古陶瓷修补材料及方法小议
我国是陶瓷古国。在古代遗留下来的遗存中，以陶器为大宗，这在各地都是相同的。我们在文物修复技术保护工作中所接触到的各种文物标本之中，数陶器的数量巨大、种类繁多。其次，古代陶器本身，又融汇着选料、造型、雕塑、翻模、刻绘、敷彩、施釉以及入窑烧制、控制火侯等等一系列技术的或艺术的因素在其中。同时，古代陶器在墓葬内外遭遇到的损坏、侵蚀、污染等等千差万别，情况最为复杂。因此，古代陶器的修复保护工作是至为重要的。它也是各类文物修复保护的一项基础性工作，值得给予足够重视。古代陶器修复保护工艺流程中，包括着环境分析、现状调查，原状评估、清理清洗、拼对粘接、修补缺损，加固表面彩绘和陶胎，仿色做旧等各种技术手段的选择和实施。本文限于条件，拟就古代陶器修复保护中对于缺损部位使用修补材料的情况及其相关问题谈一点粗浅的看法和经验，以期抛砖引玉之效。
谈起古代陶器的修补材料，首先应当提到石膏。石膏，即熟石膏(CaSO4·1/2H2O)，又称煅石膏、烧石膏，是由石膏矿石粉碎加热至150℃左右脱水而成。学名半水硫酸钙。形态为白色粉末。遇水吸湿发生水化，生成针状结晶的二水石膏(CaSO4·H2O)，硬化成块。熟石膏粉末与水混合形成流体，逐渐增稠直至变硬；其间有可塑性，但时间短暂。石膏制品用作室内装修材料，能够随着环境空气的湿度变化，吸收或释放水分，达到与外界平衡。现代工艺美术上将其用于制作模型，后又引入考古文物界用于文物修复、复制。历年来，因其成本低廉、原料易得、操作简便而在古代陶器修复中得到非常广泛的应用。随着时间的推移，石膏作为一种最常见的古代陶器修补材料，其弊病也日益暴露出来。一是质地脆弱，常与陶质不相匹配。古代陶器质地本身有脆弱的，也有坚固的；还有整体坚固而局部脆弱或整体脆弱而局部坚固的，情况各不相同。石膏以其脆弱之躯用来修补脆弱或坚固的古代陶器，实在难堪重任。二是结构疏松，吸附潮气，常比古代陶质更甚。古代陶器之陶质，有结构疏松的，也有相当致密的，还有非常致密的，例如用高岭土经高温烧成之唐三彩。石膏以其固有之疏松结构，用作干燥剂是好材料，而用于修补古代陶器，要想“放之四海而皆准”，显然是不相宜的。三是当其为粉末时，粘附力强，常污染陶器表面，特别是表面粗糙之夹砂陶，难以清理；而当其吸水结为硬块时，对于陶胎之粘接力微弱，仅是依靠粗糙的结合面附着在陶胎上，干燥后极易脱落。四是熟石膏在吸水硬化过程中有1—3％的膨胀率。这一点造就了其用于翻制模型时能够完全充盈型腔的良好复印性。但是用浇铸法修补古代陶器时有可能造成脆弱陶胎上新的裂纹或者整体变形。这一点常被人们所忽视，即使发现了也往往不得其解。在工作实际中，我们常可以看到，数年甚至数月前用石膏作修补材料修复好的古代陶器，无论其表面是否仿色作旧，都常发生酥粉、开裂、断块的现象。这正是熟石膏本身的性质所决定的。当然，现在有一种加强石膏，据说性能很好。但因其稀缺，应用不广，这里不作讨论。笔者多年来，一直从事于古代陶器的修复保护，经手了大量曾用石膏修补过而又必须翻修的古代陶器，可以说是深受其害。
那么，对于古代陶器选用修补材料应当遵循什么原则呢?我们认为应当有这样几点：
①质地坚固的程度与所修补的“这一个”陶器基本匹配。脆弱质地的石膏不行，而相对于所修补的“这一个”陶器其质地过于坚硬、过于坚固也不适宜。②结构致密一些，以不从存放环境中吸附潮气为好。③使用胶粘剂为介质，使之能够与修补部位粘接牢固，稳固结合。
④膨胀率、收缩率尽量低一些。⑤修补操作时有一个干固硬化过程。软的时候可以按需要填充捏塑，干硬以后可以雕琢刻划，表面可以打磨，适宜仿色做旧。应当说，基本符合以上几点要求的修补材料就是适用的。十多年来，我们受到其他行业工艺技术的启发，经过反复摸索，将现代高分子化学材料运用于文物修复传统技艺，使用“陶器修补腻子”修补古代陶器
之缺损部位，特别是修复了大量汉唐陶俑，包括唐三彩文物，效果比较理想，也经受了时间的考验。
“陶器修补腻子”是一类新型修补材料的通称。它并没有一个唯一的、一成不变的配方。它的总的配方原则是由填充料和胶粘剂这两类基本组分构成，必要时可以增加辅助组分，也可以不加。下面简略介绍一下两类基本组分的概况，以及部分辅助组分。
第一类基本组分是填充料，或称骨料。主要有①粘土、②大白粉(建筑装修材料，成分为CaCO3、③陶粉(碎陶片经粉碎研磨制得)、④瓷粉、⑤石英粉、⑥水泥，另外，还有粗陶粉、粗瓷粉、石英砂等。以上首选粘土，因其本身即为制陶原料，质地色泽与多数陶胎十分接近。使用时应选择纯净的粘土，焙干研细过筛备用。以上各种填充料也可以选用两种配合起来调整硬度和色泽，例如在粘土中添加适量石英粉可以提高硬度。修补体量大或厚度大的古代陶器，可用粗陶粉，或加石英砂补内芯或底层，而用粘土或细陶粉补面层。
第二类基本组分是胶粘剂。主要有①热固性树脂胶粘剂，常用的如环氧树脂胶粘剂。经常用于或质地坚固、或结构致密、或体量较大之古代陶器的受力部位，例如唐三彩之马腿的修补。采用环氧树脂胶粘剂作为基本组分修补古代陶器，用捏塑法难度较大，而用模型填充法或单面模块衬垫填充法容易操作，效果较好。或直接用其做马腿之内芯。陶胎之内层，干固后将表面刻划粗糙，再补表层，效果也不错。②乳液型胶粘剂，常见的有聚醋酸乙烯乳液胶粘剂，俗称白乳胶，各地都有生产。耐水防潮性能好的有上海合成树脂研究所生产的SJ —1胶。白乳胶在古代陶器修复中用途非常广泛，加水稀释后可用于酥松陶胎的渗透加固，不加水可直接用于陶片的粘接。用作修补腻子的基本组分时，不可加水，否则收缩率将会增大。白乳胶与粘土或陶粉配合，可以调配出非常细腻的修补腻子，用于修补面层或细小的缝隙。若再添加少量溶解后的羟甲基纤维素，修补后可作压光处理，使修补表面光洁细腻。修补底层时，例如大型陶马之踏板，白乳胶可提高水泥的强度。当然还可以加入石英砂防止开裂，加入陶粉、粘土或大白粉以调整结构和颜色。对于古代陶器特别是陶俑已经缺失的部位，以白乳胶与粘土调配成软硬适中，最好偏硬一些的修补腻子，用模型填充法可做俑头等有复杂表面或纹饰的部件。这时要用皂液作脱模剂。也可以用捏塑法制作马尾、猪耳、犬足等，干固后加以雕刻修磨再粘接到俑体上即可。③热塑性树脂胶粘剂，首选聚乙烯醇缩丁醛胶粘剂。可购买天津有机化工实验厂的成品胶，也可按需自行配制。配制时将胶粉与无水乙醇充分混合完全溶解，即可得到基本无色透明的胶液。此胶粘接力适中，适用于大部分古代陶器碎片的粘接，而且具有良好的防潮耐水性能。用于修补腻子时，若修补部位较厚，注意底层所用腻子尽量干硬一些，而面层可以稍软以利修整，防止表面结膜而使内部很难干透。
陶器修补腻子必要时可以采用的辅助组分主要有颜料，适当添加某种矿物颜料可使修补部分与原陶胎色泽一致。添加的量可经过试验确定。其他还有：采用环氧树脂胶粘剂作基本组分时使用偶联剂以提高胶接强度，使用增韧剂可以降低脆性。采用聚醋酸乙烯乳液作基本组分时可添加聚乙烯醇以提高粘度，添加适量熟石膏粉作为快干剂等等。诸如此类，可根据实际需要考虑是否采用。
