CN107235636B - 一种玻璃、其制备方法及用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃、其制备方法及其在牙科修复材料领域的用途，本发明所述玻璃以重量百分含量计包括：SiO₂50％～80％、Li₂O 5％～20％、K₂O0.5％～5％、Al₂O₃1％～9％、P₂O₅1％～7％和B₂O₃7％～20％。按上述玻璃组成通过浇铸法制备得到的玻璃块体不发生分相和析晶，以本发明所述玻璃经一次热处理，析出单一晶相硅酸锂，强度在100MPa～180MPa，具有很好的切削性，继续第二次热处理，得到单一晶相的二硅酸锂微晶玻璃，强度为360MPa～450MPa，满足临床的需求，而且，本发明得到的二硅酸锂微晶玻璃的透光性很好，在480nm波长处的透光率约为30％～40％。

Description

一种玻璃、其制备方法及用途

技术领域

本发明属于生物材料领域，涉及一种玻璃、其制备方法及用途，尤其涉及一种玻璃、其制备方法及其在制备可切削微晶玻璃或可铸造微晶玻璃的用途。

背景技术

二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)微晶玻璃是通过对Li₂O-SiO₂玻璃体系进行受控析晶而获得，其析出的主要晶相为二硅酸锂晶体。由于Li₂O-SiO₂玻璃体系可以通过特殊的热处理制度实现不同晶相的分步析出，进而获得具有不同力学性能的微晶玻璃，因此受到学者们的广泛研究，义获嘉公司(Ivoclar)将Li₂O-SiO₂玻璃体系成功地应用在牙科修复体领域，其代表产品就是二硅酸锂微晶玻璃。

根据文献报道，Li₂O-SiO₂玻璃体系的析晶分两步进行。首先析出硅酸锂(Li₂SiO₃)晶相，然后硅酸锂晶相再转化成二硅酸锂晶相。Li₂O-SiO₂原始玻璃的强度约为90MPa，硅酸锂微晶玻璃的强度约为140MPa，二硅酸锂微晶玻璃的强度约为400MPa。义获嘉公司根据Li₂O-SiO₂玻璃体系的这一析晶特点，推出了铸瓷和切削瓷两种牙科修复产品。其铸瓷产品即是将原始玻璃通过铸造的方法制备成牙冠，然后通过特定的热处理制度使牙冠析出二硅酸锂晶体，达到提高牙冠强度的目的。而其切削瓷产品则具有与其铸瓷产品完全不同的热处理制度。由于原始玻璃的强度偏低，不能直接用于切削，因此义获嘉公司先将原始玻璃通过特定的热处理制度转变成硅酸锂微晶玻璃，以达到提高强度的目的，从而可以对硅酸锂微晶玻璃进行切削。然后再将切削好的硅酸锂微晶玻璃经过特定的热处理制度转变成二硅酸锂微晶玻璃，从而使最终的微晶玻璃的强度达到400MPa左右，以满足临床对牙科修复体材料强度的要求。

特别需要指出的是，义获嘉公司的切削瓷产品有一个显著的特点，那就是无论是第一步的硅酸锂微晶玻璃，还是第二步的二硅酸锂微晶玻璃，它们都只含有单一晶相。这种每一步只析出单一晶相的热处理是为了适应加工和临床的力学性能需求。由于二硅酸锂晶体的强度比硅酸锂晶体的强度高，因此仅仅含有硅酸锂晶体的微晶玻璃显然比同时包含硅酸锂晶体和二硅酸锂晶体的微晶玻璃更容易切削。同样，仅含有二硅酸锂晶体的微晶玻璃要比同时含有硅酸锂晶体和二硅酸锂晶体的微晶玻璃具有更高的强度，在临床上会有更长的使用寿命，但是，义获嘉公司的切削瓷在制备过程中存在着原始玻璃块体热稳定性较差的缺点，导致最终的二硅酸锂微晶玻璃透光率较差，其在480nm波长处的透光率约为10％，透光率差限制了其在牙科修复材料领域的应用。

