CN101962287B - 可加工的氧化铝基复合陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

可加工的氧化铝基复合陶瓷材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101962287B
CN101962287B CN 201010279923 CN201010279923A CN101962287B CN 101962287 B CN101962287 B CN 101962287B CN 201010279923 CN201010279923 CN 201010279923 CN 201010279923 A CN201010279923 A CN 201010279923A CN 101962287 B CN101962287 B CN 101962287B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
parts
sintering
mgo
tio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201010279923
Other languages
English (en)
Other versions
CN101962287A (zh
Inventor
张光磊
胡前库
秦国强
李彦芳
付华
邵长涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shijiazhuang Tiedao University
Original Assignee
Shijiazhuang Tiedao University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shijiazhuang Tiedao University filed Critical Shijiazhuang Tiedao University
Priority to CN 201010279923 priority Critical patent/CN101962287B/zh
Publication of CN101962287A publication Critical patent/CN101962287A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101962287B publication Critical patent/CN101962287B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种可加工的氧化铝基复合陶瓷材料，由下述质量份数的原料制成：Al2O3 60～88份，MgO 5～15份，TiO2 5～15份，SiO2 1～5份，CaO 1～5份。其制备方法是首先将CaO粉与SiO2粉以1∶1混合，制得烧结助剂；然后将MgO粉与TiO2粉预混合，再与所述Al2O3粉、烧结助剂混合球磨，最后将球磨所得粉体干燥，在真空气氛下热压烧结成型。本发明克服了氧化铝陶瓷硬度较大、难以加工的不足，生产出一种具有一定可加工性能的复合陶瓷材料，尤其适用于牙科全瓷修复材料。

Description

可加工的氧化铝基复合陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能陶瓷材料领域，尤其是涉及一种牙科修复用的可加工氧化铝基复合陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
氧化铝陶瓷材料由于其硬度高，耐磨损、耐高温，良好的化学稳定性和电绝缘性和生物相容性以及价格低廉，已成为一种良好的牙科修复材料。但它也有陶瓷材料固有的韧性较差的缺点，其断裂韧性只有3MPa·m1/2左右。另一方面陶瓷自身的化学键性决定其在常温下有很高的硬度和较大脆性。这种脆硬特性带来了陶瓷的难加工和加工损伤大的问题。
专利号为200810015104.1的中国专利，报道了“一种氧化铝基生物活性陶瓷复合材料”虽然具有较好的生物活性，但其硬度较高，难以实现可加工性，且硬度值高于人牙的硬度，不适合用于牙科修复领域。专利号为200410079278.9的中国专利，报道了“一种可切削的生活活性陶瓷及其制备方法”，但其材料的抗弯强度仅为134MPa，断裂韧性也没有说明，难以满足临床需要。因此，寻求硬度更加接近人牙，且具有一定临床加工性能的陶瓷材料具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种牙科修复用的可加工氧化铝基复合陶瓷材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种可加工的氧化铝基复合陶瓷材料，由下述质量份数的原料制成：Al2O3 60～88份，MgO 5～15份，TiO2 5～15份，SiO2 1～5份，CaO 1～5份。
上述可加工的氧化铝基复合陶瓷材料的制备方法按照下述步骤进行：
①按质量比为1∶1将CaO粉和SiO2粉混合，以无水乙醇为介质进行湿法球磨细化、混匀，真空干燥，研磨，得烧结助剂；
②按照下述质量份数称取原料：Al2O3粉60～88份，MgO粉5～15份，TiO2粉5～15份，所述烧结助剂2～10份；
③将步骤②称取的MgO粉和TiO2粉以无水乙醇为介质湿法球磨细化、混匀；
④将步骤③混匀的MgO粉和TiO2粉、步骤②称取的烧结助剂和Al2O3粉混合，以无水乙醇为介质进行球磨，然后将球磨料浆在真空干燥器中干燥，研磨，过筛，得混合粉体；
⑤将步骤④所得的混合粉体装入石墨模具中，热压烧结：烧成的温度为1400～1550℃，压力为25～40MPa，烧结时间20～40min，制得氧化铝基复合陶瓷材料。
上述方案中制得的氧化铝基复合陶瓷材料中主要晶相仍是氧化铝，氧化铝具有良好的物理化学性能，复合对陶瓷的性能起主要决定作用。氧化镁、氧化钛的引入主要是为了降低氧化铝的硬度、组织微观裂纹的扩展，形成颗粒增韧。氧化钙、氧化硅的加入主要是为了在烧结过程中形成液相，增加传质过程，降低烧结温度、提高陶瓷致密度，为了充分起到上述作用，制备中首先将两者按1∶1混合，作为烧结助剂。采用可加工系数(断裂韧性与维式硬度的比值)评价材料可加工性，同种材料可加工系数越大，陶瓷材料的可加工性能越好。现有技术中氧化铝陶瓷材料的加工系数一般为0.23～0.27，而本发明制备的氧化铝基复合陶瓷材料的加工系数达到0.29～0.44。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明克服了氧化铝基陶瓷硬度较大、难以加工的不足，改善了陶瓷的可加工性，能够满足牙科修复的临床应用需要。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
①按质量比为1∶1将CaO粉和SiO2粉混合，以无水乙醇为介质，采用氧化铝球于行星式球磨机中球磨1小时，然后真空干燥，研磨，得烧结助剂；烧结助剂的加入主要是为了形成液相，增加传质过程，降低烧结温度、提高陶瓷致密度。
②按照下述质量称取原料：Al2O3粉88g，MgO粉5g，TiO2粉5g，所述烧结助剂2g。
③将步骤②称取的MgO粉和TiO2粉混合，于行星式球磨机中以无水乙醇为介质球磨2小时；
④将步骤②称取的烧结助剂和Al2O3粉加入至步骤③所得的MgO粉和TiO2粉中，以无水乙醇为介质球磨3h，然后将球磨料浆在真空干燥器中干燥，研磨，过400目筛，得混合粉体；
⑤将步骤④所得的混合粉体装入石墨模具中，在真空下热压烧结：抽真空至＜1Pa，烧成的温度为1550℃，加压30MPa，烧结40min，得到相对密度为99.2％的坯料，维式硬度为9.26GPa，断裂韧性为2.81MPa·m1/2，抗弯强度为261MPa，可加工系数为0.303。维式硬度为8.75GPa，断裂韧性为2.54MPa·m1/2，抗弯强度为242MPa，可加工系数为0.290。
实施例二
本实施例中Al2O3粉75g，MgO粉10g；TiO2粉10g；烧结助剂5g。
①按质量比为1∶1将CaO粉和SiO2粉混合，以无水乙醇为介质，采用氧化铝球于行星式球磨机中球磨1小时，然后真空干燥，研磨，得烧结助剂；
②按照下述质量称取原料：Al2O3粉75g，MgO粉10g，TiO2粉10g，所述烧结助剂5g；
③将步骤②称取的MgO粉和TiO2粉混合，于行星式球磨机中以无水乙醇为介质球磨2小时；
④将步骤②称取的烧结助剂和Al2O3粉加入至步骤③所得的MgO粉和TiO2粉中，以无水乙醇为介质球磨3h，然后将球磨料浆在真空干燥器中干燥，研磨，过400目筛，得混合粉体；
⑤将步骤④所得的混合粉体装入石墨模具中，在真空下热压烧结：抽真空至＜1Pa，烧成的温度为1450℃，加压25MPa，烧结20min，得到相对密度为98.3％的坯料，维式硬度为8.75GPa，断裂韧性为2.54MPa·m1/2，抗弯强度为242MPa，可加工系数为0.290。
实施例三
与实施例一不同的是，本实施例中Al2O3粉60g，MgO粉15g；TiO2粉15g；烧结助剂10g。
真空热压烧结条件：最高温度1400℃，加压40MPa，烧结30min，得相对密度为99.6％的坯料，维式硬度为8.12GPa，断裂韧性为3.52MPa·m1/2，抗弯强度为255MPa，可加工系数为0.433。