在实际施工操作中，确定陶器修补腻子的具体配方时，究竟选用哪种填充料和哪种胶粘剂作为基本组分来配合，以及它们的用量，应当因时因地制宜，因“物”而异，针对你面前所要修补的“这一个”古代陶器的具体的实际的情况来作出判断。这里必须强调“个性原则”，即你所面对的“这一个”古代陶器的具体的特殊的情况。文物修复不是批量化生产，天下也没有两件质地、结构、强度以及损坏、侵蚀、污染完全相同的古代陶器等着你来用同样的材料同样的方法进行修复。同时也要强调“匹配原则”，即你所选择的胶粘剂、你所调配的修补腻子与你所修的古代陶器，在各方面是否相当，是否适宜，是否匹配。不要认为越结实就越好。笔者曾见过用环氧树脂胶粘剂粘接酥松陶质而茬口上陶胎被粘下一层的错误选择的实
例。此外需要注意的一点是，修补古代陶器之缺损部位时，应先用与修补腻子相同的胶液将待补的茬口浸润。以使将来补块与所补陶胎能够牢固结合，成为一个整体。
古代陶器的修复，是否仿色做旧，以及仿色做旧到什么程度，可根据具体情况和实际需要来研究确定。但是，以各种新型材料，逐步取代石膏在古代陶器修补材料中的位置，现今已在进行，并将是今后必然的趋势。
文物工作者对于古代陶器修补材料的慎用、改进和更新，首先在于观念的更新。如果认为古代陶器只是破砖烂瓦，因其材质普通就不能蕴涵珍贵价值，那就是一种陈腐而又错误的观念了。文物不是古董，今天的文物工作者当然不该以清末民初古董商的眼光来看待文物。作为文物，其教育的功能、研究的功能，必须是在使之延长寿命并通过展示才可能获得。而要使之延长寿命，能够展示，修复和技术保护是必不可少的手段。用哪些技术措施保护，是物理的，化学的，机械的，环境科学的还是综合的；如何修复，用什么材料修复，特别是用什么样的思想观念来指导修复，这些都是涉及多个学科的课题，需要进行深入的研究。然而对于一个成熟的文物修复保护工作者，这些还是远远不够的。诸如历史知识的积累、古代文化的陶冶、雕塑绘画的薰陶、艺术审美的修养等等，都是不可或缺的。广博的知识、全面的修养，加上熟练的技能，以及善于总结经验教训，才能使你在工作中得心应手。同时，《文物保护法》和“保护为主，抢救第一”的指导方针，“不改变原状”和“修旧如旧”的基本原则，也是应当时刻遵循的。
为了推动文物修复技术保护理论体系的研究和建立，众多专家学者以及同行进行了大量艰苦的探索和深入的研究，取得了丰硕的成果，这是十分可喜的。但是，对于某些概念的提出，还有值得商榷之处。笔者不揣冒昧地提出来，希望能够引起更为深入的讨论。那么，这里就要提出所谓“商品修复”这一概念，是否属于文物修复技术保护这项工作的范畴，值得研究。商品是以利润为目标的，这和文物绝对不同。对于古董，或者进入流通的少量文物，为了获得较高的商业利润，以高超精湛的技艺，经过修复呈现出完好无损的视觉效果，来以假乱真。这在过去的古董界称之为“作伪”。现代收藏界如何对待此事，如何在交易中体现公平诚信的原则，是另外一回事情。在今天的理论研究中，是否有必要使之归纳到文物工作中文物修复保护这门学问里成为一个门类，应当慎重对待。
这里还要指出所谓“研究修复”的概念，也是十分模糊和牵强的。我们不知道这一概念的提出，其理论的依据是什么，其实践的基础又是什么。如果说是因为在上一世纪五、六十年代，甚至七十年代，在某些考古发掘工地上或文物收藏单位里，经过那些仅受到短期培训的学员之手，在十分简陋的条件下用不够成熟而又相沿已久的材料和技术，简略粗疏修复过的古代陶器，就以此为据，提出一个理论上的概念。再用这个理论来指导实践，使“简略修复”，甚至“粗劣修复”合理化，显然是不合适的。当时的国民经济实力，科学研究水平、工程技术力量，当然不能与今天同日而语。时代在不断发展进步，考古文物工作越来越多地汲取着现代科学技术的营养，也比以前得到了更为有力的资金保障。文物修复保护工作的条件日益改善，技术日趋成熟。在这样的情况下完全有必要精益求精，做得比以往更好。考古发掘工作队（站）和考古研究单位，比以往任何时候都更有能力、更有信心善待文物。从另外一个角度讲，文物修复保护的理论，在文物的范围内，应当具有普遍的适用性和指导意义。我们想象不出，对待古建筑、古玉器、青铜器、金银器等等，如何进行“研究修复”?再者，以是否仿色做旧，来从理论上区分两个门类是否必要?同时，即使同是“展览修复”，也存在一个操作者水平高下的问题。以修复技术水平的高低，来区分理论上的门类是否合适。此外，由于水平不高，或者责任心不强，受条件限制，“简略修复”甚至“粗劣修复”的现象，目前仍旧存在。这既是一个管理的问题，一个培训提高的问题，也是一个理论方向的问题。不能从理论上予以纠正、引导，只会适得其反。这些都值得我们三思。
总之一句话，无论是博物馆、文物研究单位、还是考古研究单位，其文物修复技术保护工作直接的目标是完全相同的：这就是延长文物寿命，使之能够长期保存和展示，以便达到
教育和研究的目的。这一目标，当然也是古代陶器修复材料使用的基本原则。
1.强化金属材料的各种手段,考虑的出发点在于制造无缺陷的晶体或者制造位错运动的障碍
4.常见公式和相关计算题 公式一:霍尔-佩奇 d 21-0 s k +=σ σ 公式二:培莱-赫许公式ρ τ τ210 aGb += 题一:若平均晶粒直径为1mm 和0.04mm 的纯铁的屈服强度分别为100mpa 和250mpa,则平均晶粒直径为0,01mm 的纯铁的屈服强度为多少? 答:根据材料的屈服强度与晶粒尺寸的霍尔佩琪公式: d 21- s k +=σ σ
有: )(122 11 2 12 21121 1 s σσσσs s s d d d d ---+=- --- 所以:MPA 5.337)100250(1 110004 .001 .02 121s =---+=- - σ 题二:晶体滑移面上有一位错环,外力场在其柏士矢量方向的切应力为G 10 4 -= τ,柏士矢量 m 55.2b 1010 -?=此位错环在晶体中能扩张的半径为多大? 答:单位长度位错受力为: GN/m 55.255.2G b F 10101014 -10-4-?=??==τ 曲率半径为R 的位错因线张力而施加于单位长度位错线的力R 2G F b 2 ≈,当此力和外加应力 场对位错的力相等所对应的R 就是此位错环在晶体中能扩张的半径,所以: m GN /55.22R G 10b 14 2 -?=,即m 275.1R 106 -?= 5.合金强化包括固溶强化和沉淀相颗粒强化 6.陶瓷材料韧化机制为相变增韧和微裂纹增韧 7.位错在金属晶体中收到这些阻力: 8.复合材料的增韧机制有: 9.高温时细晶材料比粗晶材料软,与常温时的细晶强化作用相反.高温时可利用定向凝固来增大颗粒,而通过机械震动,添加不溶杂质,增加过冷度来细化晶粒 10.细晶强化能增大材料的韧性的原因是:晶粒越细,单位体积内晶粒越多,形变时同样的形变量分散到更多的晶粒中,产生均匀形变而不会产生应力集中,引起裂纹的过早产生和发展 11.弹性模量大一般强度和脆性大,弹性模量小不意味着不易变形,例如橡皮筋弹性模量较小但是变形大,因为机制不同 12.加工硬化应力-应变曲线一般有三个阶段:易滑移阶段,线性硬化阶段,抛物线硬化阶段 13.加工硬化原理类似与位错强化机制,是金属形变后的位错密度增加,起到了强化作用 14.形变后的屈服应力称为流变应力 15.替换式固溶强化作用小于填隙式固溶强化,但在高温时变得较为重要 16.可变形微粒的强化作用为切割机制,适用于第二相粒子较软并与基体共格的情形;不可变形微粒的强化作用为奥罗万机制（位错绕过机制）,适用于第二相粒子较硬并与基体界面为非共格的情形。 17.高聚物的强化方法： （1）引入极性基 链上极性部分越多，极性越强，键间作用力越大； （2）链段交联 随着交联程度的增加，交联键的平均距离缩短，使材料的强度增加； （3）结晶度和取向 高聚物在高压下结晶或高度拉伸结晶性高聚物，可使材料的强度增加；