二硅酸锂微晶玻璃作为一种成熟的牙科材料，已经有相当多的专利对其进行了报道，表1列出了一些专利中报道的二硅酸锂微晶玻璃的主要原料组成(重量百分含量)，这些专利绝大部分都是义获嘉公司的专利，因此报道的玻璃组成比较集中，专利彼此的差别主要体现在一些特定组分的含量上。譬如，US8759237B2主要强调玻璃中含有不少于8.5％(重量百分含量)的过渡金属氧化物(譬如Y₂O₃)，而US2014/0232030A1则主要强调玻璃中的六价金属氧化物(譬如MoO₃和WO₃)的重量百分含量在2％和5％之间。这些特定组分的含量差别并不影响二硅酸锂微晶玻璃的力学性能和析出的晶相。从表1中可以看出，已有专利报道的二硅酸锂微晶玻璃的组成主要集中在SiO₂-Li₂O-K₂O-Al₂O₃-P₂O₅玻璃体系，其中SiO₂和Li₂O是形成二硅酸锂晶体的两个主要组分，P₂O₅是成核剂，K₂O和Al₂O₃用来微调玻璃的粘度。这些专利中SiO₂和Li₂O的含量相对比较集中，而且覆盖的范围也比较广，但是B₂O₃的含量则在大部分的专利中都为0，即使有些专利中添加了B₂O₃，其含量也非常低。譬如，EP1505041A1中B₂O₃的含量最高，但也不超过5％。上述专利中制备得到的二硅酸锂微晶玻璃虽然具有较好的力学性能，但是原始玻璃块体的热稳定性较差。目前制备铸瓷时通常先将原始玻璃采用浇铸法制备成原始玻璃块体，然后再通过特殊的热处理制度制备二硅酸锂微晶玻璃，因而玻璃的热稳定性对于浇铸工艺的可操作性以及难易程度有着非常重要的影响，热稳定性越好玻璃越容易浇铸。对于SiO₂-Li₂O玻璃体系而言，由于Si⁴⁺和Li⁺均具有非常高的场强，因此SiO₂-Li₂O玻璃体系的热稳定性其实是比较差的，表现在该玻璃体系在降温的过程中非常容易出现分相。这种较差的热稳定性对于原始玻璃块体的铸造工艺构成了较大的挑战，因此有必要进行改进。

表1.一些专利中报道的二硅酸锂微晶玻璃的主要组成(重量百分含量)

US2015104655A1公开了一种置于氧化锆基材表面的二硅酸锂微晶玻璃，由其可制成牙科修复材料，该微晶玻璃组分包括10～15wt％Li₂O、71.1～85wt％SiO₂、2～5wt％P₂O₅、1～5wt％Al₂O₃及0.01～1wt％ZrO₂，该微晶玻璃组分还可包括0.1～6.5wt％B₂O₃、0.1～7wt％K₂O和/或Na₂O及0.001～3wt％MgO，但是，其在制备过程中并没有保证每步热处理只析出一种晶相，其无论是第一步析出的硅酸锂晶相还是第二步析出的二硅酸锂晶相，都不是唯一晶相。由于硅酸锂微晶玻璃的强度(约140Mpa)远低于二硅酸锂微晶玻璃的强度(400MPa)，因此根据US2015104655A1制备的硅酸锂微晶玻璃将会因为强度偏高而不好切削，而制备的二硅酸锂微晶玻璃将会因为强度偏低而无法满足临床对力学强度的要求。

因此，有必要开发一种玻璃及采用该玻璃制备的微晶玻璃，使得该浇铸制备得到的玻璃具有良好的热稳定性，不会发生分相或析晶，且由该玻璃制备微晶玻璃的过程中保证每次析出晶相为单一晶相从而使硅酸锂微晶玻璃具有好的切削性能，二硅酸锂微晶玻璃具有高强度，并保证得到的二硅酸锂微晶玻璃具有很好的透光率，以满足实际应用的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种玻璃、其制备方法及其在牙科修复材料领域的用途。本发明通过加入合适量的B₂O₃、控制其与SiO₂及其他组分的配合关系，使制得的玻璃具有很好的热稳定性，将所述玻璃采用浇铸法制备玻璃块体时，不会出现分相和析晶的现象，该合适量7％～20％(重量百分含量)的B₂O₃的加入，降低了硅系玻璃的熔融温度，熔融温度为1200℃～1400℃，能耗更低，而且熔融得到的玻璃的粘度在10³dPa·s～10⁴dPa·s，在该粘度范围内，浇铸效果更好，使得浇铸制备玻璃块体更容易。

