CN116332513A - 包含锡的硅酸锂玻璃陶瓷 - Google Patents

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CN116332513A CN202211660001.XA CN202211660001A CN116332513A CN 116332513 A CN116332513 A CN 116332513A CN 202211660001 A CN202211660001 A CN 202211660001A CN 116332513 A CN116332513 A CN 116332513A
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Abstract

描述了硅酸锂玻璃陶瓷及其前体，其包含锡并且特征在于非常好的机械和光学性质并且可以特别用作牙科中的修复材料。

Description

包含锡的硅酸锂玻璃陶瓷
技术领域
本发明涉及包含锡的硅酸锂玻璃陶瓷，其特别适用于牙科，优选用于制造牙科修复体，并涉及用于制造这种玻璃陶瓷的前体。
背景技术
包含锡的玻璃陶瓷从现有技术中是已知的。
EP 1 985 591描述了可以通过金属胶体着色的玻璃陶瓷。可能的金属胶体形成剂是金属Au、Ag、As、Bi、Nb、Cu、Fe、Pd、Pt、Sb和Sn的化合物。玻璃陶瓷特别是含有至少18.0重量％的高含量氧化铝和大量氧化锑和氧化砷的硅铝酸锂玻璃陶瓷或硅铝酸镁玻璃陶瓷，其对健康有害。
WO 03/050053和WO 03/050051描述了可用于牙科护理领域例如作为漱口水、牙膏或牙线的组分的抗微生物玻璃陶瓷粉末。为了增强抗微生物性质，可以存在抗微生物活性离子如Ag、Au、I、Ce、Cu、Zn和Sn。玻璃陶瓷具有作为主晶相的碱土碱金属硅酸盐和/或碱土金属硅酸盐，特别是硅酸钠钙和硅酸钙。
WO 2005/058768公开了硅酸铝锂玻璃陶瓷体，其特别适合于制造烹饪炉架。主体具有表面层，该表面层具有较高含量的促进结晶的化学元素，该化学元素选自Zn、Cu、Zr、La、Nb、Y、Ti、Ge、V和Sn。作为主晶相，玻璃陶瓷包含高石英固溶体相。
EP 1 688 397描述了含有少量氧化锌以及高含量2.0至5.0重量％的成核剂的硅酸锂玻璃陶瓷。用于形成偏硅酸锂的成核剂特别选自P2O5和元素Pt、Ag、Cu和W的化合物，其优选为P2O5。因此，在所有具体公开的玻璃陶瓷中，P2O5也被用作成核剂，除了硅酸锂之外，其还导致作为晶相的磷酸锂的形成。然而，磷酸锂晶体会损害硅酸锂玻璃陶瓷的机械和/或光学性质。
WO 2013/053866描述了包含四价金属氧化物诸如氧化锡的硅酸锂玻璃陶瓷。金属，特别是Ag、Au、Pt和Pd，特别优选P2O5用作用于硅酸锂的形成的成核剂。然而，使用P2O5作为成核剂导致形成不期望的作为晶相的磷酸锂。此外，玻璃陶瓷包含仅非常少量的单价金属氧化物K2O和Na2O，并且优选基本上不含这些金属氧化物。
EP 3 696 149 A1描述了荧光玻璃陶瓷和玻璃，其包含产生荧光的铈和锡以及作为成核剂的P2O5。在这种情况下，锡用于Ce3+和Ce4+离子之间平衡的期望的调节，由此实现玻璃陶瓷的期望的荧光和期望的着色。使用P2O5作为成核剂又会导致玻璃陶瓷中存在不期望的磷酸盐晶相。
总之，已知的玻璃陶瓷不具有牙科修复材料期望的性质，或者它们含有高含量的P2O5，这会导致形成不期望的晶相如磷酸盐相或方石英，这又会损害修复材料期望的机械和/或光学性质。
发明内容
因此，本发明基于提供具有非常好的机械和光学性质组合的玻璃陶瓷的问题。玻璃陶瓷还应该易于加工成牙科修复体，因此非常适合作为修复牙科材料。
根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷解决了该问题。根据本发明的起始玻璃、根据本发明的方法以及根据本发明的用途也是本发明的主题。
根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷的特征在于其包含以SnO2计算0.01至4.5重量％，优选0.03至3.0重量％，特别优选0.1至2.0重量％，最优选0.2至1.5重量％的锡的事实。
令人惊讶的是，根据本发明的玻璃陶瓷显示出修复牙科材料期望的机械和光学性质的有利组合。该玻璃陶瓷具有高强度和断裂韧性，并且其可以通过特别是机械加工容易地被赋予牙科修复体的形状。
令人惊讶的是，使用P2O5作为硅酸锂玻璃陶瓷的常用成核剂并不是实现这些性质所必需的。据推测，在根据本发明的玻璃陶瓷中，存在的锡起成核剂的作用。特别令人惊讶的是，即使少量的锡也是有效的。
