CN111531169B - 一种用于3d打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，是向可溶性锆盐中添加稳定剂和分散剂聚乙二醇制成盐溶液，再在盐溶液中添加金属基体粉末，使用增力搅拌器搅拌至金属基体分散均匀，再添加沉淀剂至溶液pH为3～10，并混合均匀，得混合溶胶；将混合溶胶经过滤、水洗、醇洗后放入高压釜中，加入乙醇溶液并转移至微波仪器中反应后，将产物离心分离，反复水洗、醇洗后真空干燥，筛选得到金属基陶瓷粉末；本发明的产物金属基陶瓷复合材料具有较优的金瓷结合强度，不仅符合SLM技术的打印要求，还使得制成的义齿具有良好的力学性能和生物相容性。

Description

一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法。
背景技术
目前，3D打印在口腔修复领域主要用于桩核的制作、全瓷冠的制作、可摘局部义齿的制作、全口义齿的制作等，应用于口腔修复领域的技术主要有：光固化立体成形(SLA)、熔融沉积成型(FDM)、选择性激光熔化(SLM)、选择性激光烧结(SLS)、微流挤出陶瓷浆料技术、喷墨印刷技术。
SLM是利用高能量激光束加热、熔融粉末，经冷却凝固成型，通过选择性激光熔化技术直接制作金属内冠，具有致密度高、材料利用率高、周期短、全自动化生产等特点，尤其是既可实现个性化定制有颗实现规模化快速生产，但由于陶瓷材料熔点高，所需激光功率高，能耗大，成型过程中易产生较大内应力，导致陶瓷零件机械性能差，所以寻找一种机械性能良好，适用于SLM技术打印义齿的材料具有良好的应用前景和研究价值。
临床上常用的生物医用金属材料主要以合金材料为主，主要有不锈钢、钴铬合金、钛合金，这也是目前SLM技术中研究最多的医用合金材料，并且也是利用SLM技术制备医用义齿使用最多的材料；Co-Cr 合金因具有优异的生物相容性及良好的力学性能，而被广泛用于激光 3D打印内冠，但与Co-Cr合金热膨胀系数匹配的瓷粉种类很少，所以在Co-Cr合金表面烤瓷制成义齿后容易出现裂纹或崩瓷，同时Co-Cr 合金的特性，冠边缘的密合性较钛合金和不锈钢差等问题，限制了 Co-Cr合金在义齿方面的推广与应用；由于合金材料直接关系到SLM 成型技术的效果，以及医用义齿的力学性能、生物相容性等，所以对于合金材料的改性研究成为热点，专利号CN201911003936.9公开了一种铝合金复合粉末的制备方法，包括如下步骤：(1)将基体材料和表面改性材料进行球磨混合处理；其中，基体材料为微米级金属粉末，表面改性材料为金属陶瓷材料；(2)将步骤(1)所得混合物进行等离子体球化处理，得铝合金复合粉末，由于该粉末具有良好的流动性、分散性以及在SLM成型过程中吸收激光能量，所以粉末在SLM成型领域具有广泛的应用前景；专利号CN201910332175.5公开了一种钛基氧化锆复合材料医疗植入体及其3D打印制备方法，涉及金属激光选区熔化(SLM)技术领域，该方法包括将纳米ZrO2陶瓷粉体与预设粉末混合，得到纳米ZrO2粉末包覆预设粉末的均匀复合粉末；预设粉末与纳米 ZrO2陶瓷粉体在能量振荡下混合，用于打破纳米ZrO2陶瓷粉体间的范德华力；将均匀复合粉末与钛合金粉末混合后进行3D打印；专利号CN201710450204.9公开了一种制备齿科3D打印钴基陶瓷复合粉末的方法，按照Al2O3与医用钴铬合金的质量比为0.05～0.2∶1，向铝溶胶中加入医用钴铬合金粉末，分散均匀得到凝胶，再将凝胶干燥得到 AlOOH包覆钴铬合金前驱体，400～500℃煅烧前躯体得到Al2O3包覆钴铬合金的钴基陶瓷复合粉末原料；将得到的钴基陶瓷复合粉末原料球磨、真空干燥后，筛选得到粒径20～55μm的钴基陶瓷复合粉末，制备的复合粉末在3D打印激光熔化过程中，陶瓷相与金属基体界面结合强度高，润湿性好，制备的3D打印成型件不仅热膨胀系数低，而且拉伸性能较好。但上述材料对于SLM成型的效果仍不能满足要求，并且制备材料的方法适用范围窄，仅针对部分特殊合金材料，如铝合金、钴铬合金等，而对于镍合金、钛合金、镁合金、铜合金等其他合金粉末的成型性差。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法。
具体是通过以下技术方案来实现的：
