专利名称：针对由钇稳定二氧化锆制成的牙科修复体的饰面陶瓷以及其涂覆方法
技术领域：
本发明涉及用于牙科修复体的饰面陶瓷，其中，支架陶瓷由钇稳定二氧化锆制成。饰面陶瓷的性质通过起始材料的化学组成、晶体相、晶体结构以及粒度来确定。目标在于，满足对饰面陶瓷的高机械的、化学的和美学的要求，并且同时降低在饰面陶瓷的建模中的制备耗费。
背景技术：
为了牙科修复体的饰面，通过含白榴石的牙科陶瓷提供了现有技术。在专利US4, 798，536A中，白榴石含量处在35至60重量％的范围内。带有白榴石晶体的饰面陶瓷的弯曲断裂强度大约为80MPa。在专利US4，515，634A中建议，在基础系统Li2O-CaO-Al2O3-SiO2中添加成核剂P2O5用以改善晶核形成和结晶。在DE 197 25 552A1中描述了用于陶瓷牙科修复体的碱性硅酸盐玻璃。这些牙科材料优选地含有磷灰石晶体。在所描述的磷灰石玻璃陶瓷中应该以限定的摩尔比例1:0.02至1.5:0.03 至 4.5 含有组分 CaO:P2O5:F。在专利文件DE 10 2004 013 455 B3中描述了以磷酸盐和不含氟的硅氧磷灰石为基础的磷灰石玻璃陶瓷以及用于它们的制备的方法和应用。作为晶体相，除了氧磷灰石之外也可出现白榴石。在专利文件DE 196 47 739 C2中描述了能烧结的二硅酸锂玻璃陶瓷以及玻璃。将起始材料烧结为坯料。这些坯料在700°C至1200°C下被压为牙科产品。在该塑性成形中，所描述的二硅酸锂玻璃陶瓷仅具有与相邻的填料极小的反应。公开文献DE 197 50 794 Al描述了针对在热压方法中的应用的二硅酸锂玻璃陶瓷的使用。然而已表明的是，在应用该方法的情况下在已修复的牙齿上的边缘强度不足并且在后处理中发生高工具磨损。DE 103 36 913 Al建议，在两个阶段中完成待修复的牙齿。在第一阶段中，将偏硅酸锂进行结晶，通过机械加工将偏硅酸锂加工成牙科产品。在第二温度处理中，将偏硅酸锂转化为更牢固的二硅酸锂。在专利文献W02008/106958A2中描述了具有很高强度和对钇稳定二氧化锆更好附着的饰面陶瓷。在所描述的饰面陶瓷的情况下，除了二硅酸锂之外还出现锂辉石、偏硅酸锂的结晶和二氧化硅的不同的相。基于钇稳定二氧化锆，在EP I 235 532 Al中描述了用于制备高强度陶瓷牙齿替代物的方法。根据该方法制备的支架陶瓷具有大于1200MPa的4点弯曲断裂强度
发明内容
本发明的任务在于，研发针对由钇稳定二氧化锆制成的牙科修复体的基于二硅酸锂的半透明饰面陶瓷以及用于施布该饰面陶瓷的方法。该饰面陶瓷应该不含有白榴石、偏硅酸锂或β-锂辉石并且具有非常良好的化学稳定性、对二氧化锆的高附着强度以及良好的表面品质。根据本发明，在钇稳定二氧化锆上的饰面陶瓷的情况下该任务通过如下方式来解决，即，饰面陶瓷由以下组分制成:a) SiO2 55.0-72.5 质量 ％b) Nb2O5 6.0-19.8 质量 ％c) B2O31.0-9.0 质量 ％(I)Al2O31.2-6.0 质量 ％e) Li2O 5.0-16.5 质量 ％f) Na2O1.4-11.0 质量 ％g) ZrO2 0.5-4.0 质量 ％并且在该饰面陶瓷的表 面上设有在结晶期间构造的薄玻璃层。二硅酸锂形成了饰面陶瓷的主晶体相。符合期望但不是强制必须的是，除了二硅酸锂之外还部分地结晶出铌氧化物。