以本发明所述玻璃经热处理制备微晶玻璃，并控制微晶玻璃制备过程中合适的工艺参数，使得所述微晶玻璃的制备过程中每次析出的晶相均为单一晶相，使得本发明所述玻璃经第一次热处理，只析出硅酸锂第一晶相，得到的硅酸锂微晶玻璃的强度为100Mpa～180Mpa，具有很好的切削性能，继续进行第二次热处理，单一晶相硅酸锂全部转化为二硅酸锂晶相，得到的二硅酸锂微晶玻璃具有高强度，强度为360Mpa～450Mpa，满足临床的应用。而且，制备得到的二硅酸锂微晶玻璃具有很好的透光性，其在480nm波长处的透光率约为30％～40％。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种玻璃，所述玻璃以重量百分含量计包括以下组分：

本发明所述玻璃中各组分的重量百分含量之和为100％。

本发明所述玻璃中，SiO₂的重量百分含量为50％～80％，例如可为50％、55％、58％、60％、62％、65％、67％、70％、73％、75％或80％等。

本发明所述玻璃中，Li₂O的重量百分含量为5％～20％，例如可为5％、8％、10％、12％、14％、15％、17％或20％等。

本发明所述玻璃中，K₂O的重量百分含量为0.5％～5％，例如可为0.5％、0.7％、1％、1.2％、1.5％、2％、2.3％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.2％、4.6％或5％等。

本发明所述玻璃中，Al₂O₃的重量百分含量为1％～9％，例如可为1％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％或9％等。

本发明所述玻璃中，P₂O₅的重量百分含量为1％～7％，例如可为1％、2％、3％、3.5％、4％、5％、6％或7％等。

本发明所述玻璃中，B₂O₃的重量百分含量为7％～20％，例如可为7％、7.5％、8％、8.3％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.8％、11％、11.5％、12％、13％、13.6％、14％、15％、16％、16.5％、17％、18％、18.5％、19％或20％等，优选为7％～15％，进一步优选为9％～15％。

本发明通过大量的试验发现，B₂O₃作为一种主要的玻璃形成体，其合适量的添加以及与其他组分的合理配合，对提高玻璃的热稳定性以及降低玻璃的熔融温度起着至关重要的作用。

本发明所述玻璃中，合适量B₂O₃组分的添加使得本发明所述玻璃中形成硅硼网络结构，从而提高其热稳定性，由于硼原子具有3和4两种配位数，因此其在本发明所述玻璃中的重量百分含量变化具有一个比较宽的调节范围7％～20％，当硼原子全部以4配位的状态参与玻璃网络结构时，将会获得最紧密的玻璃网络结构，可以获得具有最好热稳定性的玻璃。当B₂O₃重量百分含量小于7％时，不能有效改善本发明所述玻璃的耐热性，而当含量大于20％时，则会引起玻璃析出新的晶相，即析出含有B元素的晶相。而且，通过大量试验发现，当B₂O₃组分的重量百分含量为7％～20％时，本发明玻璃的耐热性更佳，且由该玻璃制得的二硅酸锂微晶玻璃的强度更高，进一步的，当B₂O₃组分的重量百分含量为9％～15％时，本发明所述玻璃的耐热性和制得的二硅酸锂微晶玻璃的强度得到进一步提升。

此外，本发明B₂O₃的加入还会降低硅系玻璃的熔融温度，使得熔融温度在1200℃～1400℃之间，这有利于降低玻璃生产时的能耗，而且B₂O₃的加入还能使玻璃熔融时的粘度值降为10³dPa·s～10⁴dPa·s，该粘度范围内浇铸效果更好，浇铸制备SiO₂-Li₂O玻璃块体更容易，优选B₂O₃的重量百分含量为7％～15％时，此优选范围内更有利于降低硅系玻璃的熔融温度以及改善浇铸效果。

