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、
贴面和全冠修复体。也可以制作基底冠，通过烧结饰瓷完成最终修复体。
1) 长石玻璃陶瓷：主要由长石晶体和玻璃基质组成。主要代表产品是Vitablocs Mark Ⅱ(Vitablocs, Vita Zahnfabrik,Bad S?ckingen, Germany)，扫描电子显微镜下显示的微观结构为玻璃基质中不规则地分布着大量透长石（sanidine）晶体，晶体的直径在3-7μm。依靠CAD/CAM技术加工，可以使用的系统是Cerec(Sirono, Dental System GmbH, Bensheim, Germany)系统。弯曲强度达到105MPa。
2) 云母玻璃陶瓷：主要由晶体相的云母和玻璃基质组成。代表产品Dicor(Dentsply/York Division, York, Pa.)含有55%四硅氟云母和45%玻璃基质。扫描电子显微镜下显示的微观结构是玻璃基质中不规则地分布着大量的盘状云母晶体，晶体的直径在1.0-10μm。 Dicor MGC加工方式是CAD/CAM 技术，而Dicor 则通过失蜡铸造和微晶化处理的方法加工。可以直接完成嵌体、贴面、双尖牙全冠等修复体的制作，经过上色和上釉完成最终修复体。也可以制作前牙基底冠，通过烧结饰瓷部分完成最终修复体。其他产品包括：Olympus Castable Ceramics (OCC, Olympus Co., Tokyo, Japan) ，它除云母晶体外，另外含有?锂辉石（?-spodumene）晶体。
3) 白榴石增强玻璃陶瓷：主要由结晶相的白榴石和玻璃基质组成。代表产品IPS EmpressⅠ(Ivoclar-Vivadent, Schaan, Liechtenstein)的微观结构是玻璃基质中均匀分布35-55%四面体白榴石晶体，加热后瓷块可以融化，通过真空压力铸造方法加工。其弯曲强度可达175MPa，可以直接完成嵌体、贴面、双尖牙全冠的制作，经过上色和上釉完成最终修复体。也可以制作前牙基底冠，通过烧结饰瓷部分完成最终修复体。其他产品包括：ProCAD （Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein），Optec-HSP（Jeneric/Pedtron Inc, Wallingford, Conn），Optec-OPC （Jeneric/Pedtron Inc, Wallingford, Conn），Cergogold（Degussa Dental, Hanau, Germany）等。
4) 二硅酸锂加强玻璃陶瓷：主要由二硅酸锂晶体和玻璃基质组成。常用产品有IPS Empress Ⅱ（Ivoclar-Vivadent, Schaan, Liechtenstein），成品瓷块中有60wt%面条状或长条形二硅酸锂晶体，晶体的直径0.5-5μm。加工方法和设备与IPS EmpressⅠ相同，具有良好的透光度，颜色可以选择，美观效果较好，其弯曲强度（407MPa）较IPS EmpressⅠ明显增加。可以直接完成嵌体、贴面、后牙全冠的制作，也可以制作前牙基底冠和前牙三单位固定桥支架，还有报道用于制作全瓷粘接固定桥的支架。其他产品包括3G OPC （Pedtron Coperation, Wallingford, CT）等。
5) 镁铝尖晶石玻璃陶瓷：主要由镁铝尖晶石和玻璃基质组成。主要产品包括In-Ceram Spinel（Vita Zahnfabrik,Bad Sackingen, Germany），扫描电子显微镜下显示的微观结构是玻璃基质中分布着镁铝尖晶石晶体，晶体直径1-5μm。其加工方式是CAD/CAM技术, 可应用的系统是Celay system （Mikrona, Spreitenbach, Switzerland）和Cerec system（Sirono Dental System GmbH, Bensheim, Germany）。其他产品有Cerestore （Coor
Biomedical, Lakewood, Colorado），加工方式是注射法铸造。
2. 玻璃渗透氧化物陶瓷
1) 玻璃渗透氧化铝陶瓷：在疏松多孔的氧化铝中渗透了一定量玻璃成分。主要指In-Ceram Alumina（Vita Zahnfabrik,Bad Sackingen, Germany）产品，玻璃渗透前的胚体是不完全烧结的多孔高纯度氧化铝，其孔隙率是30%左右，孔隙的大小为1-5μm，渗透后的陶瓷微观结构可见氧化铝结构之间充满了玻璃成分。多孔氧化铝胚体制作方法有两种，一种是将氧化铝粉末调和后，利用粉浆涂塑方法在耐火代型上成型，然后在1125℃高温下烧结2小时左右，在此温度下的氧化铝烧结是不完全烧结，烧结后形成疏松多孔结构，这种状态下的氧化铝质地较软，韧性较好。另一种方法是CAD/CAM技术，可应用的系统是Celay system（Vita Zahnfabrik,Bad Sackingen, Germany）和Cerec system（Sirona Dental System GmbH, Benshein, Germany），不完全烧结的多孔氧化铝胚体制作成可切削的成品，通过数控车床切削成修复体形态。制作完成的氧化铝胚体在1100℃下进行玻璃渗透，渗透所用玻璃粉是镧系玻璃，融化后具有很好的流动性。氧化铝胚体的颜色是纯白色的，玻璃粉有不同颜色，可根据修复体所需的颜色进行选择。高温融化的玻璃进入多孔氧化铝的间隙之中，冷却后通过喷砂去除表面多余的玻璃，玻璃渗透之后，多孔氧化铝成为致密结构，增加了强度，此时氧化铝晶体的含量是85%。这种陶瓷材料的弯曲强度高于玻璃陶瓷，其中粉浆涂塑方法制作的弯曲强度是440MPa，CAD/CAM方法制作的弯曲强度是594MPa。其透明度较玻璃陶瓷有所下降，因此需要增加饰瓷恢复修复体外形和美观效果。用于制作基底冠和前牙三单位固定桥的支架，也有报道用于制作全瓷粘接固定桥的支架。
2) 玻璃渗透氧化锆陶瓷：多孔氧化铝胚体中加入部分氧化锆成分，胚体的孔隙中渗透玻璃成分。主要指In-Ceram Zirconia（Vita Zahnfabrik, Bad Sackingen, Germany）产品，多孔胚体瓷块的主要成分是氧化铝，其中含有35%的二氧化锆，其作用是提高材料的强度和韧性，另外含有16%的CeO
作为
2
稳定剂。加工胚体以及玻璃渗透的方法和过程与In-Ceram Alumina相同。玻璃渗透氧化锆陶瓷的弯曲强度（630MPa）优于玻璃渗透氧化铝陶瓷，可用于制作基底冠和前、后牙三单位固定桥支架。
3、氧化物陶瓷
1) 致密氧化铝陶瓷：主要成分是完全烧结的三氧化二铝，氧化铝含量99.9%，少量的氧化镁添加剂作用是促进氧化铝完全烧结。显微结构是致密排列的三氧化二铝晶体结构。主要产品Procera AllCeram（Nobel Biocare）依靠CAD/CAM技术加工，具体方法后面再做详细介绍。弯曲强度可达690MPa，氧化铝陶瓷的颜色可以调节成近似牙本质的颜色，但透明度较差，需要增加饰瓷恢复修复体外形和美观效果。用于制作基底冠和前、后牙三单位固定桥的支架。
2) 氧化锆陶瓷：即含氧化钇稳定剂的二氧化锆(Y-TZP)，是目前产品种
类最多的牙科陶瓷材料，大多产品含有重量比3-5%的三氧化二钇作为稳定剂，显微结构是多晶像的氧化锆晶体结构（tetragonal），晶体颗粒的直径为
