稀土氧化物着色牙色四方多晶氧化锆陶瓷的机械性能研究

doi:10.3969/j.issn.1000-1182.2012.01.018

华西口腔医学杂志

稀土氧化物着色牙色四方多晶氧化锆陶瓷的机械性能研究

高燕1，2 张富强1，2 高建华3

1.上海交通大学医学院附属第九人民医院修复科；2.上海市口腔医学研究所·上海市口腔医学重点实验室，上海200011；3.中国科学院上海硅酸盐研究所力学实验室，上海200050

收稿日期:2012-02-25 修回日期:2012-02-25 出版日期:2012-02-01 发布日期:2012-02-01
通讯作者: 张富强，Tel：021-23271699-5694
作者简介:高燕（1979—），女，陕西人，主治医师，博士
基金资助:
上海市科学技术委员会生物医药重点基金资助项目（09-411954600）；上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金资助项目（jdy09046）

Mechanical property of tooth-like yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal by adding rare earth oxide

Gao Yan1，2, Zhang Fuqiang1，2, Gao Jianhua3

1. Dept. of Prosthodontics, Shanghai Ninth People’s Hospital Affiliated Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200011, China; 2. Shanghai Key Laboratory of Stomatology & Shanghai Research Institute of Stomatology, Shanghai 200011, China; 3. Mechanics Laboratory, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China

Received:2012-02-25 Revised:2012-02-25 Online:2012-02-01 Published:2012-02-01
Contact: Zhang Fuqiang，Tel：021-23271699-5694
About author:Gao Yan（1979—），女，陕西人，主治医师，博士

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨添加微量稀土氧化物对牙色四方多晶氧化锆（Y-TZP）陶瓷的机械性能的影响。方法以稀土氧化物（Pr6O11、CeO2、Er2O3）和过渡元素氧化物（MnO2）为着色剂，采用粉体掺杂方法在Y-TZP粉体中添加不同质量分数的着色剂，制备出6组牙色Y-TZP，测试其机械性能（包括弯曲强度、维氏硬度、断裂韧性），并通过扫描电子显微镜观察各组陶瓷烧结体断裂面的显微结构，分析其断裂模式。结果6组牙色Y-TZP的弯曲强度为（792±20）～（960±17）MPa，断裂韧性为（4.72±0.31）～（5.64±0.38）MPam1/2，维氏硬度为（1 332±19）～（1 380±17）MPa；显微结构显示6组陶瓷均呈致密的多晶结构，断裂模式为混合型断裂。结论以稀土氧化物作为着色剂制备的Y-TZP具有较好的断裂韧性和维氏硬度，可满足口腔临床的应用要求。

关键词: 氧化锆, 稀土氧化物, 机械性能, 显微结构

Abstract:

Objective To evaluate the influence of mechanical property of tooth-like yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal（Y-TZP） by adding rare earth oxide as colorants. Methods Six kinds of tooth-like Y-TZP were made by introducing internal coloration technology. The colorants included rare earth oxide（Pr6O11, CeO2, Er2O3） and transition element oxide（MnO2 ） . Mechanical properties（flexural strength, vickers hardness and fracture toughness） were tested. Microstructure was examined by scanning electron microscope（SEM）, and the fracture model was analyzed. Results The range of flexural strength of the six kinds of tooth-like Y-TZP were（792±20）-（960±17）MPa, the fracture toughness were（4.72±0.31）-（5.64±0.38）MPam1/2, and the vickers hardness were（1 332±19）-（1 380±17）MPa. SEM observation on the cross section of the six kinds of sintered composites showed a relatively dense polycrystal structure, and the fracture models was mixed type. Conclusion Tooth-like Y-TZP is acquired with better mechanical properties（fracture toughness and vickers hardness） by adding rare earth oxide as colorants. It is available for clinical application.

Key words: zirconia, rare earth oxide, mechanical property, microstructure

高燕张富强高建华. 稀土氧化物着色牙色四方多晶氧化锆陶瓷的机械性能研究[J]. 华西口腔医学杂志, doi: 10.3969/j.issn.1000-1182.2012.01.018.

Gao Yan1，2, Zhang Fuqiang1，2, Gao Jianhua3. Mechanical property of tooth-like yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal by adding rare earth oxide[J]. West China Journal of Stomatology, doi: 10.3969/j.issn.1000-1182.2012.01.018.

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稀土氧化物着色牙色四方多晶氧化锆陶瓷的机械性能研究

Mechanical property of tooth-like yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal by adding rare earth oxide

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