根据本发明提供的组成制备的玻璃，由于加入合适量的B₂O₃、控制其与SiO₂及其他组分的配合关系，所得玻璃表现出很好的热稳定性，在浇铸制备玻璃块体的过程中，玻璃块体不会发生分相和析晶现象，而且，本发明所述玻璃的熔融温度低，为1200℃～1400℃，熔融得到的玻璃的粘度在10³dPa·s～10⁴dPa·s，在该粘度范围内，浇铸效果更好，使得浇铸制备玻璃块体更容易。以本发明所述玻璃经过热处理制备微晶玻璃的过程中每一步均析出单一晶相，经第一次热处理，析出单一晶相硅酸锂，得到的硅酸锂微晶玻璃的强度在100MPa～180MPa之间，具有很好的切削性，继续在750℃～950℃进行第二次热处理，单一晶相硅酸锂全部转化成二硅酸锂，得到的二硅酸锂微晶玻璃的强度超过360MPa，满足临床的需求。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

一种玻璃，所述玻璃以重量百分含量计包括以下组分：

本发明所述玻璃中各组分的重量百分含量之和为100％。

优选地，一种玻璃，所述玻璃以重量百分含量计包括以下组分：

本发明所述玻璃中各组分的重量百分含量之和为100％。

第二方面，本发明提供如第一方面所述玻璃的制备方法，所述方法如下：

以SiO₂、Li₂CO₃、K₂CO₃、Al₂O₃、(NH₄)₂HPO₄和B₂O₃作为原料，首先将原料混合，进行球磨，然后熔融得到玻璃。

优选地，球磨的时间为5分钟～60分钟，例如可为5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、35分钟、40分钟、50分钟或60分钟等。

本发明所述玻璃的制备方法中，熔融得到的玻璃的粘度为10³dPa·s～10⁴dPa·s，例如可为10³dPa·s、2×10³dPa·s、3×10³dPa·s、5×10³dPa·s、7×10³dPa·s或10⁴dPa·s等。在该粘度范围内，浇铸效果更好，浇铸制备玻璃块体更容易。

优选地，采用行星式球磨机进行球磨。

优选地，将球磨后得到的混合料放入铂合金坩埚中进行熔融。

优选地，熔融的温度为1200℃～1400℃，例如可为1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1380℃或1400℃等。

优选地，熔融的时间为2小时～5小时，例如2小时、2.5小时、3小时、3.2小时、3.5小时、4小时或5小时等。

优选地，将熔融得到的玻璃进一步浇铸成玻璃块体。所得玻璃块体用于制备微晶玻璃。所述玻璃块体的形状并无特定限制，可以根据需要进行设计，例如可以做成牙冠的形状。

第三方面，本发明提供一种微晶玻璃，所述微晶玻璃由第一方面所述的玻璃经热处理制备得到。

本发明所述微晶玻璃为硅酸锂微晶玻璃或二硅酸锂微晶玻璃。

本发明所述二硅酸锂微晶玻璃中的二硅酸锂晶体均匀地分布在玻璃母相中，二硅酸锂晶体的粒径优选为小于1μm，例如可为0.95μm、0.9μm、0.8μm、0.78μm、0.75μm、0.7μm、0.6μm、0.5μm、0.4μm或0.3μm等。

优选地，所述热处理的次数为一次或两次。

第四方面，本发明提供如第三方面所述微晶玻璃的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将玻璃在450℃～650℃进行第一次热处理，析出单一晶相硅酸锂，得到硅酸锂微晶玻璃。