0.5-1.0μm，产品为陶瓷块，加工方式是CAD/CAM技术。这类陶瓷的弯曲强度可达1000MPa以上，颜色多为纯白色，个别系统有不同颜色的瓷块供选择，透光度差，需要增加饰瓷恢复修复体外形和美观效果。一般用于制作后牙基底冠和长跨度的固定桥支架，也有用于制作全瓷粘接固定桥支架的报道。常见的产品包括： Procera Allzircon （Nobel Biocare），Cercon smart ceramics（DeguDent，GmbH, Hanau-Wolfgang，Germany），Denzir（Cad. esthetics, AB, Skellefte?, Sweden），Everest ZH/ZS- Blank（KaVo Dental, Germany），Prozyr（Norton-St. Gobain, Raleigh, NC），Lava（3M ESPE, Seefeld, Germany）等，以上产品含有3%的三氧化二钇。而DC-Zirkon（DCS Dental AG, Allschwil, Swizerland），Zirconia-TZP（Metoxit AG, Thayngen, CH），In-Ceram YZ（Vita Zahnfabrik,Bad Sackingen, Germany）等产品含有5%的三氧化二钇(错误,是5%重量比,摩尔比也是3%)。
（二）常用的全瓷材料加工方法
1. CAD/CAM技术：是指计算机辅助设计和制作技术，目前是全瓷修复材料的主流加工方式。
1) CAD/CAM技术完成完整修复体
典型代表是Cerec system（Sirona Dental System GmbH, Bensheim, Germany），目前已发展至三代产品。系统包括扫描仪和数控车床。制作流程包括，临床制取印模和模型，预备体代型表面喷粉，光学扫描仪采集数字印模，利用软件在计算机上建立数字模型，计算机辅助设计修复体形态。数控车床切削成修复体形态，在模型上试戴，调整外形，磨光，上色，上釉，完成最终修复体制作。可以加工玻璃陶瓷，用于制作嵌体、贴面、全冠修复体。
2) CAD/CAM技术完成修复体的基底冠
外层的饰瓷部分恢复修复体的形态和美观效果，常规粉浆涂塑和烧结的方法完成饰瓷的制作。Precident-DCS system（DCS Production AG, Allschwil, Switzerland）， Prozyr （Norton-St. Gobain, Raleigh, NC）， Cercon system （DeguDent，GmbH, Hanau-Wolfgang，Germany），Cad. esthetics CAD/CAM system（Cad. esthetics, AB, Skellefte?, Sweden[22]，KaVo Everest CAD/CAM system（KaVo Dental, Germany）, Lava system（3M Espe, Seefeld, Germany）等系统都可以通过这种加工方式进行全瓷修复体的制作。这些系统都是小型的CAD/CAM系统，通常包括扫描仪、数控车床等设备，通过扫描模型获得数字模型，由技师在技工所内利用小型CAD/CAM系统完成修复体基底冠的制作。以KaVo Everest系统为例，该系统包括扫描仪、数控车床和结晶烤炉三个主要部分。这一系统的扫描仪设计为多重光束扫描模式，可以识别模型的倒凹。制作流程包括，制取印模和模型，修整代型，扫描仪通过扫描代型采集数字印模，利用软件在计算机上建立数字模型，计算机辅助设计修复体基底冠的
形态。数控车床加工基底冠胚体，胚体是不完全烧结的氧化锆，质地较软，切削较容易，切削胚体时进行了放大，预留20-30%的收缩量，在结晶烤炉内完成继续烧结过程，成为致密的氧化锆陶瓷，完成基底冠的制作。数控车床也可以直接切削完全烧结的氧化锆，此时不需结晶过程，没有放大和收缩，直接完成基底冠制作。技师在基底冠上烧结饰瓷部分，最终完成修复体的制作。这一系统还可以加工玻璃陶瓷和钛金属。如果牙体预备不均匀导致局部修复间隙过大时，可以通过二次扫描的方法制作基底冠，具体方法是技师在模型上根据需要制作基底冠的蜡形，扫描仪扫描代型后，再扫描蜡形，切削完成的基底冠与技工制作的基底冠蜡形形态一致，目的是使完成的基底冠局部增加厚度，补偿过多的牙体预备，避免因局部饰瓷层过厚而增加的崩瓷风险。
Procera系统与上述系统不同，它的特点是工业化大规模生产与传统技工技术相结合。过程如下：制取印模和模型，修整代型，专用接触式扫描仪在代型上采集数字印模，利用软件在计算机上建立数字模型，计算机辅助设计修复体基底冠的雏形。所有数据经Internet网络传输到Procera制作中心，在流水线上制作致密氧化铝陶瓷基底冠，基底冠送回技工室，烧结饰瓷完成修复体。基底冠的加工方法以加工氧化铝基底冠为例，首先制作放大的代型，目的是弥补氧化铝的烧结收缩。将氧化铝粉末通过等静压技术，在放大的代型上压制成为胚体，数控车床切削胚体的表面形态，使之成为基底冠的外表面形态。然后烧结切削后的胚体，氧化铝在烧结过程存在20%的收缩，完全烧结后完成基底冠的制作。此系统可以加工氧化铝和氧化锆陶瓷，也可以加工钛金属。
2. 铸造法
1) 失蜡铸造、结晶化处理
代表产品是Dicor（Dentsply/York Division, York, Pa.），制作流程分为两部分，首先通过失蜡铸造方法制作半结晶胚体，然后进行高温结晶化处理，在玻璃基质中形成四氟硅云母晶体，使之成为云母玻璃陶瓷。具体方法如下，制取印模和模型，修整代型，在代型上制作修复体的蜡型，包埋蜡型形成铸圈，在烤箱中失蜡成为铸模，融化的玻璃料在1370℃离心铸造成半结晶的透明胚体，胚体在650℃开始形成晶核，在1075℃下保持10小时，完成结晶过程。
2) 真空压力铸造
代表产品是IPS Empress Ⅱ(Ivoclar-Vivadent, Schaan, Liechtenstein)系统，主要设备是铸瓷炉（包括EP500, EP600）。加工过程如下，制取印模和模型，修整代型，在代型上制作修复体的蜡型，用专用磷酸盐包埋材料包埋蜡型，利用传统的失蜡技术形成铸模，在920℃ 的高温下，在专用铸瓷炉中，真空条件下，利用瓷柱加压铸造，冷却后，2-bar的压力下玻璃珠喷砂去除包埋材料，金刚砂切盘切除铸道，得到修复体的铸件。其他系统包括OPC
系统（Optimal Autopress, Jeneric/Pentron Inc.）等。
3．粉浆涂塑、烧结法
In-Ceram （Vita Zahnfabrik,Bad Sackingen, Germany）系统制作不完全烧结疏松氧化铝胚体的方法之一就是粉浆涂塑成型加烧结的方法。制作流程包括：制取印模和模型，修整代型，并翻制特殊的耐火代型，将氧化铝粉末调和成糊状，涂塑在耐火代型上成为修复体的雏形，干燥后将其连同耐火代型一起放在烤瓷炉中，1120℃高温下进行2小时左右的烧结，形成不完全烧结的多孔氧化铝胚体。完成的多孔氧化铝内冠胚体需经过玻璃渗透过程成为玻璃渗透氧化铝陶瓷内冠。
4．CAD/CAM 技术附加真空热压铸
CAD/CAM 技术完成的氧化锆内冠表面压铸玻璃陶瓷，是最近出现的全瓷修复体加工新工艺，代表产品是Ivoclar公司生产的IPS e.max ZirPress，这种工艺加工的全瓷修复体结合了氧化锆陶瓷高强度和玻璃陶瓷透明度好的优点。所使用的压铸用玻璃陶瓷瓷块是氟磷灰石玻璃陶瓷，微观结构是玻璃质中含有不同晶粒大小的氟磷灰石晶体。通过调节晶粒的大小来控制材料的透明度、乳光性和亮度。可用于制作单冠、固定桥和种植体上部结构。具体方法：将清洁的氧化锆基底冠表面涂界面剂并烧结，然后在氧化锆基底冠表面制作蜡型，制作完成的蜡型连同氧化锆基底冠用专用包埋材料包埋，失蜡后形成铸模，在专用铸瓷炉中真空热压铸成型，可以一次通过压铸直接完成修复体的形态，通过上色技术完成修复体的制作，也可以压铸一定厚度的玻璃陶瓷，再通过在表面烧结饰瓷完成最终修复体的制作，利用这种技术完成的修复体表现为三层复合陶瓷结构。
二、不同全瓷修复材料的光学性能特点