陶瓷材料力学性能的检测方法 为了有效而合理的利用材料，必须对材料的性能充分的了解。材料的性能包括物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等方面。物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、光学性能、磁性等。化学性能包括耐氧化性、耐磨蚀性、化学稳定性等。工艺性能指材料的加工性能，如成型性能、烧结性能、焊接性能、切削性能等。机械性能亦称为力学性能，主要包括强度、弹性模量、塑性、韧性和硬度等。而陶瓷材料通常来说在弹性变形后立即发生脆性断裂，不出现塑性变形或很难发生塑性变形，因此对陶瓷材料而言，人们对其力学性能的分析主要集中在弯曲强度、断裂韧性和硬度上，本文在此基础上对其力学性能检测方法做了简单介绍。 1.弯曲强度 弯曲实验一般分三点弯曲和四点弯曲两种，如图1-1所示。四点弯曲的试样中部受到的是纯弯曲，弯曲应力计算公式就是在这种条件下建立起来的，因此四点弯曲得到的结果比较精确。而三点弯曲时梁各个部位受到的横力弯曲，所以计算的结果是近似的。但是这种近似满足大多数工程要求，并且三点弯曲的夹具简单，测试方便，因而也得到广泛应用。 图1-1 三点弯曲和四点弯曲示意图 由材料力学得到，在纯弯曲且弹性变形范围内，如果指定截面的弯矩为M ，该截面对中性轴的惯性矩为I z ，那么距中性轴距离为y 点的应力大小为： z I My = σ 在图1-1的四点弯曲中，最大应力出现在两加载点之间的截面上离中性轴最远的点，其大小为： =??? ? ???= z I y a P max max 21σ???? ?圆形截面 16矩形截面 332D Pa bh Pa π
其中P 为载荷的大小，a 为两个加载点中的任何一个距支点的距离，b 和h 分别为矩形截面试样的宽度和高度，而D 为圆形截面试样的直径。因此当材料断裂时所施加载荷所对应的应力就材料的抗弯强度。 而对于三点弯曲，最大应力出现在梁的中间，也就是与加载点重合的截面上离中性轴最远的点，其大小为： =??? ? ???= z I y a P l max max 4σ???? ?圆形截面 8矩形截面 2332D Pl bh Pl π 式中l 为两个支点之间的距离（也称为试样的跨度）。 上述的应力计算公式仅适用于线弹性变形阶段。脆性材料一般塑性变形非常小，同弹性变形比较可以忽略不计，因此在断裂前都遵循上述公式。断裂载荷所对应的应力即为试样的弯曲强度。 需要注意的是，一般我们要求试样的长度和直径比约为10，并且在支点的外伸部分留足够的长度，否则可能影响测试精度。另外，弯曲试样下表面的光洁度对结果可能也会产生显著的影响。粗糙表面可能成为应力集中源而产生早期断裂。所以一般要求表面要进行磨抛处理。当采用矩形试样时，也必须注意试样的放置方向，避免使计算中b 、h 换位得到错误的结果。 2.断裂韧性 应力集中是导致材料脆性断裂的主要原因之一，而反映材料抵抗应力集中而发生断裂的指标是断裂韧性，用应力强度因子（K ）表示。尖端呈张开型（I 型）的裂纹最危险，其应力强度因子用K I 表示，恰好使材料产生脆性断裂的K I 称为临界应力强度因子，用K IC 表示。金属材料的K IC 一般用带边裂纹的三点弯曲实验测定，但在陶瓷材料中由于试样中预制裂纹比较困难，因此人们通常用维氏硬度法来测量陶瓷材料的断裂韧性。 陶瓷等脆性材料在断裂前几乎不产生塑性变形，因此当外界的压力达到断裂应力时，就会产生裂纹。以维氏硬度压头压入这些材料时，在足够大的外力下，压痕的对角线的方向上就会产生裂纹，如图2-1所示。裂纹的扩展长度与材料的断裂韧性K IC 存在一定的关系，因此可以通过测量裂纹的长度来测定K IC 。其突出的优点在于快速、简单、可使用非常小的试样。如果以P C 作为可使压痕产生雷文的临界负荷，那么图中显示了不同负荷下的裂纹情况。 由于硬度法突出的优点，人们对它进行了大量的理论和实验研究。推导出了各种半经
?２１２? 旦壁匿堂２坚堡垒旦（箜婴鲞箜垒塑！塾塑趔哑：必：垫：丛Ｑ：垒：△匹：２堂 全瓷修复材料的性能及应用 钱海馨，张修银 ［摘要】全瓷修复效果美观逼真，生物相容性好，耐磨损．是目前牙齿美容修复中的热点。全瓷修复系统种类繁多，根据材料的不同可以分为氧化铝陶瓷（如Ｉｌｌ—ｃｅ舢系统）、氧化锆陶瓷（如Ｃｅｒ∞ｎ系统）、氧化硅陶瓷（如瞒一Ｅｎ窜ｅ鹤系统）等，根据材料的加工工艺可分为：渗透陶瓷、切削陶瓷、铸造陶瓷等。本文将对目前常用的全瓷修复系统及其机械性能和临床应用作一综述。 ［关键词］全瓷修复材料；铸造陶瓷；渗透陶瓷；切削陶瓷 ［中图分类号］Ｒ７８３．１［文献标识码］Ａ［文章编号】１００３．９８７２（２００８）０４－０２１２．０４ 牙体缺损是临床上常见疾病，目前主要通过金属烤瓷冠对患牙进行修复。经过多年的使用和临床观察，烤瓷修复也暴露出它的缺点，比如颈缘返青，口腔软组织对金属过敏，修复体的色泽失真，无法满足一些对美观要求较高的患者的需求，等等。近年来，随着口腔材料学发展，全瓷修复系统开始逐步进入临床。全瓷材料的理化和生物学性能稳定，修复效果逼真，正日益受到临床医生和患者的青睐。现在的全瓷修复系统种类繁多，根据材料的不同可以分为氧化铝陶瓷（如ｈｌ—ｃ咖系统）、氧化锆陶瓷（如Ｃ唧叩系统）、氧化硅陶瓷 （如ＩＰｓ—ＥｌＩ聊嘲系统）等，根据材料的加工工艺可分为：渗透陶瓷、切削陶瓷、铸造陶瓷等。本文将对目前常用的全瓷修复系统及其机械性能和临床应用作一综述。 ｌ鹏一ＥＭＰＲＥＳＳ（ＩＥ）热压铸造陶瓷系统 １．１化学成分和微结构 该系统首先由瑞士苏黎士大学和仪获嘉公司１９９０年推出，主要成分为白榴石晶体，经热压铸造后瓷块的致密度和晶体的含量可以得到提高。该材料可用于制作贴面、嵌体，也可以制作前牙和后牙的全冠及铸造桩核。但由于瓷块的抗弯强度低于２００Ｍｐａ，无法制作固定桥。该公司在１９９７年推出了第二代高强度的热压瓷Ｉｐｓ—Ｅｍ呻ｅｓｓⅡ（砬）系统，由这种系统制作的修复体由两个部分组成：铸造内冠材料和外层涂层材料。