优选地，所述方法还包括在步骤(1)之后进行步骤(2)：

将步骤(1)得到的硅酸锂微晶玻璃继续在750℃～950℃进行第二次热处理，单一晶相硅酸锂完全转化为单一晶相二硅酸锂，得到二硅酸锂微晶玻璃。

本发明所述方法中采用的玻璃可以是经熔融得到的玻璃，也可以是经继续浇铸得到的玻璃块体，优选采用玻璃块体。

本发明中，第一次热处理的温度为450℃～650℃，例如可为450℃、480℃、500℃、530℃、550℃、560℃、575℃、580℃、590℃、600℃、610℃、615℃、625℃、635℃或650℃等。

优选地，步骤(1)第一次热处理的时间为5分钟～20分钟，例如可为5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、10分钟、12分钟、14分钟、15分钟、17分钟、18分钟或20分钟等。

上述方法中，第一次热处理之后得到的硅酸锂微晶玻璃的强度在100MPa和180MPa之间，例如可为100MPa、115MPa、130MPa或180MPa等。该硅酸锂微晶玻璃可采用CAD/CAM(计算机辅助设计与加工)进行切削，根据实际应用的需要，可切削成不同的形状，例如应用到牙科修复领域时，可切削成牙冠的形状，也可根据需要调整切削的尺寸。

本发明中，第二次热处理的温度为750℃～950℃，例如可为750℃、760℃、775℃、785℃、800℃、810℃、820℃、835℃、850℃、865℃、880℃、890℃、900℃、910℃、925℃、935℃或950℃等。

优选地，步骤(2)第二次热处理的时间为5分钟～20分钟，例如可为5分钟、7分钟、9分钟、10分钟、11分钟、12分钟、14分钟、15分钟、17分钟或20分钟等。

上述方法中，第二次热处理之后得到的二硅酸锂微晶玻璃的强度在360MPa和450MPa之间，例如可为360MPa、370MPa、400MPa、430MPa或450MPa等。该二硅酸锂微晶玻璃可作为牙科修复材料，例如制成牙冠，完全可以满足临床上的需要。

第五方面，本发明提供一种切削瓷，其为第四方面所述方法步骤(1)完成后得到的硅酸锂微晶玻璃进行切削后，再进行步骤(2)得到的二硅酸锂微晶玻璃。

第六方面，本发明提供一种铸瓷及其制备方法。所述铸瓷为本发明第一方面所述玻璃经铸造和热处理制备得到的二硅酸锂微晶玻璃。所述铸瓷的制备方法有两种，第一种方法如下：将本发明所述玻璃块体在1000℃～1200℃铸造成型，然后在750℃～950℃热处理，析出二硅酸锂晶体，制备得到铸瓷。

根据实际应用的需要，本方法中可将所述玻璃块体铸造成不同的形状，例如应用到牙科修复领域时，可铸造成牙冠的形状，也可根据需要调整铸造的尺寸。

本发明得到的铸瓷的强度为360MPa～450MPa，例如可为360MPa、380MPa、400MPa、420MPa或450MPa等，该强度可以满足临床的需求。

优选地，所述铸造的温度为1000℃～1200℃，例如可为1000℃、1050℃、1100℃、1150℃或1200℃等。

优选地，铸瓷制备过程中，热处理的时间为5分钟～20分钟，例如可为5分钟、6分钟、8分钟、10分钟、12分钟、15分钟、18分钟或20分钟等。

本发明所述铸瓷的另一种制备方法如下：

将本发明所述玻璃块体在450℃～650℃进行一次热处理，得到硅酸锂微晶玻璃，再在750℃～950℃进行第二次热处理，得到二硅酸锂微晶玻璃，将二硅酸锂微晶玻璃在1000℃～1200℃铸造成型。