全瓷冠的美观效果与基底瓷的选择，饰瓷的制作，基牙的状态，粘接剂的选择相关。针对不同的基牙状态和患者的要求应选择不同的基底瓷材料，运用适当的修复方法，配合正确的粘接材料。饰瓷材料的主要成分是玻璃基质，通过添加少量不同化合物可以调节颜色、透明度，也可以表现出自然牙的乳光效果、荧光效果，可以较好的模拟自然牙的美观效果。主要影响修复美观效果的因素是饰瓷部分的厚度和均匀度。通常认为0.7mm以上厚度的饰瓷可以提供模拟天然牙的自然美观效果。
基底瓷材料受材料化学结构的限制颜色和透明度的调节范围明显少于饰瓷材料，不同基底瓷材料的所能达到的颜色和透明度有所不同。其中透明度的差异对全瓷修复体美观效果的影响较为明显。陶瓷材料的透明度主要取决于对光的透射，如果大部分光线被散射或反射，材料表现不透明。如果仅有少量的光线被反射或散射，大部分透射，材料表现出透明效果。玻璃陶瓷类具有很好的透明度，同时可以调节出接近牙本质的色泽，更容易模拟透明度较大的天然牙效果，特别是牙体预备量较小，饰瓷部分较薄的情况之下也可以达
到较好的美观效果。白榴石增强玻璃陶瓷的透光效果最好，可以不经过饰瓷修饰通过简单的上色技术直接完成的修复体，最适合制作瓷帖面修复体，可以在较小的牙体预备量的基础上达到较好的美观效果。但是由于这类陶瓷的透明度较大，对于基牙颜色的遮盖效果有限，不适合用于经过金属桩核修复的基牙，以及变色严重的死髓牙，如果用于这类基牙需要适当增加内冠的厚度，在选色时选择颜色饱和度略底的内冠，并在与基牙颜色一致的代型上制作修复体，选择使用具有遮色效果的粘接剂。总的来说，玻璃陶瓷材料更适合牙本质颜色正常的活髓牙，更易模拟透明度较高的天然牙，此时也要注意选择粘接剂的颜色，避免使用白色不透明的磷酸盐和羧酸盐水门汀，特别是修复体的透明度较高时，粘接剂的颜色可以影响修复体的美观效果。
目前市场上应用的口腔修复氧化锆透明度很小，当内冠厚度达到0.6mm时，几乎不透明，未经处理的氧化锆为纯白色，经过添加铁或稀土元素后可以呈现淡黄色，但颜色的调整范围非常有限，不能完全的模拟不同的牙本质颜色特点。因此氧化锆内冠具有良好的遮色作用，适用于金属桩核和变色严重的基牙，氧化锆内冠需要足够的饰瓷厚度，特别需要注意修复体颈1/3饰瓷的厚度，避免颈缘处的生硬表现。由于氧化锆内冠不能很好表现牙本质的颜色特点，可以在内冠表面做颜色修饰，以更好的模拟牙本质的颜色特点，经过仔细的饰瓷修饰氧化锆全瓷修复体可以达到很好的美观效果。但是对于模拟透明度很高的天然牙，或修复很小的基牙，无法达到足够的修复体厚度时，应慎重选择氧化锆全瓷修复体。
目前应用于口腔修复的致密氧化铝颜色为乳白色，经过添加微量的铁元素，可以呈现淡棕黄色。其透明度优于氧化锆，低于玻璃陶瓷。应用于前牙时，通常的内冠厚度为0.3-0.4mm，此时的透明度可以模拟天然牙的自然美观效果，必须经过饰瓷的修饰，并保证饰瓷的足够厚度，以达到优秀的美观效果。如果用于变色基牙需要增加内冠的厚度。
玻璃渗透氧化物陶瓷的透明度与氧化铝和渗透玻璃的折射率有关，如果所使用渗透玻璃的折射率与氧化铝不同，其透明度很差，但是通过调节渗透玻璃的颜色可以比较容易的获得内冠的颜色特征。这类陶瓷只能制作内冠，必须经过饰瓷修饰才能满足修复体的美观要求，适合模拟透明度不大的天然牙，对于基牙颜色有较好的遮盖效果，如果用于表现较高的透明度需要增加饰瓷的厚度。
三、全瓷修复材料的力学性能
全瓷修复体的碎裂、折断是口腔修复临床实践中最常见的失败原因，认识全瓷修复材料的力学性能特点是分析失败原因进而避免失败的基础。
（一）饰瓷和基底瓷的基本力学性能
强度是陶瓷材料最重要的力学性能参数，陶瓷材料属于脆性材料，特点是耐受压应力，而不耐受拉应力。对于陶瓷等脆性材料通常测定弯曲强度，以代
表抗拉强度，在弯曲过程中，在试件的一个表面达到最大拉应力，在另一个表面达到最大压应力，脆性材料的破碎通常由于拉力，因此弯曲实验实际上提供了材料的抗拉强度的信息。另外表现陶瓷材料力学性能的重要参数包括断裂韧性和弹性模量，断裂韧性代表材料抵抗裂纹扩展的能力，断裂韧性越大，材料抵抗裂纹扩展的能力越强。弹性模量代表材料抵抗弹性变形的能力，弹性模量越大材料越不容易产生弹性形变。
近年来一些学者运用Hertzian 接触实验评价口腔修复陶瓷的抗损伤能力，Hertzian 接触实验是基于1896年Hertzian 发明的用于理想脆性固体材料的Hertzian 破碎实验的改良。Hertzian 接触实验的基本方法很简单，就是利用一个坚硬的球在材料表面压一个凹痕，但却可以有效地洞察材料的损伤模式。Hertzian 接触实验也可以通过重复单次的接触延伸成为疲劳实验。试样的损伤发生在短裂纹区域，这与材料的强度和抗磨损能力等对微观结构敏感的特性是一致的。对于理想的脆性材料，接触失效开始于由拉应力单一大范围从接触点向外扩张的锥形或环状裂纹，称之为脆性模式。对于韧性好一些的陶瓷材料，失效是开始于由剪切应力引起的小范围裂纹或裂隙带在接触点表面下方的扩散演变，称之为准弹性模式。Hertzian 接触实验对于演示在这两种截然不同的破坏模式中，微观结构的重要作用是很有价值的。
1. 饰瓷的基本力学性能
饰瓷材料的主要成分是硅酸盐玻璃，目前市场上常用的饰瓷材料抗弯强度在60-120Mpa, 断裂韧性小于1 Mpa/m1/2，弹性模量约为90 GPa。强度明显低于基底瓷和牙釉质，弹性模量接近牙釉质。饰瓷材料是典型的脆性材料，抵抗裂纹扩展的能力很低，在接触载荷作用下，接触失效呈现典型的从接触点向外扩张的锥形或环状裂纹。
2. 基底瓷材料的力学性能
不同的基底瓷材料的力学性能有所不同，玻璃陶瓷的抗弯强度最低，范围在150-400 Mpa, 弹性模量与饰瓷材料接近，断裂韧性较饰瓷材料有所提高，可以达到2.5-3 Mpa/m1/2。其断裂模式仍然是脆性模式。
玻璃渗透氧化铝陶瓷的弯曲强度可以达到500 Mpa, 断裂韧性较玻璃陶瓷进一步提高，达到4 Mpa/m1/2。
致密氧化铝陶瓷的弯曲强度可以达到700 Mpa, 断裂韧性达到5 Mpa/m1/2。但氧化铝陶瓷的弹性模量远远大于牙釉质，达到380 GPa，因此产生弹性形变的可能性较小，不能缓冲应力，其断裂模式属于脆性模式。
氧化锆陶瓷是目前应用的口腔修复陶瓷中力学性能最优秀的。其抗弯强度可以达到900-1200 Mpa, 断裂韧性可达到10 Mpa/m1/2，弹性模量小于氧化铝陶瓷，为210 GPa，具有一定产生弹性形变的能力，可以适当缓冲应力，其断裂
模式属于准弹性模式。
（二）叠层全瓷材料的力学性能相容性
由于目前全瓷修复体多采用叠层复合陶瓷的应用形式，其力学性能不仅到基底瓷和饰瓷的多种力学性能，同时它们之间的性能匹配、应力传导、界面状态、损伤扩散方式等问题。只强调基底瓷的强度是一个误区。实验发现氧化锆或氧化铝叠层复合陶瓷材料的明显强度低于单层氧化铝或氧化锆陶瓷，说明表面玻璃陶瓷的存在降低了氧化铝或氧化锆复合陶瓷的强度。临床应用中发现不同类型的陶瓷冠桥修复体的破碎形式有所不同，氧化铝全瓷冠发生了基底冠和饰瓷的叠层材料的共同破碎。氧化锆全瓷冠修复后，有一定数量的病例发生崩瓷现象，即表面饰瓷破碎，而基底冠完好，为什么会发生这样的现象？问题不仅在于叠层材料的界面结合，同时涉及不同材料之间力学性能相容性。力学性能相容性指组成叠层复合材料的不同材料之间力学性能之间的匹配性，以及由不同陶瓷材料间的力学性能不匹配所产生的界面应力传导、裂纹扩展方式等问题。
在陶瓷材料的损伤分析中，明确断裂源是了解破碎原因的基础，断裂源指造成最终损伤的临界裂纹的起始点。临界裂纹是指能够造成裂纹扩展的最小尺寸的裂纹。由于不同陶瓷材料抵抗裂纹扩展的能力不同，也就是断裂韧性不同，临界裂纹的尺寸在不同的陶瓷材料中有所不同，同时裂纹的扩展方式也有所不同。目前全瓷修复体的应用方式是叠层复合材料陶瓷，此时存在两种或两种以上不同材料的界面，即饰瓷和基底瓷材料之间的界面。由于饰瓷和基底瓷是两种具有不同化学结构的材料，力学性能存在很大差异，裂纹在扩展过程中遇到两种材料的界面时，界面两侧材料之间力学性能差异的大小不同，裂纹的扩展方式不同。因此不同的叠层复合全瓷修复体存在不同的破碎方式。