铸造内冠材料的主要组成为二硅酸锂晶体，外层涂层材料为单一的氟磷灰石晶体ｌｒ－２｜。扫描电镜观察发现玻璃基质中的二硅酸锂晶体长度约为Ｏ．５—４．Ｏ舢，经过热压铸后，晶体的体积比可达到７５％±５％。二硅酸锂属正立方体结构，硅一氧四面体的顶点由锂离子占据，对网络结构进行修饰。玻璃基质中还有一部分为正磷酸锂，分布在二基金项目：上海市口腔医学研究所上海市教委重点课题（０２Ｂｚ３３）；上海市重点学科（特色学科）建设项目（１∞０２） 作者单位：上海交通大学附属第九人民医院口腔修复科，上海（２０００１１） 通信作者：张修银１’ｅｌ：（０２１）６３１３８３４ｌ一５２０７。２９２５７７５８ ＢｆＩｌａｉｌ：珂ｉｒ－：由∞ｇ＠ｙａ｝Ｉｏｏ．Ⅻ．∞硅酸锂晶体的表面。这些晶体可以产生放射状的压力，当陶 瓷表面或内部产生裂纹时可阻止裂纹的进一步扩散或使裂纹折向而不易扩散，因此增强陶瓷的机械强度【３０Ｊ。外层涂层材料经烧结后形成微磷灰石晶体，这层修饰瓷可以渗入支架瓷内加岬以保证足够的强度而不致脱落¨Ｊ。 １．２制作工艺 皿压铸的基本原理是失蜡法，首先制作修复体的蜡型，用相应的包埋料包埋，失蜡，将型腔和瓷块送入压力炉中预热升温到９２０℃，用氧化铝棒在一定压力（０．５胁）下压铸成型，形成支架瓷［卜２Ｊ。由于支架瓷本身具有一定的颜色和透光性，因此后牙可直接成形上釉，而在前牙区则需在内冠支架表面再烧结一层修饰瓷。 １．３机械性能 １．３．１抗弯强度与第一代热压铸瓷系统Ⅱｓ—Ｅ艘鼬憋ｌ（ＩＥｌ）白榴石玻璃陶瓷相比，１Ｅ２的抗弯强度增加了３倍。Ｈｏｌ粕ｄ等［３］用三点弯曲实验在标准条件下测得Ⅲ２支架瓷的抗弯强度为（４００±４０）胁，ＩＥｌ为（１１２±１０）胁，两者修饰瓷的抗弯强度均为（８０±２５）ｌⅧＰａ。热压过程可以使二硅酸锂晶体的排列更为均匀，体积变大，从而提高ＩＥ２的抗弯强度［６｜。 １．３．２断裂韧性Ⅲ２支架瓷的断裂韧性Ｋｉｃ为（３．３±Ｏ．３） ｌ１旧ａ?ｎ五，ｍ１支架瓷的断裂韧性ｌ（ｉｃ为（１．３±０．１）御ａ?ｌ靠。在基牙轴面相同聚合角的条件下Ⅲ２的破坏强度大于金合金，随着聚合角的增大，破坏强度明显降低一Ｊ。Ｔｉｎｓｃｈｅｎ等【８ｊ报道Ⅱ’２的抗折强度高于ＩＩｃｌ和ＩＩｌ—ｃｅ砌灿ｕｌｌｌｉｍ。Ｐ“ｌｌｓ等【９Ｊ在体外测得用ＩＥ２系统制作的全冠的特征断裂载荷范围为７７１一ｌｌｌ５Ｎ，低于用ＩｒＩ—ｃｅ舢ｚｉＩｃ０Ｉｌｉ制作的冠，而且裂纹常发生在底层瓷与饰面瓷的交界处。 １．３．３耐磨性Ｋｒｅｉｃｉ等［１０】用天然牙的牙尖釉质作为拮抗物，通过咀嚼模拟器测定各种全瓷系统的磨耗率，并对磨损后的牙尖釉质进行二维分析，测得Ⅲ２的磨耗面积仅为１．３删ｆ，耐磨性与天然牙釉质接近，不会引起天然牙的过度磨耗。 １．４边缘适合性‰掣¨Ｊ在体外测试了用舷系统和Ｉｌｌ
全瓷修复材料的物理化学性能 一、全瓷修复材料介绍 全瓷材料自上世纪八十年代开始在临床应用，最早的铝瓷强度很低，加工技术是简单的烤瓷技术，精确度较差。全瓷材料优秀的美观效果和良好的生物相容性使其一经出现便倍受口腔修复医师和广大患者的青睐，逐渐成为最受欢迎的美观修复材料，而其力学性能和加工工艺也得以不断改善以适应更广泛的应用。全瓷修复材料发展至今已经从最初的单层材料发展为叠层复合材料，从玻璃陶瓷发展为氧化物陶瓷，加工工艺从烤瓷、铸造发展为计算机辅助设计和加工的精密切削工艺。现今的全瓷修复体已经具备良好的边缘适合性和较好的力学性能，能够满足大部分的美观修复要求。目前，用于帖面修复的全瓷材料可以为单层全瓷材料，而用于冠桥修复的全瓷材料的主流为叠层复合陶瓷，即由基底瓷和饰瓷两部分组成，基底瓷制作全瓷内冠满足修复体的强度要求，通过适的加工技术提供良好的边缘适合性，外层的饰瓷用以恢复修复体的解剖形态和美观要求。同时，基底瓷的光学性能也直接影响全瓷修复体的美观效果，饰瓷层的结构和力学性能也会影响整个全瓷修复体的强度。最后，两种材料之间的物理化学性能的匹配性直接影响界面质量，关系到全瓷修复体的稳定性和使用寿命。了解和认识各类全瓷材料的物理化学性能有助于正确选择和使用全瓷材料制作及满足美观需求又满足长期生理功能的美观修复体。本章主要介绍目前口腔修复临床常用的全瓷材料的物理化学性能以及与临床应用的关系。 （一）全瓷修复材料的化学构成（图） 首先基于目前叠层复合材料的应用方式，全瓷修复材料分为用于制作内冠和桥支架的基底瓷和外层的饰瓷。饰瓷材料的化学构成主要是硅酸盐玻璃，主要成分是SiO2, Al2O3, 还包括：Ca、Na、K、B等元素用于调节玻璃的熔点、流动性
陶瓷材料的成型方法（一） 陶瓷材料已经成为我们生活中一个智能更要的工具了，在现代陶瓷材料的生产中，常用的成型方法有挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型等。 1．挤制成型 挤制成型主要用于制造片形、棒形和管形制品，如电阻的基体蜂窝陶瓷载体的陶瓷棒、陶瓷管等陶瓷制品。该成型方法生产效率高，产量大、操作简便，使用的挤压机分卧式和立式两种。配料中新土含量较大时，成型的坯料一般不加黏合剂，配料经过真空练泥、闲料后即可用于挤制成型。坯料中一般含水量为16％一25％。配料中含茹土少或不含教土时，将均匀混合了熟合剂的粉料经真空练泥和闲料后，再用于挤制成型。挤制成型的氧化铝瓷球常用的教合剂有糊精、桐油、甲基纤维素(MC)、羧印基纤维素、泽丙基甲基纤维素(HPMC)和亚硫酸纸浆废液等。 挤制资管时应注意防止坯体变形，管的外径越大，壁越薄，机械强度越差，越容易变形。 2．干压成型 干压成型是最常用的成型方法之一，适用于成型简单的瓷件，如圆片形等，对模具质量的要求较高。该方法少产效率高，
易于自动化，制品烧成收缩率小，不易变形。干压成型方法所用坯料的含水量一般控制在4％一8％左右。干压常用熟合剂主要有聚乙烯醇(PVA)水溶液、石蜡、亚硫酸纸浆废液等。通常配料中黏合剂的加入量为：聚乙烯醇水溶液3％一8％、石蜡8％左右、亚硫酸纸浆废液10％左右。 干压成型是利用模具在泊压机上进行的。干压成型的加压方式有单面加压和双面加压两种。直接受压一端的压力大，坯体密度大；远离加压一端的压力小，密度小。金属填料的双面加压时坯体两端直接受压，两端密度大，中间密度小。造粒料并加润滑剂时，双面加压的尔意图，坯体密度非常均匀。成型压力的大小直接影响资体的密度和收缩率。如某BaTiO3系资料，外加5％聚乙烯醇水溶液造粒，在相同烧成条件下，成型压力为0.5MPa时，收缩系数为1.15—1.16；成型乐力为0.6MPa时，收缩系数为1.13—1.14；成型压力为0.7MPa时，收缩系数为1.11-1.12；成型压力为0.8MPa时，收缩系数为1.03。 原文链接：https://www.doczj.com/doc/4114830900.html,/new/View_73.html版权所有，转载请以链接形式注明作 者及原始出处。 本站关键词：防腐施工、陶瓷防腐、化工填料、蜂窝陶瓷、