优选地，这两种铸瓷的制备方法中，热处理的时间均独立地为5分钟～20分钟，例如可为5分钟、6分钟、8分钟、10分钟、13分钟、16分钟或20分钟等。

根据实际应用的需要，本方法中可将二硅酸锂微晶玻璃铸造成不同的形状，例如应用到牙科修复领域时，可铸造牙冠的形状，也可根据需要调整铸造的尺寸。

本发明所述玻璃均可用于制备牙冠等牙科修复材料，当其作为牙冠应用时均以二硅酸锂微晶玻璃终产物的形式应用，可以通过如下三种方案实现：①将本发明所述玻璃在450℃～650℃热处理，制备得到硅酸锂微晶玻璃，此硅酸锂微晶玻璃可经切削得到所需的形状，然后再进行第二次热处理，得到二硅酸锂微晶玻璃。②将本发明所述玻璃在450℃～650℃热处理，制备得到硅酸锂微晶玻璃，然后再进行第二次热处理，得到二硅酸锂微晶玻璃，再将得到的二硅酸锂微晶玻璃在1000℃～1200℃铸造成所需形状。③将本发明所述玻璃在1000℃～1200℃铸造成所需的形状，然后在750℃～950℃热处理，得到二硅酸锂微晶玻璃。采用方案①制备得到的材料又称为切削瓷，采用方案②和方案③制备得到的材料又称为铸瓷。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明通过加入合适量的B₂O₃、控制其与SiO₂及其他组分的配合关系，使得制得的玻璃具有很好的热稳定性，将该玻璃采用浇铸法制备得到的玻璃块体不会出现分相和析晶的现象，该合适量7％～20％的B₂O₃的加入降低了硅系玻璃的熔融温度，熔融温度为1200℃～1400℃，能耗更低，而且熔融得到的玻璃的粘度在10³dPa·s～10⁴dPa·s，在该粘度范围内，浇铸效果更好，使得制备玻璃块体更容易。

(2)以本发明所述玻璃经热处理制备微晶玻璃，并控制微晶玻璃制备过程中合适的工艺参数，使得微晶玻璃的制备过程中每次析出的晶相均为单一晶相，使得玻璃经第一次热处理后析出硅酸锂单一晶相，并且得到的硅酸锂微晶玻璃的强度在100MPa～180MPa之间，具有很好的切削性能，并保证经第二次热处理后析出的硅酸锂晶相全部转化为二硅酸锂晶相，并且得到的二硅酸锂微晶玻璃的强度在360MPa～450MPa之间，满足临床对力学性能的要求，而且，制备得到的二硅酸锂微晶玻璃具有很好的透光性，在480nm波长处的透光率约为30％～40％。

附图说明

图1是实施例1浇铸所得的原始玻璃块体的XRD图谱；

图2是实施例1在620℃热处理5分钟后的XRD图谱，析出硅酸锂单一晶相；

图3是实施例1在620℃热处理5分钟后继续在880℃热处理12分钟后的XRD图谱，析出二硅酸锂单一晶相；

图4是实施例4在510℃热处理13分钟后继续在900℃热处理8分钟后的SEM背散射照片；

图5是实施例5制备的实物样品，从左至右依次为：玻璃块体，硅酸锂微晶玻璃和二硅酸锂微晶玻璃。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1～6

玻璃块体的制备：

根据表2列出的各实施例中所述玻璃各组分的重量百分含量，分别称取分析纯的SiO₂、Li₂CO₃、K₂CO₃、Al₂O₃、(NH₄)₂HPO₄和B₂O₃，用行星式球磨机充分混磨后，取出烘干；将烘干后得到的粉料放在铂合金坩锅中，置于箱式电阻炉中，空气气氛下升温至1200℃～1400℃，恒温2小时～5小时，然后在1100℃下取出浇铸成玻璃块体。浇铸所得的玻璃块体约30克左右。

硅酸锂微晶玻璃和二硅酸锂微晶玻璃的制备：

将各个实施例所得的玻璃块体在450℃～650℃热处理5分钟～20分钟后，析出单一的硅酸锂晶相，得到硅酸锂微晶玻璃。继续将其在750℃～950℃热处理5分钟～20分钟后，硅酸锂晶相全部转化成二硅酸锂晶相，得到二硅酸锂微晶玻璃。