1. 不同叠层复合全瓷修复体的破碎方式
通常叠层全瓷修复体在咬合应力的作用下可以发生三种形式的破碎（图）。
1) 完全断裂
断裂源位于基底瓷，通常临界裂纹起源于内冠的内表面，裂纹沿基底瓷扩展，并穿越界面，在饰瓷中继续穿行，最终造成修复体的完全短裂。这种断裂方式下，断裂源的具体位置与修复体的咬合力分布和应力集中、基底瓷的厚度、基底瓷的内部缺陷等相关。
2) 内冠脱瓷
修复体发生较大面积的饰瓷破碎，断裂面可以见到内冠暴露。这种破碎方式可能缘自两种不同的裂纹源和裂纹扩展方式。一种情况断裂源位于咬合接触区的饰瓷表面，压应力造成的临界裂纹首先在饰瓷材料中扩展，当扩展至界
面时裂纹发生转向，开始沿界面向界面两侧扩展，最终造成饰瓷部分崩脱，内冠暴露。另一种情况断裂源位于界面，拉应力造成的临界裂纹在界面扩展，裂纹在界面扩展的同时扩展至饰瓷，最终造成饰瓷的广泛崩脱。
3) 饰瓷崩瓷
修复体只发生小范围的饰瓷表面破碎，断裂面没有发生内冠暴露。断裂缘通常位于咬合接触区的饰瓷表面，裂纹完全在饰瓷中扩展，没有涉及界面。这种方式破碎通常发生于咬合力在没有基底瓷支持的饰瓷上产生了应力集中，与患者的咬合状态以及内冠的设计相关。解决方式是仔细分析患者的咬合状态，调整不利的咬合接触区，设计不均匀厚度的内冠，避免在咬合接触区形成没有基底瓷支持的饰瓷，在不利咬合接触区无法解除的病例，全瓷修复应被认为是禁忌。通常这类破碎可以通过临床设计得以避免。
2. 基底瓷和饰瓷材料力学相容性对叠层复合全瓷修复体破碎方式的影响
基底瓷材料力学性能的不断提高，例如，目前主要应用的氧化锆陶瓷的强度最高可以达到1200MPa，同时具有较好的抵抗裂纹扩展能力，在正常的咬合力作用下不会对氧化锆陶瓷造成导致失效的伤害。但是临床上仍然存在一定修复体破碎失败病例。氧化锆全瓷修复体的破碎通常为饰瓷崩瓷和内冠脱瓷，这一现象已经成为造成氧化锆全瓷修复失败的普遍问题，是目前急于解决的全瓷修复中的瓶颈问题。叠层全瓷修复体的破碎方式直接涉及到基底瓷和饰瓷之间的力学性能匹配性，也就是力学相容性问题。
化学构成是物理性能的基础，玻璃陶瓷由玻璃基质和散在其中的晶体组成，与同为玻璃的饰瓷材料在化学结构上最为近似。其力学性能在各类基底瓷中也最接近饰瓷材料，玻璃陶瓷与饰瓷的力学性能匹配性最好，裂纹在遇到两者之间的界面时通常会穿越界面，不会产生裂纹走向的改变。
玻璃渗透氧化铝陶瓷与玻璃陶瓷的化学结构相近，也是玻璃基质和氧化铝晶体，所不同的是玻璃陶瓷中的晶体是在陶瓷合成过程中在玻璃基质中生成，而玻璃渗透氧化铝陶瓷是先有氧化铝晶体，再加入玻璃。其与饰瓷材料的力学性能匹配性仍然较好，但略弱于玻璃陶瓷，裂纹通常穿越界面。因此，临床上发现的玻璃陶瓷修复体破碎方式通常为修复体完全断裂。这种完全短裂的最终原因是基底瓷材料的强度不足以抵抗咬合力的作用。因此在咬合力较大的后牙区，以及估计可能存在较大侧向应力的前牙修复病例，应该避免应用强度较低的玻璃陶瓷全瓷修复体。在咬合力较大的后牙区，以及前牙固定桥病例，应该谨慎应用玻璃渗透氧化铝陶瓷全瓷修复体。
氧化铝陶瓷的化学结构是致密排列的氧化铝晶体，与饰瓷之间的化学结构没有近似之处，两者的力学性能存在较大差异，匹配性低于玻璃陶瓷和玻璃渗透氧化铝陶瓷。裂纹在穿越界面的同时，也可能部分沿界面扩展，裂纹在界面扩展的可能性与基底瓷和饰瓷的厚度比有关，当饰瓷的厚度明显小于基底
瓷，也就是饰瓷很薄时更容易发生裂纹在界面的扩展。因此，在临床上可以发现氧化铝全瓷冠的完全断裂，同时也会发现一些内冠脱瓷或同时发生。临床应注意修复体饰瓷的厚度和均匀度。
氧化锆陶瓷虽然是目前力学性能最优的基底瓷材料，但由于其强度远远大于饰瓷材料，并且与饰瓷材料具有不同的损伤模式，饰瓷为脆性模式，氧化锆为准弹性模式，两者之间的力学性能匹配性最差。因此，临床通常发生内冠脱瓷或饰瓷崩瓷，而很少有氧化锆内冠断裂发生。这一问题目前还没有很好的解决方式，提高饰瓷材料的力学性能是理想的解决方式，但是目前应用的饰瓷材料主要化学结构是玻璃，强度等力学性能的提高很有限，有待发现更理想的替代材料。在氧化锆内冠表面压铸一层玻璃陶瓷，最后在烧结饰瓷，形成三层结构也是一种尝试，但所填加的玻璃陶瓷力学性能与氧化锆之间仍然存在很大差异，但压铸的方式减少了界面缺陷的产生，有助于提高界面的质量。
3. 基底瓷和饰瓷的热膨胀匹配性能
叠层复合全瓷修复体的损伤还与基底瓷和饰瓷之间的热膨胀性能匹配相关，由于饰瓷的热膨胀系数与基底瓷不同，此时在基底瓷和饰瓷中都存在热残余应力，通常基底瓷的热收缩膨胀系数略大于饰瓷时，基底冠表面烧结的饰瓷材料冷却过程中产生的收缩略小于基底瓷材料，少量的热残余应力有利于两者的界面结合，但当残余应力过大时可能产生不利影响使饰瓷容易崩脱，这一点与金属烤瓷冠中金属基底冠和饰瓷的结合近似。饰瓷内部存在残余压应力，残余应力在界面处最大，向表面逐渐减小，这种应力在一定范围内可以抵消外加拉应力，但当外加应力大于临界值以后，内部残余应力加速其破碎过程。同时这种残余应力在基底瓷材料表现为拉应力，近来的研究认为残余拉应力对基底瓷材料的抗损伤能力存在负面影响，建议基底瓷材料和饰瓷材料之间的热膨胀系数严格匹配，最好为零失配。
（三）基底瓷和饰瓷的界面状态（图）
影响全瓷修复体力学性能的另外一个薄弱环节是基底冠和饰瓷的界面状态，它影响应力传导和裂纹扩散的过程，直接关系到修复体的破碎方式。玻璃陶瓷和玻璃渗透氧化铝陶瓷的化学成分中有一定比例的玻璃基质，与饰瓷材料中基本成分相同，因此两者之间存在化学结合，界面有一定互相融合，界面结合较好。其中玻璃陶瓷的界面结合最好，可能的原因是在高温状态下两者的界面间发生化学反应产生了新的化合物。而氧化物陶瓷与饰瓷之间的化学成分不同，不存在化学结合和界面融合，两者的结合有赖于机械锁合，界面结合相对较差。其中氧化锆陶瓷与饰瓷间的界面结合最差，不仅没有化学结合，而且润湿性差，界面容易产生微小的间隙，进一步影响界面结合。临床观察到的氧化锆全瓷冠崩瓷现象既与基底瓷和饰瓷材料的力学性能失配相关也与两者界面结合较差相关。目前，如何改善氧化锆陶瓷与饰瓷之间的界面状态是一个重要的研究方向，主要的技术手段是通过氧化锆表面改性，加入新的介质，使氧化锆和饰瓷材料同时和介质材料发生反应，以形成界面的化
学结合。
（四）全瓷修复材料的缺陷
陶瓷材料属于非均质材料，也就是说在陶瓷材料的合成，加工成型等过程中无可避免的会引入各种缺陷，这些缺陷对全瓷修复材料的力学性能会产生重要影响，特别是对强度的影响。在电子显微镜下分析失败的全瓷修复体，往往可以发现修复体内部的各种缺陷，因此如何最大范围降低修复体的缺陷产生也是目前如何提高全瓷修复体抗损伤能力的重要课题。
为了完整的描述陶瓷等脆性材料的强度，引入了韦氏模数这个代表强度变化程度的参数。韦氏模数与测量强度时样品间的个体差异有关，反映材料中缺陷的分布。如果测量到的强度值在不同的样本之间变化较小，这一材料的韦氏模数值大，其平均强度能更好的反映材料的真实强度。反之，韦氏模数值小反映测量到的样品强度差异大，缺陷的增加可导致样品的强度明显低于平均强度。
针对全瓷修复体缺陷的位置，可以分为：内冠，饰瓷，界面的缺陷。其中内冠的缺陷对于修复体的强度影响是致命的，在足够的应力作用下直接导致修复体的失效。界面的缺陷不仅可能成为断裂源，还影响界面结合状态。饰瓷的缺陷可能成为饰瓷崩脱的直接原因。
根据缺陷产生的过程，可分为：制造缺陷和加工缺陷。制造缺陷来自材料的生产过程，与制造商的原料选择和制造工艺相关。这里不做详细介绍。加工缺陷与修复体的加工成型过程相关。
不同的加工方式可能产生缺陷方式有所不同。对于氧化铝和氧化锆陶瓷等通过CAD/CAM技术完成的内冠，可能的缺陷主要来自切削成型过程中可能由于刀具的质量和破损而产生表面缺陷。