铌氧化物不嵌入或者说仅以很少的量嵌入二硅酸锂的结构中。借助于受控制的结晶，使富铌相紧邻二硅酸锂地积聚。通过结晶工艺对相组成的改变导致了富铌氧化物的玻璃相。富铌氧化物的玻璃相使得饰面陶瓷的非常高的表面品质成为可能，从而使得不需要另外的烧釉(Glanzbrand)。为了颜色适配或者说荧光性可以给饰面陶瓷添加染色的元素或者说色素。这些单个的颜色组分的浓度应该最高为3.0质量％。为了技术改造可以相互不依赖地添加添加物La203、BaO, CaO、MgO, ZnO, P2O5> TiO2和氟化物，其中，所列举的添加物的浓度以其总量最大在直至4.0质量％的范围中。饰面陶瓷具有对二氧化锆的非常良好的附着。因此不透明物(Opaker)或者说内衬物(Liner)的使用不是强制必须的。可以借助于层技术将饰面陶瓷的所列举的起始材料作为粉末施布到钇稳定二氧化锆上。以限定的研磨工艺也可以将粉末加工成借助于喷射来施布的粉浆(Schlicker)。在随后的结晶之后产生了具有高表面品质的饰面陶瓷。该饰面陶瓷使得在牙科炉中的温度处理与后续的激光处理的结合成为可能。为此，将饰面陶瓷的涂覆到支架陶瓷上的起始材料借助于牙科炉在850°C至910°C或者说911 °C至940°C的温度范围内烧结。受控制的结晶在850°C至91 (TC温度范围内进行，其中，形成的饰面陶瓷具有高表面品质。如此制成的饰面陶瓷已经可以用于牙科修复体。借助于激光的使用，在进一步的方法步骤中的饰面陶瓷的局部玻璃化是可行的。同样可行的是，饰面陶瓷的起始材料在911°C至940°C温度范围内烧结到支架陶瓷上并且在进一步的方法步骤中借助于激光来诱发局部的结晶。饰面陶瓷可以以多个层形式被涂覆。对二氧化锆的非常良好的附着以及非常良好的表面品质使得如下成为可能，即，一个喷射层对于饰面工艺来说已经足够了。
以下应结合实施例和附图对本发明进行更详细地阐述。在此:
图1示出了用于饰面陶瓷制备的可行的温度分布；图2示出了在900°C的温度处理之后的根据本发明的饰面陶瓷的伦琴射线衍射图(XRD)；图3示出了在二氧化锆上的饰面陶瓷的接合结构；以及图4示出了用于通过激光诱发结晶制备饰面陶瓷的温度分布。
具体实施例方式在以下表格I中显示了典型的组成。[表格0001]表格I
权利要求
1.针对由钇稳定二氧化锆制成的牙科修复体的饰面陶瓷，其特征在于，所述饰面陶瓷含有以下组分:a)SiO2 55.0-72.5 质量 ％b)Nb2O5 6.0-19.8 质量 ％c)B2O31.0-9.0 质量 ％(I)Al2O31.2-6.0 质量 ％e)Li205.0-16.5 质量 ％ f)Na2O1.4-11.0 质量 ％g)ZrO2 0.5-4.0 质量 ％。
2.针对由钇稳定二氧化锆制成的牙科修复体的饰面陶瓷，其特征在于，所述饰面陶瓷含有以下组分:a)SiO2 58.0-68.0 质量 ％b)Nb2O5 10.0-19.8 质量 ％c)Al2O3 1.2-6.0 质量 ％d)Li208.0-16.5 质量 ％e)Na2O1.4-8.0 质量 ％f)ZrO2 0.5-4.0 质量 ％。