Claims (1)

1.可加工的氧化铝基复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：
①按质量比为1∶1将CaO粉和SiO2粉混合，以无水乙醇为介质进行湿法球磨细化、混匀，真空干燥，研磨，得烧结助剂；
②按照下述质量份数称取原料：Al2O3粉60～88份，MgO粉5～15份，TiO2粉5～15份，所述烧结助剂2～10份；
③将步骤②称取的MgO粉和TiO2粉以无水乙醇为介质湿法球磨细化、混匀；
④将步骤③混匀的MgO粉和TiO2粉、步骤②称取的烧结助剂和Al2O3粉混合，以无水乙醇为介质进行球磨，然后将球磨料浆在真空干燥器中干燥，研磨，过筛，得混合粉体；
⑤将步骤④所得的混合粉体装入石墨模具中，真空热压烧结：温度范围1400～1550℃，压力为25～40MPa，烧结时间20～40min；
所述氧化铝基复合陶瓷材料由下述质量份数的原料制成：Al2O3 60～88份，MgO 5～15份，TiO2 5～15份，SiO2 1～5份，CaO 1～5份。
CN 201010279923 2010-09-14 2010-09-14 可加工的氧化铝基复合陶瓷材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN101962287B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010279923 CN101962287B (zh) 2010-09-14 2010-09-14 可加工的氧化铝基复合陶瓷材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010279923 CN101962287B (zh) 2010-09-14 2010-09-14 可加工的氧化铝基复合陶瓷材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101962287A CN101962287A (zh) 2011-02-02
CN101962287B true CN101962287B (zh) 2012-10-17