第十章材料的强韧化 第一节材料强化基本原理 结合键和原子排列方式的不同，是金属材料、陶瓷材料、高分子材料力学性能不同的根本原因。通过改变材料的内部结构可以达到控制材料性能的目的。不同种类的材料，提高其强度的机理、方法也不同。 一、金属材料的强化原理 纯金属经过适当的合金化后强度、硬度提高的现象， 称为固溶强化。其原因可归结于溶质原子和位错的交互作 用，这些作用起源于溶质引发的局部点阵畸变。固溶体可 分为无序固溶体和有序固溶体，其强化机理也不相同。 （1）无序固溶强化固溶强化的实质是溶质原子的 长程应力场和位错的交互作用导致致错运动受阻。溶质相 位错的交互作用是二者应力场之间的作用。作用的大小要 看溶质本身及溶质与基体之间的交互作用，这种作用使位 错截交成弯曲形状。如图10—l所示． 图中的A、B、C表示溶质原子强烈地钉扎了位错。 x—x＇，A未被钉扎的乎直位错线，被钉后呈观曲线形状。 处于位错线上的少数溶质原子与位错线的相互作用很强， 这些原子允许位错线的局部曲率远大于根据平均内应力 求出的曲率。钉扎的第一个效应就是使位错线呈曲折形 状。相对于x—x＇的偏离为x在受到垂直方向的外加切应力τ作用下，由于B点位错张力的协助作用，将使ABC段位错移到AB＇C，在B＇处又被钉扎起来。位错之所以能够这样弯曲，其原因是因位错长度的增加而升高的弹件能被强钉扎所释放的能量抵偿旧有余，位错的弹性能反而有所降低．位错经热激活可以脱钉，因而被钉扎时相对处于低能态。在切应力τ的作用下，ABC 段移动到AB＇C．ABC和AB＇C是相邻的平衡位置，阻力最大在位错处于中间位置AC时产生，外加切应力要克服这样的阻力方可使位错移动。若AC≈2y，ABC比2y略大，近似地当作2y。由ABC变为AC方面要脱钉需要能量，另一方面要缩短位错长度释放能量。总共需要 式中：Eb是位错脱扎所需能量；EI为单位长度位错由于加长而升高的能量，EI与Eb相比小而略去。由ABC 变为AC，平均位移为x/2，外加切应力需要做功为τb(2y)·x/2，故
二氧化锆烤瓷牙的优点与缺点。说到烤瓷牙，可能很多人都不觉得陌生，普通烤瓷牙、贵金属烤瓷牙等。可谈到全瓷牙，却少有人知晓，如今二氧化锆电脑全瓷牙已经成为影视明星们的最爱，特别是在发达国家，选择二氧化锆全瓷牙作为口腔美容修复的占到80%以上。下面小精灵口腔专家就二氧化锆烤瓷牙的优点与缺点给大家进行介绍。 二氧化锆烤瓷牙的优点与缺点 1、二氧化锆烤瓷牙是自然界中以斜锆石存在的一种矿物。医用氧化锆经过清洁加工，在锆中保留的少量α射线的残余，其穿透深度很小.ISO13356-2008标准要求为小于0.2Ba/g,而医用的氧化锆一般都在0.020Ba/g，辐射非常小。 2、二氧化锆烤瓷牙密度和强度很高。 （1）强度比EMPRESS二代高1.5倍。 （2）强度比INCERAM氧化锆高60%以上。 （3）独一无二的抗破裂性及破裂后强韧的固化性能。 （4）可制作6个单位以上的烤瓷桥，解决了所有全瓷系统不能做长桥的问题。 3、二氧化锆烤瓷牙，牙齿颜色的自然感觉和不明显的牙冠边缘也是采用二氧化锆全瓷修复所带来的好处。尤其是对美观要求高的患者更加重视其色泽自然这个优点，因为这样就使修复体同健康牙齿浑然一体，很难区分了。 4、您知道吗？如果您口腔中镶嵌的假牙是含金属的烤瓷冠，在您需要做头颅x线、CT、核磁共振检查时，将会受到影响甚至拆除。非金属的二氧化锆对x 线却无任何阻挡，只要镶入二氧化锆烤瓷牙，日后需头颅x线、CT、核磁共振检查时都不需要拆掉假牙，省去很多麻烦。
5、二氧化锆烤瓷牙是一种很优秀的高科技生物材料，生物相容性好，优于各种金属合金，包括黄金。二氧化锆对牙龈无刺激无过敏反应，很适合应用于口腔，避免了金属在口腔内产生的过敏、刺激、腐蚀等不良反应。 6、二氧化锆烤瓷牙材料与其它全瓷修复材料相比其强度上的优势使医生不用过多的磨除患者的真牙，就能达到极高的强度，其中LAVA全瓷氧化锆是目前为止强度最佳的全瓷材料。 7、二氧化锆烤瓷牙具有极高的品质，说其品质高不仅因为其材料，设备昂贵，更因为其运用了当今最先进的计算机辅助设计、激光扫描，再由计算机程序控制研磨制作而成，尽显完美。 8、基于以上优点，二氧化锆烤瓷牙已集万千宠爱于一身，展望未来，这种高品质陶瓷材料必将成为今后牙齿美容修复的潮流，也希望深受口腔疾病困扰的您能真正笑的更灿烂。
第四章口腔修复材料 第一节印模材料 一、概述 印模(impression)是物体的阴模，口腔印模是记录口腔各组织形态及关系的阴模。制取印模时使用的材料称为印模材料（impression material）。口腔印模的制取，是口腔修复工作中的首道工序，其质量直接关系到最终的修复效果。 因此应充分了解各类印模材料的特性和适用范围，根据不同修复要求，选择合适的印模材料。 （一）印模材料应具备的条件 印模材料应具有可塑性和流动性。通过物理变化（如热固类材料）、化学反应或聚合反应，使这些可流动材料转变成弾性或非弹性状态，从而获得口腔软硬组织的阴模。 （二）印模材料的分类 根据印模塑形后有无弹性,分为弹性印模材料和非弹性印模材料两类。弹性印模材料是经塑形后，印模具有弹性；非弹性印模材料是经塑形后，印模无弹性的材料。每一类又分为可逆性印模材料和不可逆性印模材料。能多次反复使用的，称为可逆性印模材料。反之，塑形后不能再回复到原有状态的材料，称为不可逆性印模材料。 表4-1 常用印模材料的分类 弹性印模材料非弹性印模材料 可逆不可逆可逆不可逆 琼脂藻酸盐类印模膏印模石膏 纤维素醚类印模蜡氧化锌印模 合成橡胶类印模油泥 （三）印模材料的性能 1. 良好的生物安全性对机体及口腔组织无毒性、无致敏性、无刺激性等。 2. 适当的流动性、可塑性流动性是指材料在塑形前化的黏度或稠度，良好的流动性可使材料在轻微压力下流至各个细微部位，获得清晰印摸的同时又不使软组织变形。可塑性是材料塑形的能力，可塑性好才能准确反映组织细微结构。
3．良好的尺寸稳定性材料凝固后尺寸稳定，无明显尺寸变化从口内取出到室温的温度变化以及印模在技工室保存时，也不应有明显的尺寸变化。 4．有足够的工作时间和适当的凝固时间。在工作时间内，黏度增加不明显，凝固时间3～5分钟，对患者和操作者是较适宜的。 5．与模型材料不发生化学变化印模材料容易与模型分离。贮存期长，且在贮存期内不发生化学变化。 6．良好的弹性和足够的机械强度良好的弹性能使印模从倒凹等复杂的部位完整取出而印模不发生变形；良好的机械强度可避免从口腔取出时印模发生断裂，足够的压缩强度可防止在印模内灌注模型的过程中发生永久形变。 7．操作简便，价格低廉，良好的储存稳定性，容易推广应用。 二、弹性印模材料 （一）藻酸盐类印模材料 藻酸盐类印模材料（alginate impression materials）是一种弹性不可逆性的水胶体印模材料。该材料的分散介质是水，又称水胶体印模材料（hydrcolloids impression materials）。藻酸盐印模材料具有良好的流动性、弹性、可塑性、准确性，短期内尺寸稳定，与模型材料不发生化学变化，价格低廉，使用方便等优点，所以目前最常用。 常见的有藻酸钠、藻酸钾、藻酸铵，按剂型不同分为粉剂型和糊剂两种。粉剂型与水调和使用，糊剂型与胶结剂配合使用。 表4-2 藻酸盐类印模材料粉剂 名称作用质最分数（%）藻酸钠或藻酸钾基质，与钙离子反应生成藻酸钙凝胶12～15 琉酸钙胶凝剂，提供与藻酸盐反应的钙离子，将线 性大分子连成网状结构 8～12 磷酸钠缓凝剂，喊缓凝胶的形成，控制凝固时间 2 填料（硅藻土、石英粉或氧化镁）增加强度60～70 硫酸押或氟钛酸钾加速石膏固化.改善石膏模型表面性能3～10 冬青油、薄荷调味剂微量色素调色微量