图1是实施例1所得玻璃块体的XRD图谱，由图可以看出，该玻璃块体确实为无定形，证明浇铸所得的玻璃块体确实没有发生分相和析晶。

图2是实施例1的玻璃块体在620℃热处理5分钟后的XRD图谱，由图可以知道，其析出硅酸锂单一晶相。

图3是实施例1的玻璃块体在620℃热处理5分钟后继续在880℃热处理12分钟后的XRD图谱，由图可以知道，其析出二硅酸锂单一晶相。

图4是实施例4的玻璃块体在510℃热处理13分钟后继续在900℃热处理8分钟后的SEM背散射照片。从图4中可以看出，二硅酸锂晶体的尺寸小于1μm，均匀地分布在玻璃母体中。

图5是实施例5制备的实物样品，从左至右依次为：玻璃块体，硅酸锂微晶玻璃和二硅酸锂微晶玻璃。

实施例1-6浇铸制备的玻璃块体均没有发生分相和析晶现象，且熔融温度更低，在1200℃～1400℃之间，降低了能耗，熔融得到的玻璃的粘度更低，在10³～10⁴dPa·s，在该粘度范围内，浇铸效果更好，使得浇铸制备玻璃块体更容易。

对各个实施例得到的硅酸锂微晶玻璃和二硅酸锂微晶玻璃的强度进行检测，结果如下：

实施例1-6制得的硅酸锂微晶玻璃的强度依次为112.34MPa、178.26MPa、133.25MPa、165.63MPa、121.15MPa和153.6MPa；二硅酸锂微晶玻璃的强度依次为：362.65MPa、412.23MPa、388.63MPa、395.56MPa、443.26MPa和421.6MPa。

实施例1-6制得的二硅酸锂微晶玻璃在480nm波长处的透光率约为30％～40％。

对比例1

除B₂O₃组分的重量百分含量为5％，且SiO₂组分的重量百分含量为79％，Li₂O组分的重量百分含量为6.8％，Al₂O₃为3.1％外，其他各组分的含量以及制备方法和条件与实施例3相同。

本对比例1在浇铸制备玻璃块体时粘度偏大，在1400℃熔融得到的玻璃的粘度约为10⁵dPa·s，在该粘度范围内，浇铸时容易在玻璃块体内产生气孔，若要达到与实施例3相同的浇铸效果，则需提高熔融温度至1500℃。

对比例2

除B₂O₃组分的重量百分含量为25％，且SiO₂组分的重量百分含量为59.5％，Li₂O组分的重量百分含量为8.2％，K₂O组分的重量百分含量为2.3％，P₂O₅为3.8％外，其他各组分的含量以及制备方法和条件与实施例4相同。

本对比例2浇铸制备的玻璃块体发生分相，说明对比例2的热稳定性不好。

对比例3

一种玻璃，其以重量百分含量计包括以下组分：

各组分的重量百分含量为100％。

本对比例3的玻璃块体的制备：

根据对比例3列出的玻璃中各组分的重量百分含量，分别称取分析纯的SiO₂、Li₂CO₃、K₂CO₃、Al₂O₃、(NH₄)₂HPO₄、B₂O₃和ZrO₂，用行星式球磨机充分混磨后，取出烘干；将烘干后得到的粉料放在铂合金坩锅中，置于箱式电阻炉中，空气气氛下升温至1200℃～1400℃，恒温2小时～5小时，然后在1100℃下取出浇铸成玻璃块体。

本对比例3的微晶玻璃的制备：

将本对比例3得到的玻璃块体在450℃～650℃热处理5分钟～20分钟后，再继续将其在750℃～950℃热处理5分钟～20分钟后，得到微晶玻璃。

本对比例3在浇铸制备玻璃块体时粘度偏大，在1400℃熔融得到的玻璃的粘度约为10⁵dPa·s，在该粘度范围内，浇铸时容易在玻璃块体内产生气孔，若要达到与实施例3相同的浇铸效果，则需提高熔融温度至1500℃。

本对比例3在微晶玻璃制备过程中，两次热处理析出的均不是单一晶相。

对本对比例3得到的硅酸锂微晶玻璃和二硅酸锂微晶玻璃的强度进行检测，结果如下：

硅酸锂微晶玻璃和二硅酸锂微晶玻璃的强度分别为190Mpa～220MPa和260MPa～350MPa。

本对比例3制得的二硅酸锂微晶玻璃在480nm波长处的透光率约为10％。

表2玻璃组成表(重量百分含量)