一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，向可溶性锆盐中添加稳定剂和分散剂聚乙二醇，制成盐溶液，再在盐溶液中添加金属基体粉末，并在增力搅拌器作用下搅拌至金属基体分散均匀，再添加沉淀剂至溶液pH为3～10，并混合均匀，得混合溶胶；将混合溶胶经过滤、水洗、醇洗后放入高压釜中，加入乙醇溶液并转移至微波仪器中反应后，将产物离心分离，反复水洗、醇洗后真空干燥，筛选得到金属基陶瓷粉末。
所述可溶性锆盐为ZrOCl2·8H2O、ZrCl4、Zr(NO3)4中任意一种或几种的混合物。
所述添加稳定剂可以减慢反应，保持化学平衡，增加制得胶体的稳定性，进一步地优选，选用Y(NO3)3为稳定剂，所制得陶瓷粉末与氧化锆陶瓷义齿所用瓷粉成分近似。
所述添加分散剂聚乙二醇使氧化锆在水中分散性最好。
所述金属基体粉末为钴铬合金、钛合金、不锈钢中任意一种。
进一步地优选，所述金属基体粉末采用喷雾法制备的合金基体粉末，粉末粒径在25～65μm。
所述金属基体粉末，其用量与溶液中ZrO2颗粒的质量比为1： (0.03-0.1)。
所述采用增力搅拌器对加入金属基体粉末的混合溶液进行搅拌，可以提高搅拌效率，使金属基体粉末分散均匀，进一步地优选搅拌工艺为1500r/min～2000r/min，搅拌时间为10min～30min。
所述添加沉淀剂与盐溶液发生反应生成溶胶，进一步的优选，沉淀剂为NH3·H2O、NaOH、H2NCONH2中任意一种或几种的混合物。
所述在溶液中加入沉淀剂后反应时间在1.5～3h。
所述在微波仪器中反应的条件为压力90～120Pa，温度为120～ 200℃，反应时间为1-5min。
所述真空干燥的工作条件为：真空度不超过10-3Pa，温度为 90℃～120℃，保温时间2～5h。
本发明的另一目的在于提供了3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料在SLM中的应用。
本发明制备的3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料通过SLM技术打印制成义齿，打印条件为：打印环境为抽真空、惰性气体保护，选用层厚为0.03～0.5μm、激光功率为280W～350W、扫描速度为 800m/s～1200m/s。
有益效果：
本发明的产物金属基陶瓷复合材料具有较优的金瓷结合强度，不仅符合SLM技术的打印要求，还使得制成的义齿具有良好的力学性能和生物相容性。
本发明采用共沉法结合微波法制备金属基陶瓷粉末，使用增力搅拌器对溶液进行搅拌，使金属基体在溶液中分散均匀，氧化锆以金属基体为核心进行形核长大，在金属基体表面均匀生长；且氧化锆尺寸在纳米级别，对金属基体粉末球形度影响较小。
采用微波法能有效避免金属基体的氧化，且该方法具有加热速度快、热量损失小、操作方便等优点，可以缩短成形时间从而提高效率降低成本。
本发明的产物金属基陶瓷复合材料具有较优的金瓷结合强度，不仅符合SLM技术的打印要求，还使得制成的义齿具有良好的力学性能和生物相容性。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：
称取2.8g稳定剂Y(NO3)3、4.5g分散剂聚乙二醇、24.8g可溶性锆盐ZrOCl2·8H2O加入250mL去离子水中搅拌均匀，制得盐溶液；
称取100g钴铬合金粉末加入盐溶液中，使用增力搅拌器搅控制转速1500r/min，搅拌30min，使合金粉末在盐溶液中分散均匀；
称取18g沉淀剂NH3·H2O加入上述溶液中，控制pH值为5，反应1.5h后，将溶液进行过滤得到混合溶胶；
将混合溶胶经反复水洗、醇洗后转移至高压釜中，加入150mL 乙醇溶液并转移至微波仪器中，控制压力为90Pa，温度为120℃，反应5min；
将产物进行离心分离，经反复水洗、醇洗后，控制真空度为10-3Pa、温度为90℃、保温时间5h在真空炉中进行干燥后，筛选得到金属基陶瓷粉末。
实施例2
一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：
称取4.2g稳定剂Y(NO3)3、6.8g分散剂聚乙二醇、32.7g可溶性锆盐ZrCl4加入250mL去离子水中搅拌均匀，制的盐溶液；
称取100g不锈钢合金粉末加入盐溶液中，使用增力搅拌器控制转速1800r/min，搅拌20min，使合金粉末在盐溶液中分散均匀；