陶瓷材料的强韧化方法概述 鉴于本人在研究生阶段的研究方向与陶瓷材料有关，故本篇所选择的主要内容为陶瓷材料的强韧化方法。 与传统材料相比陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优异特性，但它也存在脆性大、易断裂的缺点，从而大大限制了陶瓷材料在实际生产中的应用。因此改善陶瓷材料的脆性、增大强度、提高其在实际应用中的可靠性成为其能否广泛应用的关键。近年来，陶瓷材料的强韧化课题已经受到国内学者的高度重视。目前已有的强韧化主要措施如下所述。 1、氧化锆相变增韧：当材料受到外力作用时，裂纹扩展到亚稳的t-ZrO2粒子，这会促发t-ZrO2粒子向m-ZrO2的相变，由此产生的相变应力又会反作用于裂纹尖端，降低尖端的应力集中程度，减缓或完全抑制了裂纹的扩展，从而提高断裂韧性； 2、微裂纹增韧：由于温度变化引起的热膨胀差或相变引起的体积差会在陶瓷基体相和分散相之间产生的弥散均布裂纹。当导致断裂的主裂纹扩展时，这些均匀分布的微裂纹会促使主裂纹分叉，使得其扩展路径变得曲折，增加了扩展过程的表面能，从而使裂纹快速扩展受到了阻碍，增加了材料的韧性； 3、裂纹偏转增韧：在发生裂纹偏转时，裂纹平面会在垂直于施加张应力方向上重新取向，这就意味着裂纹扩展路径将被增长。同时，由于裂纹平面不再垂直于张应力方向而使得裂纹尖端的应力降低，因而可以增大材料的韧性； 4、裂纹弯曲增韧：在裂纹扩展过程中，如果遇到基体相中存在的断裂能更大的第二相增强剂就会被其阻止，裂纹前沿如需继续扩展便要越过第二障碍相而形成裂纹弯曲。这也会使裂纹快速扩展受到了阻碍，从而增加材料的韧性； 5、裂纹桥接增韧：所谓的裂纹桥接是指由增强元连接扩展裂纹的两表面形成裂纹闭合力而导致脆性基体材料增韧的方法。其增强元可分为两种：一种为刚性第二相，另一种则是韧性第二相； 6、韧性相增韧：韧性相会在裂纹扩展中起到附加吸收能量的作用，这就使得裂纹进一步扩展所需的能量远远超过形成新裂纹表面所需的净热力学表面能。同时裂纹尖端高应力区的屈服流动使应力集中得以部分的消除，抑制了原先所能达到的临界状态，相应的提高了材料的抗断裂能力； 7、纤维、晶须增韧：纤维和晶须具有高弹性和高强度，当它作为第二相弥散于陶瓷基体构成复合材料时，纤维或晶须能为基体分担大部分外加应力而产生强化。纤维和晶须的存在也使得裂纹扩展途径出现弯曲从而使断裂能增加。此外在裂纹尖端附近由于应力集中，纤维或晶须也可能从基体中拔出。拔出时以拔出功的形式消耗部分能量，同时在尖端后部，部分未拔出或未断裂的纤维或晶须则起到了桥接的作用。而且在裂纹尖端，由于应力集中可使基体和纤维或晶须发生
陶瓷的力学性能 newmaker 化学健大都为离子键和共价健，健合牢固并有明显的方向性，同一般的金属相比，其 杂而表面能小。因此，它的强度、硬度、弹性模量、耐磨性、耐蚀性和耐热性比金属优越，但塑性、韧性、可加工性、抗热震性及使。因此搞清陶瓷的性能特点及其控制因素，不论是对研究开发还是使用设计都具有十分重要的意义。本节主要讨论弹性、硬度、强度因素、环境因素的影响。 能 性模量 脆性材料，在室温下承载时几乎不能产生塑性变形，而在弹性变形范围内就产生断裂破坏。因此，其弹性性质就显得尤为重要。与其瓷的弹性变形可用虎克定律来描述。 变形实际上是在外力的作用下原子间里由平衡位置产生了很小位移的结果。弹性模量反映的是原子间距的微小变化所需外力的大小。在室温下的弹性模量。 性模量的影响 距和结合力随温度的变化而变化，所以弹性核量对温度变化很敏感、当温度升高时。原子间距增大，由成j变为d，(见图11.2)而该处弹性模量降低。因此，固体的弹性模量一般均随温度的升高而降低。图11.3给出一些陶瓷的弹性模量随温度的变化情况。一般来说，往往具有较高的弹性模量。
与熔点的关系 高低反映其原子间结合力的大小。一般来说，弹性模量与熔点成正比例关系。不同种类的陶瓷材料样性模量之间大体上有如下关系氧
挪＜碳化物。 描述陶瓷材料弹性变形的重要参数。表11.4给出一些陶瓷材料和金属的泊松比。可以看出除BeO与MgO外大多数陶瓷材料的泊松泊松比。 与材料致密度的关系 致密度对其弹性模量影响很大。图11.5给出AL2O3陶瓷的弹性模量随气孔率的变化及某些理论计算值的比较。Fros指出弹性模量与关系 P) 。 气孔率的增加，陶瓷的弹性模量量急剧下降。
全瓷修复材料的物理化学性能 时间：2010-4-30 16:38:16 作者：kq520lyn 浏览：291 一、全瓷修复材料介绍 全瓷材料自上世纪八十年代开始在临床应用，最早的铝瓷强度很低，加工技术是简单的烤瓷技术，精确度较差。全瓷材料优秀的美观效果和良好的生物相容性使其一经出现便倍受口腔修复医师和广大患者的青睐，逐渐成为最受欢迎的美观修复材料，而其力学性能和加工工艺也得以不断改善以适应更广泛的应用。全瓷修复材料发展至今已经从最初的单层材料发展为叠层复合材料，从玻璃陶瓷发展为氧化物陶瓷，加工工艺从烤瓷、铸造发展为计算机辅助设计和加工的精密切削工艺。现今的全瓷修复体已经具备良好的边缘适合性和较好的力学性能，能够满足大部分的美观修复要求。目前，用于帖面修复的全瓷材料可以为单层全瓷材料，而用于冠桥修复的全瓷材料的主流为叠层复合陶瓷，即由基底瓷和饰瓷两部分组成，基底瓷制作全瓷内冠满足修复体的强度要求，通过适的加工技术提供良好的边缘适合性，外层的饰瓷用以恢复修复体的解剖形态和美观要求。同时，基底瓷的光学性能也直接影响全瓷修复体的美观效果，饰瓷层的结构和力学性能也会影响整个全瓷修复体的强度。最后，两种材料之间的物理化学性能的匹配性直接影响界面质量，关系到全瓷修复体的稳定性和使用寿命。了解和认识各类全瓷材料的物理化学性能有助于正确选择和使用全瓷材料制作及满足美观需求又满足长期生理功能的美观修复体。本章主要介绍目前口腔修复临床常用的全瓷材料的物理化学性能以及与临床应用的关系。 （一）全瓷修复材料的化学构成（图） 首先基于目前叠层复合材料的应用方式，全瓷修复材料分为用于制作内冠和桥支架的基底瓷和外层的饰瓷。饰瓷材料的化学构成主要是硅酸盐玻璃，主 要成分是SiO 2, Al 2 O 3 , 还包括：Ca、Na、K、B等元素用于调节玻璃的熔点、 流动性等物理性能。同时含有微量的稀土元素用于体现不同的颜色特征，玻 璃成分中散在分布少量ZrO 2 或Y 2 O 3 微小的晶体结构，用于调节折射率，表现 不同的透明度。当前常用的基底瓷材料根据其化学构成有以下几类： 1. 玻璃基质陶瓷：玻璃基质内含有不同晶体物质，以增强玻璃的强度和韧性。不同产品产生结晶相的方式不同，所含晶体的化学组成和结构不同。通常具有良好的透光度，通过加入不同比例的金属氧化物可以调整材料的颜色，美观效果较好，但强度较差。可以不经过饰瓷的修饰，直接制作嵌体、