铸瓷技术接近传统的牙科合金铸造工艺，对于技师来说容易掌握，同时设备相对简单，易于在小型的技工所中开展。电子扫描显微镜下观察到，在真空热压铸技术制作的IPS Empress试件的断裂面观察到有气孔存在，这是由于加工过程中不能达到完全的真空状态时，将少量空气带入试件中形成的。玻璃渗透氧化铝陶瓷的渗透过程可能产生较大的气孔缺陷，是由于玻璃的流动性不足或真空作用下降造成的渗透不完全造成。
烧结饰瓷时产生的缺陷主要是气孔缺陷，多分布在修复体的表面，这是由于在饰瓷烧结过程中，一定温度下成为熔融状态，内部的气体在具有一定流动性的玻璃中聚集并成为气孔，如果气孔在玻璃凝固之前没有排除，就成为饰瓷表面的气孔。
对于传统的铸造、烤瓷等技工加工方式，气孔缺陷的产生似乎是不可避免的，一定程度上影响了全瓷修复体的抗损伤能力，如何改善环设备，提高技术以
最大限度减少全瓷修复体的加工缺陷是提高全瓷修复体抗损伤能力不必可少的重要环节。
物理化学期中课程小论文 一形式要求： 1.题目（见后） 2.背景介绍（提出问题） 3.基本物理化学原理（鼓励自学内容） 4.实际应用的例子 5.结论/感受/未来展望 6.参考文献 二文字数量要求： 1．论文必须独立完成； 2．论文应有自己的分析和观点，不能是文献资料的拼接； 3．论文的字数：最少不得少于2000字，最多不超过5000字，以2000-3000字为宜； 三打印要求：A4,电子稿（手写可以） 封面题目，目录，班级，姓名，学号，时间 包括封面在内不超过4页 四上交时间限定：14周周三（可以与该次作业一起上交），过时不候。 五论文格式：（见附页） 题目（不超过20个字，字体4号，居中）；
姓名；（小5号字，居中） 班级；（小5号字，居中） 电话和E-mail （小5号字，居中）； 摘要（不超过100字，小5号字）； 关键词（3-5个，小5号字）； 正文（包括引言，具体讨论和结论，5号字）参考文献
六、物理化学课程小论文参考题目 （物理化学原理在实际科研生产中的应用） 1 物理化学家小传及其对有化学的贡献； 2 以合成氨反应为例说明你对热力学第二定律的认识和思考； 3 稀溶液的依数性及其应用； 4 物理化学热力学研究的现状，应用，局限性分析和改进的设想； 5 物理化学发展中的偶然发现和对你的启发； 6 以合成氨为例说明影响化学平衡的主要因素及其在科研和生产实践中的应用； 7 用物理化学方法对现实生活或生产中某些现象进行解释； 8 热力学第一定律及其应用； 9 相图在化学化工或实际生活中的应用； 10 化工中的界面现象。 11基于LabVIEW软件的物理化学实验仿真系统的开发与应用 12多壁碳纳米管储氢的物理吸附与化学吸附特性 13交互智能性物理化学实验课件的设计与开发 14物理化学实验仿真软件的研究与开发 15中外两本优秀物理化学教材的比较研究 16中学化学实验中物理知识凸现状况的研究 17物理化学实验课程中实验题目的设计与研究 18化学电源与物理电源产品策略研究 19初中化学、物理、生物交融性教学的研究 20硅系延期药物理化学性质及燃烧性质的研究
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
自由液滴或气泡成球形 因为只有在球面上各点的曲率相同，各处的压力也相同液滴才会呈稳定的形状，另外相同体积的物质，球形的表面积最小，则表面总的Gibbs自由能最低，所以变成球形就最稳定。 用界面现象解释下列现象 人工降雨：根据Kelvin公式可以理解，若不存在任何可以作为凝结中心的粒子，水可以达到很大的过饱和度而不凝结出来，因此液滴难以形成。人工降雨的基本原理就是为云层中的过饱和水汽提供凝聚中心（例如AgI微粒）使凝聚水滴的初始曲率半径加大，蒸汽就可以在较低的过饱和度时开始在这些微粒上凝结出来，形成雨滴。 加沸石：根据Kelvin公式，气泡中的液体饱和蒸汽压将小于平面液体的饱和蒸汽压，而且气泡越小，蒸汽压越低。沸腾时最初形成的半径极小的气泡其蒸汽压小于外压，所以小气泡难以形成，致使液体过热，容易暴沸。加入沸石由于沸石内孔贮存有气体，绕过了产生极微小气泡的困难阶段，使液体过热程度大大降低。 接触角的定义，大小受哪些因素影响，如何判断液体对固体的润湿情况 当系统达平衡时，在汽，液，固三相交界处，气-液界面与固-液界面之间的夹角称为接触角，用θ表示。接触角大小是由气、液、固三相交界处，三种界面张力的的相对大小决定。θ＝0完全润湿，θ＜90o固体能被液体润湿，θ＞90o固体不能被液体润湿。 为什么泉水和井水都有较大的表面张力？当将泉水小心注入干燥的杯子时，水面会高出杯面，这是为什么?如果在液面上滴一滴肥皂液，会出现什么现象？ 因为泉水和井水中含有较多的无机盐离子，这些离子都是非表面活性物质，会使泉水和井水的表面张力增大，较大的表面张力会使水面高出杯面。能使滴在上面的肥皂气泡。
?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
第十章界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答：(1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”，根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG＜0，而ΔS＜0，由ΔG=ΔH－TΔS，得 ΔH＜0，即反应为放热反应。
10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N×3243r π N ＝3 132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ?＝ (A 2－A 1)＝4·( N 2 2 r －21 r )＝4 ·(3 12 r r －21r ) ＝4× ×(339 (110)110 --??－10－6) ＝5.9062 J 10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为58.91×10－3 N ·m －1 (1) 水中存在的半径为0.1μm 的小气泡；kPa (2) 空气中存在的半径为0.1μm 的小液滴； (3) 空气中存在的半径为0.1μm 的小气泡； 解：(1) Δp ＝2r γ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (2) Δp ＝2r γ ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (3) Δp ＝4r γ＝36 458.91100.110--???＝2.356×103 kPa 10－4 在293.15K 时，将直径为0.1nm 的玻璃毛细管插入乙醇中。问需要在管内加多大的压力才能防止液面上升？若不加压力，平衡后毛细管内液面的高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10－3 N ·m －1，密度为789.4 kg ·m －3，重力加速度为9.8 m ·s －2。设乙醇能很好地润湿玻璃。