称取25g沉淀剂NaOH加入上述溶液中，控制pH值为7，反应 2h后，将溶液进行过滤得到混合溶胶；
将混合溶胶经反复水洗、醇洗后放置在高压釜中，加入150mL 乙醇溶液并转移至微波仪器中，控制压力为100Pa，温度为150℃，反应3min；
将产物进行离心分离，经反复水洗、醇洗后，控制真空度为10-3Pa、温度为100℃、保温时间3h在真空炉中进行干燥后，筛选得到金属基陶瓷粉末。
实施例3
一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：
称取6g稳定剂Y(NO3)3、8.7g分散剂聚乙二醇、42.5g可溶性锆盐Zr(NO3)4加入250mL去离子水中搅拌均匀，制的盐溶液；
称取100g钛合金粉末加入盐溶液中，使用增力搅拌器控制转速 2000r/min，搅拌10min，使合金粉末在盐溶液中分散均匀；
称取22.5g沉淀剂H2NCONH2加入上述溶液中，控制pH值为8，反应2.5h后，将溶液进行过滤得到混合溶胶；
将混合溶胶经反复水洗、醇洗后放置在高压釜中，加入150mL 乙醇溶液并转移至微波仪器中，控制压力为120Pa，温度为200℃，反应2min；
将产物进行离心分离，经反复水洗、醇洗后，控制真空度为10-3Pa、温度为120℃、保温时间2h在真空炉中进行干燥后，筛选得到金属基陶瓷粉末。
对比例1
在实施例1的基础上，与实施例1的区别在于：未放入微波仪器中处理，采用煅烧的方法对混合胶体进行煅烧，煅烧的工艺为温度 450℃，时间2.5h。
对比例2
在实施例2的基础上，与实施例2的区别在于：将增力搅拌器替换为加热磁力搅拌器，其参数为：加热温度60℃，加热20min，转速 800r/min，搅拌30min。
对比例3
在实施例2的基础上，与实施例2的区别在于：采用水热法制备混合溶胶，称取2.3g草酸溶解至200mL去离子水中，搅拌至完全溶解，再称取3.85gZrO(NO3)2、0.6gY(NO3)3、100g钛合金粉末至溶液中，采用增力搅拌器搅拌均匀，调节pH为6，反应2h，制得混合溶胶。
应用例1
取上述各实施例及对比例制备的金属基陶瓷粉末，放入金属成形机中打印热膨胀系数标准件，分别以各纯合金粉末成形热膨胀系数为对照组。钴铬合金具体3D打印参数：铺粉层厚0.03mm，激光功率 280W，扫描速度1200m/s；钛合金具体打印参数为：铺粉层厚0.05mm，激光功率340W，扫描速度1000m/s；不锈钢合金粉末具体3D打印参数：铺粉层厚0.04mm，激光功率320W，扫描速度900m/s。
采用德国耐驰制造DIL402PC型热膨胀仪测试试样的热膨胀系数，测试温度区间为25～600℃。具体测试结果如表1所示。
表1热膨胀系数测试结果
Figure BDA0002480546250000081
从表1可以看出本发明制备的金属基陶瓷粉末经3D打印成形后，热膨胀系数低于对比例制备复合粉末成形后的热膨胀系数；在采用不同方法对金属基体进行表面改性后，热膨胀均低于未改性粉末成形后的热膨胀系数。
应用例2
取上述各实施例与对比例的金属基陶瓷粉末采用应用例1中打印参数制备标准拉伸试棒，并以各纯合金粉末抗拉强度为对照组。
采用电子万能试验机，按国标GB/T 228-2008对实施例及对照组制备的拉伸试棒进行测试，测试结果如表2所示。
表2抗拉强度测试结果
Figure BDA0002480546250000091
由表2测试结果可知，本发明实施例制备的金属基陶瓷粉末经 3D打印成形后抗拉强度高于对比例其他方法制备的复合粉末的抗拉强度，不同粉末经表面改性后抗拉均有明显提高。

Claims (8)

1.一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，向可溶性锆盐中添加稳定剂和分散剂聚乙二醇制成盐溶液，再在盐溶液中添加金属基体粉末，使用增力搅拌器搅拌至金属基体分散均匀，再添加沉淀剂至溶液pH为3～10，并混合均匀，得混合溶胶；将混合溶胶经过滤、水洗、醇洗后放入高压釜中，加入乙醇溶液并转移至微波仪器中反应后，将产物离心分离，反复水洗、醇洗后真空干燥，筛选得到金属基陶瓷粉末；
所述在微波仪器中反应的条件为压力90～120Pa，温度为120～200℃，反应时间为1-5min。
2.如权利要求1所述一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述可溶性锆盐为ZrOCl2·8H2O、ZrCl4、Zr(NO3)4中任意一种或几种的混合物。