	SiO<sub>2</sub>	Li<sub>2</sub>O	K<sub>2</sub>O	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
							实施例1	51.1	17.3	0.7	6.8	6.8	17.3
实施例2	64.3	15.2	2.4	3.5	4.1	10.5
							实施例3	78	6.3	4.9	2.6	1.2	7
实施例4	60.5	9.2	3.8	1.2	5.8	19.5
							实施例5	70.8	11.1	1.4	5.3	2.8	8.6
实施例6	53.1	19.1	3.1	8.7	2.2	13.8

通过实施例1-6可以看出，根据本发明提供的组成制备的玻璃，由于加入合适量的B₂O₃、控制其与SiO₂及其他组分的配合关系，所得玻璃表现出很好的热稳定性，在浇铸制备玻璃块体的过程中，玻璃块体不会发生分相和析晶现象，而且，本发明所述玻璃的熔融温度低，为1200℃～1400℃，熔融得到的玻璃的粘度在10³dPa·s～10⁴dPa·s，在该粘度范围内，浇铸效果更好，使得浇铸制备玻璃块体更容易。以本发明所述玻璃经过热处理制备微晶玻璃的过程中每一步均析出单一晶相，经第一次热处理，析出单一晶相硅酸锂，得到的硅酸锂微晶玻璃的强度在100MPa～180MPa之间，具有很好的切削性，继续在750℃～950℃进行第二次热处理，硅酸锂晶体可全部转化成二硅酸锂晶体，得到的二硅酸锂微晶玻璃的强度为360MPa～450MPa，满足临床对力学强度的要求，而且，本发明得到的二硅酸锂微晶玻璃的透光性很好，在480nm波长处的透光率约为30％～40％。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种二硅酸锂微晶玻璃的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(a)以SiO₂、Li₂CO₃、K₂CO₃、Al₂O₃、(NH₄)₂HPO₄和B₂O₃作为原料，首先将原料混合，进行球磨，然后熔融得到玻璃，玻璃熔融时的粘度值为10³dPa·s～10⁴dPa·s；

(b)浇铸制备玻璃块体；

步骤(a)所述玻璃以重量百分含量计，组分如下：

所述玻璃中各组分的重量百分含量之和为100％；

采用所述玻璃块体进行步骤(1)：将所述玻璃块体在450℃～650℃进行第一次热处理，析出单一晶相硅酸锂，得到硅酸锂微晶玻璃；

步骤(1)之后进行步骤(2)：将所述硅酸锂微晶玻璃继续在750℃～950℃进行第二次热处理，所述第二次热处理的时间为5分钟～20分钟，单一晶相硅酸锂完全转化为单一晶相二硅酸锂，得到二硅酸锂微晶玻璃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述球磨的时间为5分钟～60分钟。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融的温度为1200℃～1400℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融的时间为2小时～5小时。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二硅酸锂微晶玻璃中的二硅酸锂晶体均匀地分布在玻璃母相中，二硅酸锂晶体的粒径小于1μm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述第一次热处理的时间为5分钟～20分钟。

7.一种切削瓷，所述切削瓷通过将权利要求1步骤(1)所述完成后得到的硅酸锂微晶玻璃进行切削后，再进行步骤(2)得到二硅酸锂微晶玻璃。

8.一种铸瓷，所述铸瓷即通过将权利要求1-4所述方法制备得到的玻璃块体经铸造和热处理制备得到的二硅酸锂微晶玻璃。

9.根据权利要求8所述的铸瓷，其特征在于，所述铸瓷的制备方法如下：将所述玻璃块体在1000℃～1200℃铸造成型，然后在450℃～650℃热处理，制备得到硅酸锂微晶玻璃，然后再在750℃～950℃进行第二次热处理，得到二硅酸锂微晶玻璃，从而得到铸瓷。

10.根据权利要求8所述的铸瓷，其特征在于，所述铸瓷制备过程中，热处理的时间均独立地为5分钟～20分钟。

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