Family

ID=43515376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010279923 Expired - Fee Related CN101962287B (zh) 2010-09-14 2010-09-14 可加工的氧化铝基复合陶瓷材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101962287B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102515723B (zh) * 2011-12-31 2013-10-16 中国电子科技集团公司第十三研究所 细化白色陶瓷材料及其制备方法
CN104129977B (zh) * 2014-06-30 2016-06-29 金刚新材料股份有限公司 一种热压水阀片专用氧化铝造粒粉的制备方法
CN105819833B (zh) * 2015-01-04 2019-02-05 江门市凯斯特尔实业有限公司 一种自锐型微晶氧化铝陶瓷磨料颗粒的制备方法
CN105000869B (zh) * 2015-06-26 2018-04-24 新化县恒睿电子陶瓷科技有限公司 一种磁悬浮变频离心机线圈用陶瓷支架的制造方法
CN105254283A (zh) * 2015-09-17 2016-01-20 上海应用技术学院 一种氧化铝陶瓷基材料的制备方法
CN107129281A (zh) * 2017-04-28 2017-09-05 华东理工大学 一种钛酸镁掺杂氧化铝微波介质陶瓷
CN107312499B (zh) * 2017-07-18 2018-12-04 洛阳理工学院 一种球磨机用金属与陶瓷复合研磨介质及其制备方法
CN109336565A (zh) * 2018-12-24 2019-02-15 焦作市德邦科技有限公司 一种氧化锆增韧氧化铝耐磨陶瓷的制备方法
CN112159215A (zh) * 2020-09-27 2021-01-01 嘉兴饶稷科技有限公司 一种长波低温3d打印陶瓷材料及产品加工方法
CN112430104A (zh) * 2020-12-07 2021-03-02 娄底市安地亚斯电子陶瓷有限公司 一种用于制备陶瓷的复合添加剂及其制备方法和应用
CN113416064A (zh) * 2021-04-21 2021-09-21 郑州航空工业管理学院 一种氧化锆/氧化铝陶瓷复合材料及其制备方法
CN114773037B (zh) * 2022-05-05 2023-04-21 东南大学 一种教学用模型牙复合陶瓷材料的制备方法
CN115140754B (zh) * 2022-09-05 2022-11-22 山东理工大学 低温烧结氧化铝陶瓷磨料的制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2193322C (en) * 1995-12-19 2000-03-28 Arnold Wohlwend Method for manufacturing dental crowns and/or dental bridges
JP4248833B2 (ja) * 2002-09-12 2009-04-02 株式会社ソディック セラミックス及びその製造方法
CN1192983C (zh) * 2003-04-16 2005-03-16 武汉大学 一种牙科微晶玻璃的制备方法
CN101671165A (zh) * 2009-08-28 2010-03-17 广东风华高新科技股份有限公司 一种低温烧结陶瓷介质材料及所得mlcc电容器的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101962287A (zh) 2011-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101962287B (zh) 可加工的氧化铝基复合陶瓷材料及其制备方法
KR101639708B1 (ko) 가공성 지르코니아
CN101671179B (zh) 高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷材料及制造方法
Wu et al. Low temperature degradation of Al2O3-doped 3Y-TZP sintered at various temperatures
Li et al. Microstructure and mechanical properties of ZrO2 (Y2O3)–Al2O3 nanocomposites prepared by spark plasma sintering
CN101870586A (zh) 非晶和纳米晶的硅硼碳氮陶瓷复合材料及其制备方法
Ai et al. Microstructure and properties of Al2O3 (n)/ZrO2 dental ceramics prepared by two-step microwave sintering
KR20140138249A (ko) 산화이트륨-안정화된 산화지르코늄으로 구성된 소결된 세라믹 성형체 및 산화이트륨-안정화된 산화지르코늄으로 구성된 소결된 세라믹 성형체의 제조 공정
CN103588480B (zh) 二次微波烧结高性能亚微米氧化锆基牙齿的制备方法
CN110330318A (zh) 一种微纳复合陶瓷刀具材料及其制备方法
KR101719284B1 (ko) 사이알론 결합 탄화규소 재료
CN102173753B (zh) 用铝型材工业废渣制备的氧化铝陶瓷摩擦材料及制备方法
CN106866108B (zh) 一种高温抗变形景德镇传统陶瓷坯体及其制备方法
CN101182193A (zh) 一种原位自增韧氧化铝陶瓷的制备方法
CN102731093A (zh) 一种低温致密化烧结碳化硼基陶瓷材料的方法
CN101229100A (zh) 一种牙科氧化锆/白榴石复合烤瓷粉及其制备方法
JP4408104B2 (ja) 強化磁器及びその製造方法
Song et al. Enhanced mechanical properties of 3 mol% Y2O3 stabilized tetragonal ZrO2 incorporating tourmaline particles
CN106587934A (zh) 一种力学性能好的陶瓷材料及其制备方法
CN103232237A (zh) 一种常压烧结透明氧化锆陶瓷材料的制备方法
Zhang et al. Fabrication and characterization of bone china using synthetic bone powder as raw materials
CN101612097A (zh) 牙科可切削硅藻土全瓷修复材料及其制备方法
CN101767981A (zh) 一种含新型四组份烧结助剂的氧化铝陶瓷组合物
KR101343806B1 (ko) 경량도자기용 소지 조성물 및 이를 이용한 경량도자기의 제조방법
Liang et al. Preparation and properties of dental zirconia ceramics

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121017

Termination date: 20130914