3.如权利要求1所述一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属基体粉末为钴铬合金、钛合金、不锈钢中任意一种。
4.如权利要求1所述一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属基体粉末，其用量与溶液中ZrO2颗粒的质量比为1：(0.03-0.1)。
5.如权利要求1所述一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述增力搅拌器搅拌工艺为1500r/min～2000r/min，搅拌时间为10min～30min。
6.如权利要求1所述一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，所述沉淀剂为NH3·H2O、NaOH、H2NCONH2中任意一种或几种的混合物。
7.如权利要求1所述一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述在溶液中加入沉淀剂后反应时间在1.5～3h。
8.如权利要求1所述一种用于3D打印义齿的金属基陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述真空干燥的工作条件为：真空度不超过10-3Pa，温度为90℃～120℃，保温时间2～5h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5234870A (en) * 1988-07-21 1993-08-10 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Zirconia sol and method for production thereof
CN1528706A (zh) * 2003-10-10 2004-09-15 徐华蕊 Y2O3稳定四方相ZrO2单分散纳米粉体的水热制备方法
CN103880418A (zh) * 2014-02-10 2014-06-25 北京大学工学院包头研究院 一种用于义齿制备的陶瓷材料粉体及其制备方法
CN107309423A (zh) * 2017-06-15 2017-11-03 中北大学 一种制备齿科3d打印钴基陶瓷复合粉末的方法
CN109467431A (zh) * 2018-11-20 2019-03-15 江西省钨与稀土产品质量监督检验中心（江西省钨与稀土研究院） 一种钇稳定四方相纳米氧化锆及其制备方法
CN110330333A (zh) * 2019-07-23 2019-10-15 安徽钛谷纳米材料有限公司 一种制备纳米级钇稳定氧化锆复合粉体的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5234870A (en) * 1988-07-21 1993-08-10 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Zirconia sol and method for production thereof
CN1528706A (zh) * 2003-10-10 2004-09-15 徐华蕊 Y2O3稳定四方相ZrO2单分散纳米粉体的水热制备方法
CN103880418A (zh) * 2014-02-10 2014-06-25 北京大学工学院包头研究院 一种用于义齿制备的陶瓷材料粉体及其制备方法
CN107309423A (zh) * 2017-06-15 2017-11-03 中北大学 一种制备齿科3d打印钴基陶瓷复合粉末的方法
CN109467431A (zh) * 2018-11-20 2019-03-15 江西省钨与稀土产品质量监督检验中心（江西省钨与稀土研究院） 一种钇稳定四方相纳米氧化锆及其制备方法
CN110330333A (zh) * 2019-07-23 2019-10-15 安徽钛谷纳米材料有限公司 一种制备纳米级钇稳定氧化锆复合粉体的方法

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