ジルコニア/陶材傾斜機能材料の創製と歯冠修復への応用

氧化锆/烤瓷功能梯度材料的研制及其在牙冠修复中的应用

基本信息

批准号：
26670827
负责人：
塚田岳司
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Kagoshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ジルコニアと陶材の２種類の原料から傾斜機能材料を作製し、曲げ強さと破壊靭性の測定を行った。試料作製には放電プラズマ焼結法を用いた。この方法を用いることによって、他の焼結法よりもかなり低い焼結温度で、しかも数十分という短時間で鋳型ダイに填入したジルコニア粉末と陶材粉末の混合物（配合比は傾斜させてある）の焼結が可能となった。また、材料設計に段階でジルコニア粉末と陶材粉末の配合比をいろいろと変化させてから鋳型ダイに填入していくことにより、さまざまなタイプの傾斜機能材料を容易に作製することが可能であった。作製した傾斜機能材料の曲げ強さは、陶材単体の場合と比較して、数倍の高い値を示した。また、配合比が異なる層間の界面の剥離も認めなかった。一方、破壊靭性の測定の結果では、陶材単体と比較して、数倍高い破壊靭性値を示した。破面のSEM観察の結果より、傾斜機能材料は、ジルコニアの配合率が高い層が、ジルコニアの配合率が低い層を補強する効果により、表層の陶材から深部のジルコニアの配合率の高い層に向かってクラックが進展しにくくなる性質を有していることが明らかになった。また、曲げ試験と破壊靱性試験のいずれにおいても、ジルコニアの配合率が高い層の厚さを厚くすることによって、その補強効果は著しく高まることが明らかになった。これらの結果より、ジルコニア陶材傾斜機能材料は、現行の陶材被覆型の歯冠修復の欠点を改良する性質を有していることが明らかになった。

由氧化锆和陶瓷两种原材料制备了功能梯度材料，并测量了它们的弯曲强度和断裂韧性。采用放电等离子体烧结法制备样品。通过使用该方法，可以在比其他烧结方法低得多的烧结温度下，在几十分钟的短时间内将氧化锆粉末和陶瓷粉末的混合物（混合比例分级）填充到模具中。现在可以烧结此外，通过在材料设计时改变氧化锆粉末和陶瓷粉末的混合比例，然后将它们插入模具中，可以轻松生产出各种类型的功能梯度材料。所生产的功能梯度材料的弯曲强度比单独的陶瓷高出数倍。此外，在具有不同混合比的层之间的界面处没有观察到剥离。另一方面，断裂韧性测量结果表明，其断裂韧性值比单独的瓷高出数倍。根据断口SEM观察结果可知，功能梯度材料对高氧化锆含量比层具有补强作用，且对瓷体表层深层的高氧化锆含量层具有补强作用。已经清楚的是，它具有使裂纹难以向表面扩展的特性。此外，弯曲试验和断裂韧性试验都表明，通过增加含有高比例氧化锆的层的厚度，增强效果显着增强。这些结果表明，功能梯度氧化锆烤瓷材料具有改善当前烤瓷冠修复体缺点的性能。