河北工业大学 材料科学与工程学院《陶瓷材料的强韧化》读书报告 专业金属材料 班级材料116 学号111899 姓名李浩槊 2015年01月05日
目录 第一部分........................陶瓷材料简介 第二部分........................陶瓷材料的结构 第三部分........................陶瓷材料的成型方法 第四部分........................陶瓷材料的烧结 第五部分........................结构陶瓷材料的传统韧化方式 第六部分........................陶瓷材料韧化的进展及纳米材料在陶瓷 韧化方面的应用 第七部分........................参考文献
第一部分陶瓷材料简介 陶瓷材料是人类应用最早的材料。它坚硬，稳定，可以制造工具、用具；在一些特殊的情况下也可以用作结构材料。陶瓷材料属于无机非金属材料，是不含碳氢氧结合的化合物，主要是金属氧化物和金属非氧化物。由于大部分无机非金属材料含有硅和其它元素的化合物，所以又叫作硅酸盐材料。它一般包括无机玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷三类。作为结构材料和工具材料，工程上应用最广泛的就是陶瓷材料。按照成分和用途，工业陶瓷材料可分为： 1）普通陶瓷（或传统陶瓷）－－主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料。 2）特种陶瓷（或新型陶瓷、高技术陶瓷、精细陶瓷、先进陶瓷）－－主要为高熔点的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等烧结材料。 3）金属陶瓷－－主要指用陶瓷生产方法制取的金属与碳化物或其它化合物的粉末制品。 陶瓷材料拥有良好的力、热、光、电性能和优异的化学性能。 首先，陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。 而且，陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000℃以上），且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。陶瓷材料在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。 大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此大量用于制作各种电压（1kV~110kV）的绝缘器件。铁电陶瓷（钛酸钡BaTiO3）具有较高的介电常数，可用于制作电容器，铁电陶瓷在外电场的作用下，还能改变形状，将电能转换为机械能（具有压电材料的特性），可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具有半导体的特性，可作整流器。 此外，陶瓷材料还有独特的光学性能，可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷（铁氧体如：MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4）在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。 第二部分陶瓷材料的结构 陶瓷材料通常是金属和非金属元素组成的化合物。当含有一种以上的化合物时，其晶体结构可能变得非常复杂。陶瓷晶体是以离子键和共价键为主要结合键，一般为两种以上的不同键合的混合形式。离子键和共价键是强固的结合键，因而陶瓷具有高熔点、高硬度、耐腐蚀和无塑性等特性。此外，陶瓷材料可以通过改变晶体结
口腔修复表面处理意义 10级七年制章萍10370124 摘要：修复体表面常见的处理办法包括金刚砂打磨，抛光膏抛光，重新上釉等，基牙表面也常进行打磨抛光处理。对于陶瓷修复体上釉和抛光表面粗糙度无明显差异，细菌培养下，粘附细菌数均无差别，而磨光表面最粗糙粘附细菌数最多。陶瓷上釉和陶瓷抛光都会减少义齿周围菌斑附着的数量。从而降低软组织炎症，提高义齿的寿命。陶瓷抛光组和钛合金抛光表面粗糙度无明显差异。细菌培养状态下，氧化锆陶瓷抛光组试件粘附细菌数均少于钛合金抛光组试件粘附细菌数。牙体预备后的抛光会使以机械嵌合固位为主的磷酸锌粘固剂的粘固力降低，而对与牙本质有粘结性的玻璃离子及树脂粘结剂无影响。 关键词：表面处理；菌斑生物膜；表面粗糙度 1.背景 口腔修复作为口腔治疗的重要部分，在口腔治疗过程中发挥着越来越重要的作用，对于口腔修复材料，修复体形状结构，牙体预备方式等的研究一直是口腔研究的热门领域。一个成功的口腔修复不仅取决于医生牙体预备量，预备形状，取模的精确度，技工加工工序，加工方式，修复体，粘接剂的材料，预备体及牙体的表面处理也对修复结果起着不容小觑的作用。本文章通过比较牙体预备，修复体制作过程中表面处理对于修复结果的影响，旨在寻找最佳的表面处理方式，提高修复体的修复效果。 2.修复体表面处理十分重要 在修复体初戴时通常需要进行一些适当的调整，如调整邻接、咬合、修整外形等。调和后会使瓷表面粗糙而且无光泽，上釉的瓷表面遭到破坏【7-9】，烤瓷表面进行磨改后表面非常粗糙，若不再进步抛光会使对合牙釉质产生磨损，经磨改过的瓷表面再用橡皮轮、抛光糊剂磨光可使瓷表面非常光滑，美观效果如同自身上釉或者更好【10】。因此，对烤瓷牙进行咬骀调整后必须进行表面加工处理。 目前，在临床上，陶瓷修复体表面处理主要方法有上釉和抛光两种，其处理机制完全不同。抛光是在磨光的基础上，利用抛光材料反复摩擦修复体表面，使表面凸凹高低相对一致，其反射光角度均匀一致，表面高度光滑【11】。陶瓷上釉的目的是封闭陶瓷表面开放的微孔，形成光滑的表面。目前临床上使用的抛光材料有许多，如金刚砂车针，金刚石磨头，氧化铝磨头，金刚石抛光膏和金刚砂橡皮轮等。绿砂轮是临床上最常用的调合工具之一，用绿砂轮调黯后瓷表面粗糙，不但美观性差，而且更容易使对合牙齿磨损【12-14】 上釉有两种方法：釉瓷上釉和自身上釉。釉瓷上釉是将釉料涂布于陶瓷修复体表面并烧结，形成由SiO：与其他氧化物组成的硅酸盐玻璃薄层。自身上釉是将陶瓷修复体再次放进烧结炉，升温至超过其玻璃相转化温度，保持一定时间，使陶瓷表面产生玻璃态的流动层，冷却后陶瓷表面即形成玻璃态的光滑釉层【15】。 浙江大学余雄志等实验结果显示单纯砂轮磨改烤瓷，肉眼观察瓷表面无光泽，电镜下可见瓷表面为较为密集的粗细，大小不均额条纹状突起【图1】；用砂轮，橡皮轮磨光烤瓷，裸眼观察次表面稍有光泽，但电镜观察仍较为粗糙【图2】；用砂轮，橡皮轮，抛光糊剂系列磨光后，裸眼观察瓷表面有光泽且无明显划痕，电镜观察表面仅见少量散在斑点状物，其数量仅为前两者的1/10~1/30【图3】，自身上釉瓷表面无明显凹陷和划痕。【图4】【16】 Fuzzi等【13】研究表明陶瓷抛光能达到与上釉相同的光滑效果。而Patterson等【17-18】单独使用金刚石抛光