污染土壤修复 污染土壤修复是指通过物理、化学、生物、生态学原理，并采用人工调控措施，使土壤污染物浓(活)度降低，实现污染物无害化和稳定化，以达到人们期望的解毒效果的技术措施。目前，理论上可行的修复技术有植物修复、微生物修复、化学修复、物理修复和综合修复等几大类。有些修复技术已经进入现场应用阶段并取得了较好的效果。污染土壤实施修复，对阻断污染物进入食物链，防止对人体健康造成危害，促进土地资源保护和可持续发展具有重要意义。目前关于该技术的研发主要集中于可降解有机污染物和重金属污染土壤的修复两大方面。 修复分类 一、物理修复技术 1、物理分离修复技术主要是应用在污染土壤中无机污染物的修复技术上，它最合适用来处理小范围的污染土壤，从土壤、沉积物、废渣中分离重金属，恢复正常功能。它的基本原理是根据土壤介质及污染物的物理特征，采用不同的方法将污染物质从土壤中分离出来，包括：依据粒径大小采用过滤或微过滤的方法进行分离：依据分布、密度大小采用沉淀或离心分离；依据磁性特征采用磁分离手段：依据表面特性采用浮选法进行分离等。多数物理分离修复技术都有设备简单，费用低廉，可持续高产等优点，但是在具体分离过程中，要考虑技术的可行性和各种因素的影响。包括要求污染物与土壤颗粒的物理特征的差异显著，特别是当土壤中有较大比例的黏粒、粉粒和腐殖质存在时很难操作等等。 2、蒸汽浸提修复技术是指利用物理方法通过降低土壤孔隙的蒸汽压，把土壤中的污染物转化为蒸汽形式而加以去除的技术，又可分为原位土壤蒸汽浸提技术、异位土壤蒸汽浸提技术和多相浸提技术。气提技术适用于地下含水层以上的包气带土壤；多相浸提技术适用于包气带好地下含水层。该技术适用于高挥发性化学污染土壤的修复。原位土壤蒸汽浸提技术适用于处理蒸汽压大于66.66Pa的挥发性有机化合物，如挥发性有机卤代物或非卤代物，也可适用于除去土壤中的油类、重金属、多环芳烃或二恶英等污染物：异位土壤蒸汽浸提技术适用于修复含有挥发性有机卤代物和非卤代物的污染土壤；多相浸提技术适用于处理中、低渗透型地层中的挥发性有机物。其显著特点是可操作性强，处理污染物的范围广，可由标准设备操作，不破坏土壤结构以及可回收利用有潜在价值的废弃物等。但在原位土壤蒸汽浸提技术的应用中，上下层土壤的异质性，特别是低渗透性和高地下水位的土壤等都成为其应用的限制因素。 3、稳定/固化修复技术指通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态，通过降低污染物的生物有效性来消除或降低污染物的危害；可分为原位稳定、固化修复技术和异位稳定/固化修复技术。原位稳定/固化修复技术通常适用于重金属污
环境修复原理与技术 一、单选(13分) 1、微生物降解有机污染物的基本反应类型不包括() A中和反应 B、氧化反应 C、还原反应 D、水解反应 正确答案:A 2、以下不属于物理修复技术的是() A、原位可渗透反应墙技术 B、固化稳定化修复技术 C、电动力学修复技术 D、热力学修复技术 正确答案:A 3、以下不属于环境生物修复技术局限性的是() A.需要大型设备,造价昂贵 B、耗时长 C、条件苛刻 D、并非所有进入环境的污染物都能被利用 正确答案:A 4.可处理性试验方法不包括( A.水体灭菌实验 B.土壤柱试验 C、反应器实验 D.摇瓶实验 正确答案:A 5、微生物修复的影响因素不包括() A大气性质 B、微生物活性 C、污染物特性 D、土壤性质 正确答案:A 6、土壤污染的特点不包括() A.隐蔽性 B、可逆性 C、长期性 D、后果严重性 正确答案:B
7、稳定塘修复技术可以分为微生物稳定塘和水生生物塘,下列选项中不属于微生物稳定塘的是() A好氧塘 B、养殖塘 C、厌氧塘 D、曝气塘 正确答案:B 8、干扰可以分为自然干抗和人为干扰,以下不属于自然干扰的是( A.文化活动或过程干扰 B、火干扰 C.土壤性干扰 D.动物性干扰 正确答案:B 9、修复不包括() A恢复 B、重建 C、整顿 D、改建 正确答案:C 10、气体抽提修复技术优点不包括() A、处理量大 B、干扰小 C、对不易挥发有机污染物处理效果明显 D、易于与其他技术组合使用 正确答案:C 11、生命现象的典型表现是() A同化作用 B.异化作用 C、新陈代谢 D、呼吸作用 正确答案:C 12、大气污染的修复净化技术不包括() A.植物修复技术 B.微生物修复技术 C、无机矿物材料修复技术 D、原位修复技术 正确答案:D
土壤修复技术及优缺点 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
土壤是植物生长繁育的自然基地，是农业的基本生产资料，是人类赖以生存的极其重要的自然资源。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。土壤中有害重金属积累到一定程度，不仅会导致土壤退化，农作物产量和品质下降，而且还可以通过径流、淋失作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体健康。 不同污染类型的土壤污染，其具体治理措施不完全相同，目前，重金属土壤的修复技术主要有工程措施，物理化学方法，植物修复方法以及微生物修复方法。 工程措施主要包括客土、换土和深耕翻土等措施。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合，可以降低土壤中重金属的含量，减少重金属对土壤-植物系统产生的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度污染的土壤，而客土和换土则是用于重污染区的常见方法，在这方面日本取得了成功的经验。工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施，它具有彻底、稳定的优点，但实施工程量大、投资费用高，破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理。 物理化学方法是当前重金属污染土壤修复研究的热点，也是最为成熟工程上应用最为广泛的修复技术，主要包括固化/稳定化技术，土壤淋洗技术，电动修复技术和电热修复技术等。 固化/稳定化技术是通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态，从而降低污染物质的毒害程度。如通过施加水泥等固化土壤重金属的固化修复技术，或向土壤投入无机或有机改良剂，改变土壤的
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
最全的物理化学名词解释 材料人考学 饱和蒸汽压:单位时间内有液体分子变为气体分子的数目与气体分子变为液体分子数目相同，宏观上说即液体的蒸发速度与气体的凝结速度相同的气体称为饱和蒸汽，饱和气体所具有的压力称为饱和蒸汽压。 敞开体系：体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。 封闭体系：体系与环境之间无物质交换，但有能量交换 孤立体系：体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离体系。 广度量和强度量：是指与物质的数量成正比的性质，如系统物质的量，体积，热力学能，熵等。具有加和性，在数学上是一次齐函数，而是指与物质无关的性质，如温度压力等 平衡态：系统内部处于热平衡、力平衡、相平衡、化学平衡 状态函数：体系的一些性质，其数值仅取决于体系所处的状态，而与体系的历史无关；它的变化值仅取决于体系的始态和终态，而与变化的途径无关。具有这种特性的物理量称为状态函数。 热：体系与环境之间由于温度的不同而传递的能量称为热。 功：体系与环境之间传递的除热以外的其它能量都称为功。 摩尔相变焓：是指单位物质的量的物质在恒定温度T及该温度平衡压力下发生相变时对应的焓变 标准摩尔生成焓：在温度为T的标准态下，由稳定相态的单质生成化学计量数VB=1的β相态的化合物B 该生成反应的焓变称为该化合物B在温度T时的标准摩尔生成焓。 标准摩尔燃烧焓：在标准压力下，反应温度时，1摩尔反应物质B完全氧化成相同温度的指定产物时的标准摩尔反应焓。 可逆过程：我们把某一体系经过某一个过程，如果能使体系和环境都完全复原，则该过程称为“可逆过程”。 反应热当体系发生反应之后，使产物的温度回到反应前始态时的温度，体系放出或吸收的热量，称为该反应的热效应。 