贴面及固定局部义齿。 热压可避免瓷体中大孔隙存在，并可促进玻璃基质中晶相很好的分散。瓷

15、密度高，晶体粒子小，机械性能可达最大。白榴石基热压全瓷焦硅酸锂基热压全瓷3. 尖晶石注射成型核瓷 第33页，共60页。 （热压）注射成型 1. 白榴石基 (leucite-based)热压成型全瓷材料 含35%55% 体积分数的白榴石晶体。预成陶瓷瓷块于1150 1180软化、0.3 0.4MPa压力下, 高压挤压注射入由失蜡技术形成的耐火模具中, 于自动压力炉中保温20min。 可用上色技术或涂层技术将贴面烤瓷附于其上。 商品如IPS-Impress优点：修复体美观缺点: 先期设备投入大，比其他全瓷强度低，弯曲强度120MPa。第34页，共60页。 （热压）注射成型 2. 焦硅酸锂基 (Li

16、thium disilicate-based)热压成型全瓷材料 主晶相为占60%体积分数的焦硅酸锂长晶体（ Li2SiO5， 0.55m)。于890 920热压成型。用涂层技术烧结上玻璃。 优点: 挠曲强度高(350MPa)，断裂韧性大，但不透明, 应用范围广，如固定局部义齿 。可用失蜡技术, 操作过程短, 边缘精确性尚可。 如 IPS Empress II 型陶瓷。 第35页，共60页。 （热压）注射成型3. 尖晶石注射成型冠核陶瓷(Spinel injection-molded core material)主晶相为铝镁尖晶石MgAl2O4， 为镁质瓷的一种。采用注射成型法制作冠核。弯曲强度

17、可达到115MPa。最后在冠核上常规烧结贴面瓷。用于制作全瓷冠修复体，可改善边缘密合性。 优点：铝镁尖晶石收缩性低, 修复体边缘适合性好。缺点： 价钱昂贵， 制作复杂。第36页，共60页。 Slip-cast All-ceramic 三. 粉浆涂塑全瓷材料 (Slip-cast All-ceramic material) 或 玻璃浸渗核瓷（Glass-infiltrated core material） 1. 氧化铝基粉浆涂塑全瓷材料 2.尖晶石基粉浆涂塑全瓷材料 3.锆基粉浆涂塑全瓷材料 第37页，共60页。粉浆涂塑的基本原理：在耐火代型上将液状烤瓷粉浆涂塑，耐火代型上的孔隙经毛细管作用虹吸

18、粉浆中的水分，使涂塑体致密，形成冠核。之后将其连同耐火代型一起于高温下烧结。烧结使烤瓷粉粒表面初步熔接，形成一个稳定的立体网络结构。形成一个多孔冠核。第38页，共60页。烧结使烤瓷粉粒表面初步熔接，形成一个稳定的立体网络结构。形成一个多孔冠核。在此多孔冠核上浸渗玻璃（硅酸铝玻璃或镧系玻璃），高温下使熔融的玻璃经毛细管作用渗入瓷粉颗粒之间的孔隙中，形成网状交联结构故修复体孔隙少，缺陷小，韧性大。简单表述为：先制作一多孔陶瓷修复体，随后浸渗上玻璃。第39页，共60页。玻璃成分的介绍玻璃通常按主要成分分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃。非氧化物玻璃品种和数量很少，主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。硫系玻璃的阴离

19、子多为硫、硒、碲等可截止短波长光线而通过黄 、红光以及近、远红外光。卤化物玻璃的折射率低，多用作光学玻璃第40页，共60页。氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。硅酸盐玻璃指基本成分为SiO2的玻璃其品种多，用途广。通常按玻璃中SiO2以及碱金属 、碱土金属氧化物的不同含量，又分为 第41页，共60页。石英玻璃。SiO2含量大于99.5%，多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中。 高硅氧玻璃。SiO2含量约96%，其性质与石英玻璃相似。 钠钙玻璃。以SiO2含量为主，还含有15%的Na2O和16%的 CaO，其产量占实用玻璃的90%。可生产玻璃瓶罐、平板玻璃、器

20、皿、灯泡等。第42页，共60页。铅硅酸盐玻璃。主要成分有 SiO2 和 PbO，可用于制造灯泡、真空管芯柱、晶质玻璃器皿、火石光学玻璃等。含有大量 PbO的铅玻璃能阻挡X射线和射线。第43页，共60页。铝硅酸盐玻璃。以 SiO2和Al2O3为主要成分，用于制作放电灯泡、高温玻璃温度计、化学燃烧管和玻璃纤维等。 硼硅酸盐玻璃。以 SiO2和B2O3 为主要成分具有良好的耐热性和化学稳定性，用以制造烹饪器具、实验室仪器、金属焊封玻璃等。第44页，共60页。 Slip-cast All-ceramic1. 氧化铝基(Alumina-based)粉浆涂塑全瓷材料 玻璃浸渗氧化铝核瓷（Glass-inf