3.根据权利要求1或2所述的饰面陶瓷，其特征在于，附加地含有以下组分Ti02、La203、MgO、CaO, ZnO、BaO, P2O5和/或氟化物中的至少一种，其中，所有添加的组分的总浓度最大在直至4.0质量％的范围内。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的饰面陶瓷，其特征在于，单个地或以组合的形式含有以下元素Fe、Sn、Ce、Mn、V、Cr、Pr、Tb、Nd、Sm、In、Eu、Dy的氧化物或氟化物以及色素，作为染色的或发荧光的添加物。
5.用于对由钇稳定二氧化锆制成的牙科修复体利用根据权利要求1至4中任一项所述的饰面陶瓷进行饰面的方法，其特征在于以下方法步骤: a)将在1400°C下熔融的玻璃在水中进行玻璃烧结； b)将经玻璃烧结的玻璃在490°C至590°C的温度下且在两个至六个小时的时长中进行退火以形成晶核； c)在冷却后将退火的玻璃机械地粉末化至0.3 ii m和30 ii m之间的颗粒尺寸； d)将预处理的粉末转化成膏状物或粉浆并且涂覆到所述牙科修复体上； e)执行在850°C和910°C之间的范围中的温度处理，并且结晶出二硅酸锂； f )借助于受控制的结晶使富铌氧化物相紧邻二硅酸锂地积聚，由此在表面上支持薄玻璃层的形成，从而使得不需要特别的烧釉。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在方法步骤f)之后借助于激光来局部地熔融二硅酸锂晶体相，以便提高所述饰面陶瓷的半透明度或者说透明度。
7.用于对由钇稳定二氧化锆制成的牙科修复体利用根据权利要求1至4中任一项所述的饰面陶瓷进行饰面的方法，其特征在于以下方法步骤: a)将在1400°C下熔融的玻璃在水中进行玻璃烧结； b)将经玻璃烧结的玻璃在490°C至590°C的温度下且在两个至六个小时的时长中进行退火以形成晶核； C)在冷却后将退火的玻璃机械地粉末化至0.3 μ m和30 μ m之间的颗粒尺寸； d)将预处理的粉末转化成膏状物或粉浆并且涂覆到所述牙科修复体上； e)执行在911°C和940°C之间的范围内的温度处理，并且借助于激光来诱发二硅酸锂晶体相。
8.根据权利要求5至7所述的方法，其特征在于，通过加入水和/或有机助剂将预处理的粉末转化为膏状物或粉浆。
9.根据权利要求 5至8所述的方法，其特征在于，通过喷射进行粉浆的涂覆。
全文摘要
本发明涉及针对牙科修复体的饰面陶瓷，其中，支架陶瓷由钇稳定二氧化锆制成。本发明基于以下任务，即，研发针对由钇稳定二氧化锆制成的牙科修复体的基于二硅酸锂的半透明饰面陶瓷以及用于施布该饰面陶瓷的方法。该饰面陶瓷应该不含有白榴石、偏硅酸锂或β-锂辉石并且具有非常良好的化学稳定性、对二氧化锆的高附着强度以及良好的表面品质。根据本发明，在钇稳定二氧化锆上的饰面陶瓷的情况下通过如下方式来解决该任务，即，该饰面陶瓷由以下组分制成a)SiO2 55.0-72.5质量%；b)Nb2O5 6.0-19.8质量%；c)B2O3 1.0-9.0质量%；d)Al2O3 1.2-6.0质量%；e)Li2O 5.0-16.5质量%；f)Na2O 1.4-11.0质量%；g)ZrO2 0.5-4.0质量%，并且在饰面陶瓷的表面上设有在结晶期间构造的薄玻璃层。
文档编号C04B41/86GK103080033SQ201180040878
公开日2013年5月1日 申请日期2011年8月18日 优先权日2010年8月24日
发明者马丁纳·约翰内斯, 罗兰德·埃尔特 申请人:弗朗霍夫应用科学研究促进协会