口腔修复材料氧化锆陶瓷的研究与应用 发表时间：2016-04-13T16:31:27.513Z 来源：《健康世界》2015年17期供稿作者：张继安 [导读] 黑龙江省大兴安岭加格达奇区礼来口腔医院 165000 能够有效弥补传统口腔修复材料中的不足，下面就针对口腔修复材料氧化锆陶瓷进行深入的研究和分析。 张继安 黑龙江省大兴安岭加格达奇区礼来口腔医院 165000 摘要：在目前的口腔修复中，主要采用的材料是氧化锆陶瓷，这种口腔修复材料具有较强的化学稳定性，能够抵抗较大的压力等，由于其具有如此多的应用优势，使得其逐渐受到口腔医学者的青睐，并在口腔修复中被广泛应用。本文就主要针对口腔修复材料氧化锆陶瓷的研究和应用进行了简要的分析，希望本文的分析能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。 关键词：口腔修复材料；氧化锆陶瓷；应用 随着临床医学的发展，传统的口腔修复材料已经无法有效的满足现今口腔医学的发展需求，传统的口腔修复材料的弊端逐渐的显现出来，在一定程度上影响到了口腔牙科患者牙齿修复的质量，因此，近年来，我国的口腔修复专家逐渐研发出一种新型的口腔修复材料，该材料就是氧化锆陶瓷，这种材料在实际的临床应用中，具有诸多的应用优势，能够有效弥补传统口腔修复材料中的不足，下面就针对口腔修复材料氧化锆陶瓷进行深入的研究和分析。 一、氧化锆的机械性能 口腔修复材料中包含氧化锆陶瓷这种材料，这一材料具有明显的断裂韧性，在临床中，也被称作为陶瓷钢。一般来说，氧化锆在压力值正常的情况下，由于温度的不同会出现不同的同素异型结构，在不同晶型的影响下，这些结构会出现相互转化的情况。具体转化公式如下： 从上述的式子中可以看出，在t-ZrO2转化为m-ZrO2的时候，转化的条件就是温度，当温度达到950℃时，t-ZrO2就会含有变温马氏体相特征，这一转化过程也可以被称作为非热过程。在结构相互进行转化时，会出现相应的剪切情况，从而使得结构的体积呈现出一定程度的膨胀，在温度处于室温范围内时，会使得氧化锆以m-ZrO2的形成呈现出来。 根据各国学者采用的不同材料及研究方法，牙科氧化锆陶瓷的机械性能实验研究结果为抗弯强度600～1500MPa，断裂韧性4.9～ 10MPa?m1/2，维氏硬度10～14GPa。由于氧化锆材料抗弯曲强度、断裂韧性和维氏硬度的提高，材料的机械性能更符合口腔修复材料的应用要求。 二、氧化锆陶瓷的制作工艺 1.氧化锆和双层瓷制作工艺 在氧化锆的底部进行饰面瓷的烧结，能够有效的提升氧化锆陶瓷的美观性能，但是在烧结的过程中，由于需要采用到热处理工艺，难免会对氧化锆陶瓷相关性能造成一定的影响，在温度逐渐攀升的情况下，就会使得饰面瓷与氧化锆陶瓷之间的黏结性降低，同时也会使得氧化锆陶瓷的韧性下降，从而会导致两者之间的荷载承受能力降低，但是即使是在这样的情况下，所烧结的全瓷修复体的破坏载荷仍然较高，应用于口腔中还是绰绰有余，能够最大限度的满足口腔牙齿咀嚼力的高要求。然而，在对全瓷修复体进行烧结的时候，会使得材料出现一定的膨胀现象，从而会使得材料的实际应用性能下降，所以，在对全瓷修复体进行制作的过程中，应该控制烧结的时间和次数，以保障材料的自身性能和黏结力。 2.氧化锆全瓷系统修复体CAD/CAM制作工艺 在1990年，氧化锆陶瓷这种口腔修复材料就开始在临床中得到应用，并且随着相关切削工艺的发展，其也得到了相应的发展。在应用这种口腔修复材料的时候，所采用的切削工艺主要为致密陶瓷切削以及多孔陶瓷切削这两个切削工艺，其中致密陶瓷切削主要是利用烧结来对氧化锆陶瓷进行切块处理，但是这种切削工艺在实际的应用中，所受到的限制较多，加上氧化锆陶瓷自身的硬度较大，切削具有一定的难度，都使得致密陶瓷切削工艺在临床应用中受到了一定的限制。随着相关研究人员研究的深入开展，得出了一种新型的切削工艺，即多孔陶瓷切削。由于氧化锆通过压制成型并预烧结到一定温度，非常便于切削加工，但需通过计算机放大切削到所需形状，以补偿再次烧结过程中的体积收缩，最后将加工好的修复体放入高温烧结炉中烧结到完全致密。 三、氧化锆陶瓷的临床应用 就上述对口腔修复材料氧化锆陶瓷的研究结果可以了解到，这种材料在实际的临床应用中，具有突出的应用优势，在临床应用中，具有广阔的应用前景，在口腔修复中，要想使得这种材料的作用可以得到有效的发挥，就需要对其自身所具有的机械性能以及美观效果进行更为深入的探究。 现阶段，氧化锆这种材料其本身具有较强的抗弯曲能力，能够有效的防止断裂情况的发生，这与金瓷修复体相关材料的性质较为形似，但是相较于金瓷修复体材料来说，氧化锆陶瓷的韧性相对较低，在临床应用中，需要准备相对数量校对的材料，而且这种材料在进行矫正修复中，需要对跨度进行合理的控制，不能够将跨度过分的扩大。所以，在将氧化锆陶瓷应用到临床牙齿修复中，需要充分的考虑到全瓷修复体所规定的范围，要尽可能的在合理的范围之内，保障连接体的截面积，从而更为深入的对氧化锆陶瓷进行探究。 就本质上来说，氧化锆陶瓷是修复体基地部分的一种材料，其具有其自身的应用优势，就审美角度来分析，其在美观性上要比金属材料更为突出，其能够相应的减少补色材料的应用，从而达到节省施工步骤以及节省施工成本的目的。氧化锆陶瓷与饰面瓷充分的烧结后，其会呈现出一种近乎透明的天然色，具有良好的透光性质，与人类的牙齿颜色较为相似，将其应用到口腔修补中，很难看出牙齿之间的不同。然而，每个人的牙齿都有着不同的色泽，由于人体制的不同，牙齿的颜色自然也会有所不同，在将氧化锆陶瓷应用到口腔修复中，还需要考虑到不同牙齿所具有的不同颜色，这是目前氧化锆陶瓷急需探究的重点内容。 另外，在对全瓷修复体与基牙牙体之间进行连接的时候，采用的粘结剂主要为树脂黏结剂，在应用这种黏结剂的时候，也需要严格按照相应的操作步骤，根据相应的规范制度，保障黏结的牢固性。全瓷修复体本身具有较高的透明度和透光性，由于黏结剂具有一定的浓度，其颜色也会与全瓷修复体之间有着一定的区别，这样就会使得在应用黏结剂的时候，会对全瓷修复体美观度造成影响，所以，要合理的选用一些色泽较浅，并且具有一定的透光性和透明度的黏结剂，或者是采用一些具有美观性质的黏结剂，这样可以有效的保障口腔修复