21、iltrated alumina core material） 含氧化铝达90%，粒度0.5m3.5m。 涂于石膏耐火代型上。于1100烧结4h, 形成 多孔氧化铝核。 浸渗上含镧系玻璃。在1150 下再烧结4h。 再用膨胀匹配的贴面烤瓷进行贴面。商品如：In-Ceram（1988年出现） 第45页，共60页。 玻璃浸渗 玻璃浸渗氧化铝核瓷的优点: 抗弯强度高可达450MPa。可制作多种修复体, 如单个牙冠、贴面、嵌体及高嵌体、前牙三个单位固定桥。 美观。 边缘密合性好。 耐磨性类似牙釉质。缺点: 核是不透明的, 不能被常规酸蚀及硅烷处理, 与牙齿不粘接， 需特殊设备。花费大， 制作时间长。第

22、46页，共60页。 Slip-cast All-ceramic 2. 尖晶石基（Spinel -based）粉浆涂塑全瓷材料 镁铝尖晶石（MgAl2O4）为主晶相的玻璃浸渗尖晶石陶瓷，并含痕量-氧化铝，以改善透明性。 尖晶石基材料比氧化铝基具有更高的断裂模量和透明性 商品如：In-Ceram Spinel第47页，共60页。锆基（zirconia -based）粉浆涂塑全瓷材料含四方晶系锆及铝的玻璃浸渗锆尖晶石陶瓷。锆基挠曲强度可高达600MPa，不透明，修复体制作时间长。商品如：In-Ceram Zircomia第48页，共60页。 machinable all-ceramic四可切削陶瓷（

23、machinable all-ceramic material） (Milled ceramic; machining ceramic)能用普通金属加工机械进行车、刨、铣、钻孔等加工的特种陶瓷。陶瓷的玻璃基质中所含的结晶相在陶瓷加工时既允许裂纹切入，又能限制其任意扩展，表现出良好的可切削性。有几种方式可将可切削陶瓷制备成嵌体、高嵌体及贴面等修复体。第49页，共60页。 machinable all-ceramic CAD-CAM技术（computer aided design-computer aided machining technology）用计算机辅助设计计算机辅助切削工艺将可切削陶瓷

24、制成修复体的技术，简称CAD-CAM技术。用于CAD-CAM技术的陶瓷称为CAD-CAM陶瓷。第50页，共60页。采用电子-光学方法，用光学扫描仪对预备好的牙体进行扫描，取得牙预备体的光学 “印模”（三维信息）计算机将光学信息数字化输入计算机中，得到牙预备体的立体影像。在其上用计算机辅助设计修复体经计算机控制的切削器具对瓷块进行机械加工，制成修复体。第51页，共60页。 machinable all-ceramic 可用于制作精确的嵌体、高嵌体、贴面及冠的制作。 优点: 一次就诊即可完成, 不需取印模, 省时; 可制作精确的嵌体、高嵌体、冠的组织面; 修复体核心部陶瓷内孔隙少。缺点: 设备昂贵

25、, 边缘不精确，有100150m间隙;用树脂水门汀粘着修复体，可补偿边缘不密合的问题。有些系统大量时间用于手工调磨修整 面外形及抛光。 商品如：美国的Rekow系统，瑞士的Cerec系统，法国的Duret系统等。 第52页，共60页。 machinable all-ceramic 复制切削技术(Copy-milling technology)采用复制切削技术将可切削陶瓷块制成嵌体、高嵌体及贴面。工作原理类似配钥匙。商品如Celay体系：是一台计算机控制的多轴切削机。 在传统人造石代型上制作硬树脂修复体，之后以此修复体为模型，计算机直接读取表面外形数据，以此为切削模板，同时用类似配钥匙一样同步切削陶瓷块，制造出与树脂模型一致的瓷修复体。 缺点：需取印模, 不能一次完成。且设备昂贵。 边缘精确性同传统的烤瓷烧结技术。第53页，共60页。 machinable all-ceramic （3）技工室CAD/CAM技术用于制作冠。 技工将代型扫描，数据输送到工作站，用计算机控制切削出一个放大的代型，目的是补偿烧结收缩。然后在代型上压实氧化铝粉，再次切削，最后于高温下烧结。进一步用线胀系数匹配的氧化铝陶瓷贴面。缺点：不能一次就诊完成。且设备昂贵，与金修复体比，边缘精确度差。另一缺点是除氧化铝基陶瓷外，陶瓷透明度差，强度也不很满意。 第54页，共60页。 machinabl