溶解热：在恒定的T、p下，单位物质的量的溶质B溶解与溶剂A中，形成B的摩尔分数xB=0.1的溶液时，过程的焓变。 稀释热：在恒定的T、p下，某溶剂中质量摩尔浓度b1的溶液用同样的溶剂稀释成为质量摩尔浓度b2的溶液时，所引起的每单位物质的量的溶质之焓变。 准静态过程：在过程进行的每一瞬间，体系都接近于平衡状态，以致在任意选取的短时间dt内，状态参量在整个系统的各部分都有确定的值，整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成。 卡诺循环：1恒温可逆膨胀2绝热可逆膨胀3恒温可逆压缩，4绝热可逆压缩 卡诺定理：在两个不同温度的热源之间工作的所有热机，以可逆热机效率最大 热力学基本方程：1dU=Tds—pdV 2dH=TdS+Vdp 3dA=-SdT-pdV 4dG=-SdT+Vdp（记忆方法见后）拉乌尔定律：稀溶液中溶剂的蒸汽压等于同一温度下纯溶剂的饱和蒸汽压与溶液中溶剂的摩尔分数的乘积PA=PA*xA 亨利定律：一般来说，气体在溶剂中的溶解度很小，所形成的溶液属于稀溶液范围。气体B 在溶剂A中溶液的组成无论是由B的摩尔分数XB，质量摩尔浓度bB，浓度cB等表示时，均与气体溶质B的压力近似成正比。 偏摩尔量：在温度、压力及除了组分B以外其余组分的物质的量均不变的条件下，广度量X 随组分B的物质的量nB变化率XB称为组分B的偏摩尔量。
金属材料的理化性能 提问导入：上节课我们学习了材料的力学性能，请同学们想一想金属的力学性能有哪些？今天我们来学习金属材料的理化性能。 一、金属材料的物理性能 1、密度 定义：单位体积物质的质量叫这种物质的密度。 物理意义：反映物质的一种属性，每一种物质都有它确定的密度，不同的物质一般密度不同。 密度与该物质的质量、体积、形状、运动状态无关。按照密度把物质分为轻金属ρ<5*103kg/m3, ρ>5*103kg/m3,,如铝、镁钛及其合金，轻金属多用于航天航空器上。重金属ρ>5*103kg/m3，如铁、铅、钨等。 2、熔点 定义：金属从固态向液态转变时的温度成为熔点。 单位：摄氏度(0C)表示. 纯金属都有确定的熔点. 按照熔点高低把金属分为 难熔金属熔点>20000C,如钨、钼、钒等,可以用来制造耐高温零件.如火箭、导弹、燃气轮机和喷气飞机,等方面得到了广泛的应用.易熔金属熔点<10000C,如锡、铅、等可用作制造保险丝和防盗安全阀零件等.另外，铁的15350C、铜的10830C、金的1064 0C、铝的6600C、镁的648.80C、钠、钾的熔点均<1000C。
3、导热性 金属的导热性通常用热导率来衡量.导热率越大,导热性越好,银最好,铜、铝次之,合金的比纯金属的差.在加工和热处理的时候必须考虑金属的导热性,防止在加热或冷却过程中形成过大的应力,以免零件变形或开裂,导热性好的金属散热也好,如制散热器、热交换器与活塞等零件,要选择导热性好的金属材料. 4 导电性 定义：传导电流的能力称为导电性，用电阻率衡量。电阻率越小，导电性越好。银最好，铜铝次之；合金的导电性比纯金属差。电阻率小的（纯铜、纯铝）适于制造导电零件和导线，电阻率大的金属钨钼铁、铝、铬适于做电热元件。 4、热膨胀性 定义：金属材料随温度变化而膨胀收缩的特性成为热膨胀性。体膨张系数β、线膨胀系数α，膨胀系数大的材料制造的零件，在温度变化时尺寸和形状变化较大。轴和轴瓦之间要根据其膨胀系数来控制其间隙尺寸；在热加工和热处理时也要考虑材料的热膨胀影响，以减少工件的变形和开裂。 5、磁性 金属材料导磁的性能成为磁性。 铁磁性材料在外磁场中能强烈地被磁化，如铁、钴、镍等，顺磁性材料在外磁场中能微弱地被磁化，如锰、铬等，抗磁性材料能抗拒或削弱外磁场对材料本身的磁化作用，如铜、锌等，铁磁性材料可用于制造变压器、电动机、测量仪表等，抗（顺）磁性材料则用于要求避免电磁场干扰的零件和机构材料，如航海罗盘。 二、金属的化学性能
《物理化学》复习题 一．填空和选择题： 1、内能是系统的状态函数，若某一系统从一始态出发经一循环过程又回到始态，则系统(Q+W)的变化是： 2）(Q+W)>0；（3）(Q+W)<0；（4）不能确定 2、焓是系统的状态函数，H=U+PV，若系统发生状态变化时， ΔH=ΔU+Δ(PV),式中Δ(PV)的意思是：（1）P ΔV（3）PΔV- VΔP； 4、100℃，101 325 Pa的液态H2O的化学势为μl，100℃， 101 325 Pa的气态H2O的化学势为μg ，二者的关系是：: （1）μl＞μg；（2）μl＜μg 5、系统经历一个绝热可逆过程，其熵变ΔS： （1）＞0；（2）＜0 ；（4）不能确定 6、系统经过某过程后，其焓变ΔH=Qp，则该过程是： （1）理想气体任意过程；（3）理想气体等压过程；（4）真实气体等压过程。 7、下列说法正确的是：（1）放热反应均是自发反应；（2）ΔS为正值的反应均是自发反应；（3）摩尔数增加的反 应，ΔS 8、下述表达不正确的是：（1）能斯特方程适用于可逆电池；（2）能斯特方程不适用于同样计划存在的电池；（3） 9、Qv=ΔU，Qp=ΔH的的适用条件条件是封闭体系、非体积功为零、恒容（恒压）。 10、隔离系统中进行的可逆过程ΔS =0 ；进行不可逆过程的ΔS >0 。 11、化学反应是沿着化学势降低的方向进行。 10、在298K和100kPa下，反应3C(s)+O2(g)+3H2(g) →CH3COOCH3(l) 的等压热效应Q p与等容热效应Q v之差为（Q p=Q v + nRT ）A、9911 J·mol-1B、-9911 J·mol-1 C、14866 J·mol-1D、7433 J·mol-1 12. 把玻璃毛细管插入水中，凹面的液体所受的压力P与平面液体所受的压力P0相比： （1）P= P0）P> P0（4）不确定 13、系统经过某过程后，其焓变ΔH=Qp，则该过程是： A、理想气体任意过程；C、理想气体等压过程；D、真实气体等压过程。 14、若某液体在毛细管内呈凸液面，则该液体在毛细管中将沿毛细管（） ①上升③与管外液面相平 15、化学反应的Qp与Qv的关系。 16、熵判据的应用范围是所有过程。吉不斯函数判据的应用范围是封闭体系、恒温恒压、非体积功为零。 17、理想气体的内能和焓由温度决定，而且随着温度的升高而增加。 18、对于理想气体平衡反应，定温定容下添加惰性组分，平衡不移动？（对） 19、定温定压且非体积功为零时，一切放热且熵增大的反应均可自动发生。（对） 20、O2 + 1/2 O2 = SO3K1°
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。
金属材料性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。 ???? 材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。 ???? 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 ???? （一）、机械性能 ???? 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 ??? 1 、强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。 ??? 2 、屈服点（бs ）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L 。时应力值，单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 3 、抗拉强度（бb ）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 4 、延伸率（δ）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。 ?? 5、断面收缩率（Ψ）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。??? 6 、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度（ HBS 、 HBW ）和洛氏硬度（ HKA 、 HKB 、 HRC ） ??? 7 、冲击韧性（ Ak ）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳 / 厘米 2 （ J/cm 2 ） . （二）、工艺性能 ???? 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 8 、铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力；偏析指化学成分不均性。 9 、焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特性。 10 、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 11 、冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示， a 愈大或 d/a 愈小，则材料的冷弯性愈好。 12 、冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 13 、锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。 （三）、化学性能 ???? 指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 14 、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 15 、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 >> 返回 金属材料的检验
第十章界面现象 10.1 请回答下列问题： （1）常见的亚稳定状态有哪些？为什么会产生亚稳定状态？如何防止亚稳定状态的产生？ 解：常见的亚稳定状态有：过饱和蒸汽、过热或过冷液体和过饱和溶液等。产生亚稳定状态的原因是新相种子难生成。如在蒸气冷凝、液体凝固和沸腾以及溶液结晶等过程中，由于要从无到有生产新相，故而最初生成的新相，故而最初生成的新相的颗粒是极其微小的，其表面积和吉布斯函数都很大，因此在系统中产生新相极其困难，进而会产生过饱和蒸气、过热或过冷液体和过饱和溶液等这些亚稳定状态，为防止亚稳定态的产生，可预先在系统中加入少量将要产生的新相种子。 （2）在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间恒温放置后，会出现什么现象？ 解：若钟罩内还有该液体的蒸气存在，则长时间恒温放置后，出现大液滴越来越大，小液滴越来越小，并不在变化为止。其原因在于一定温度下，液滴的半径不同，其对应的饱和蒸汽压不同，液滴越小，其对应的饱和蒸汽压越大。当钟罩内液体的蒸汽压达到大液滴的饱和蒸汽压时。该蒸汽压对小液滴尚未达到饱和，小液滴会继续蒸发，则蒸气就会在大液滴上凝结，因此出现了上述现象。 （3）物理吸附和化学吸附最本质的区别是什么？ 解：物理吸附与化学吸附最本质的区别是固体与气体之间的吸附作用力不同。物理吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为范德华力，化学吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为化学键力。 （4）在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 解：在一定温度、压力下，物理吸附过程是一个自发过程，由热力学原理可知，此过程系统的ΔG<0。同时气体分子吸附在固体表面，有三维运动表为二维运动，系统的混乱度减小，故此过程的ΔS<0。根据ΔG=ΔH-TΔS可得，物理吸附过程的ΔH<0。在一定的压力下，吸附焓就是吸附热，故物理吸附过程都是放热过程。
第十章 界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”， 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应。 10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ? ＝γ(A 2－A 1)＝4πγ·( N 22 r －21 r )＝4πγ·(3 12 r r －21r )
金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。 一.机械性能 （一）应力的概念 物体内部单位截面积上承受的力称为应力。由外力作用引起的应力称为工作应力，在无外力作用条件下平衡于物体内部的应力称为内应力（例如组织应力、热应力、加工过程结束后留存下来的残余应力…等等）。 （二）机械性能 金属在一定温度条件下承受外力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能（也称为力学性能）。金属材料承受的载荷有多种形式，它可以是静态载荷，也可以是动态载荷，包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力，以及摩擦、振动、冲击等等，因此衡量金属材料机械性能的指标主要有以下几项： 1.强度 这是表征材料在外力作用下抵抗变形和破坏的最大能力，可分为抗拉强度极限（σb）、抗弯强度极限（σbb）、抗压强度极限（σbc）等。由于金属材料在外力作用下从变形到破坏有一定的规律可循，因而通常采用拉伸试验进行测定，即把金属材料制成一定规格的试样，在拉伸试验机上进行拉伸，直至试样断裂，测定的强度指标主要有： （1）强度极限：材料在外力作用下能抵抗断裂的最大应力，一般指拉力作用下的抗拉强度极限，以σb表示，如拉伸试验曲线图中最高点b对应的强度极限，常用单位为兆帕（MPa），换算关系有：1MPa=1N/m2=(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPa σb=Pb/Fo 式中：Pb–至材料断裂时的最大应力（或者说是试样能承受的最大载荷）；Fo–拉伸试样原来的横截面积。 （2）屈服强度极限：金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时，虽然应力不再增加，但是试样仍发生明显的塑性变形，这种现象称为屈服，即材料承受外力到一定程度时，其变形不再与外力成正比而产生明显的塑性变形。产生屈服时的应力称为屈服强度极限，用σs表示，相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点。 金属材料的拉伸试验曲线 σs=Ps/Fo 单位：兆帕（MPa）式中：Ps –达到屈服点S处的外力（或者说材料发生屈服时的载荷）。 对于塑性高的材料，在拉伸曲线上会出现明显的屈服点，而对于低塑性材料则没有明显的屈服点，从而难以根据屈服点的外力求出屈服极限。因此，在拉伸试验方法中，通常规定试样上的标距长度产生0.2%塑性变形时的应力作为条件屈服极限，用σ0.2表示。 屈服极限指标可用于要求零件在工作中不产生明显塑性变形的设计依据。但是对于一些重要零件还考虑要求屈强比（即σs /σb）要小，以提高其安全可靠性，