根据本发明的玻璃陶瓷还可以具有非常高含量的硅酸锂晶相，例如超过65重量％的硅酸锂晶相，并且再次据推测，作为成核剂存在的锡对此负有主要责任。当P2O5用作成核剂时，通常不能产生如此高含量的硅酸锂晶相。
根据本发明的玻璃陶瓷还优选具有仅少量的其它晶相，例如磷酸锂或方石英。在使用大量P2O5作为成核剂的情况下，经常形成大量这种其它晶相，这是迄今为止常见的，并且这些其它晶相可能对硅酸锂玻璃陶瓷的机械和/或光学性质具有负面影响。另外，锂被磷酸锂晶体的形成所消耗，因此不再可用于硅酸锂的形成。硅酸锂起着至关重要的作用，特别是对于硅酸锂玻璃陶瓷的优异机械性质起着至关重要的作用。因此，根据本发明的玻璃陶瓷在这方面也是有利的。
根据本发明的玻璃陶瓷特别包含65.0至89.0重量％，优选68.0至83.0重量％，特别优选75.0至81.0重量％，最优选77.0至80.0重量％的SiO2。
进一步优选的是，根据本发明的玻璃陶瓷包含10.0至21.0重量％，优选11.0至20.0重量％，更优选13.0至19.0重量％，最优选14.0至18.0重量％的Li2O。据推测，Li2O还降低玻璃基体的粘度，从而促进期望晶相的结晶。
还优选玻璃陶瓷包含0至7.0重量％，优选1.0至6.0重量％的选自K2O、Na2O、Rb2O、Cs2O及其混合物的单价元素的氧化物MeI2O。
特别优选地，玻璃陶瓷以指定的量包含至少一种，特别是所有以下单价元素的氧化物MeI 2O：
Figure BDA0004009933030000031
在特别优选的实施方案中，根据本发明的玻璃陶瓷包含1.0至5.0重量％，优选1.2至4.5重量％，更优选1.5至4.0重量％，最优选1.5至2.5重量％的K2O。
此外，优选玻璃陶瓷包含0至15.0重量％，优选0至10.0重量％，最优选0至8.0重量％的选自CaO、MgO、SrO、ZnO及其混合物的二价元素的氧化物MeIIO。
在另一个优选的实施方案中，玻璃陶瓷包含小于2.0重量％的BaO。特别地，该玻璃陶瓷基本上不含BaO。
优选地，玻璃陶瓷以指定的量包含至少一种，特别是所有以下二价元素的氧化物MeIIO：
Figure BDA0004009933030000032
Figure BDA0004009933030000041
进一步优选的是包含0至12.0重量％、优选0.1至10.0重量％、最优选1.0至8.0重量％的选自Al2O3、B2O3、Y2O3、La2O3及其混合物的三价元素的氧化物MeIII 2O3的玻璃陶瓷。
特别优选地，玻璃陶瓷以指定的量包含至少一种，特别是所有以下三价元素的氧化物MeIII 2O3：
Figure BDA0004009933030000042
在特别优选的实施方案中，玻璃陶瓷包含0.1至6.0重量％，优选1.0至5.0重量％，更优选1.5至4.0重量％，最优选1.5至3.0重量％的Al2O3。
此外，包含0至9.0重量％，特别优选0至7.0重量％的选自ZrO2、TiO2、GeO2及其混合物的四价元素的氧化物MeIVO2的玻璃陶瓷是优选的。
特别优选地，玻璃陶瓷以指定的量包含至少一种，特别是所有以下四价元素的氧化物MeIVO2：
Figure BDA0004009933030000043
在另一个优选实施方案中，玻璃陶瓷包含0至10.0重量％，优选0至8.0重量％的选自Ta2O5和Nb2O5及其混合物的五价元素的氧化物MeV 2O5。
特别优选地，玻璃陶瓷以指定的量包含至少一种，特别是所有以下五价元素的氧化物MeV 2O5：
组分 重量％
Ta2O5 0至8.0
Nb2O5 0至10.0
还优选的是，根据本发明的玻璃陶瓷包含小于3.0重量％，优选小于2.0重量％，更优选小于1.0重量％，最优选小于0.1重量％的P2O5。在进一步优选的实施方案中，玻璃陶瓷基本上不含P2O5。
在另一个实施方案中，玻璃陶瓷包含0至7.0重量％，优选0至6.0重量％的选自WO3、MoO3及其混合物的六价元素的氧化物MeVIO3。
特别优选地，玻璃陶瓷以指定的量包含至少一种，特别是所有以下氧化物MeVIO3：
组分 重量％
WO3 0至4.5
MoO3 0至5.5
在另一个实施方案中，根据本发明的玻璃陶瓷包含0至1.0重量％，特别是0至0.5重量％的氟。
特别优选的是以指定的量包含至少一种，优选所有以下组分的玻璃陶瓷：
Figure BDA0004009933030000051
其中MeI 2O、MeIIO、MeIII 2O3、MeIVO2、MeV 2O5和MeVIO3具有以上给出的含义。
在另一个特别优选的实施方案中，玻璃陶瓷以指定的量包含至少一种，优选所有以下组分：
Figure BDA0004009933030000052
Figure BDA0004009933030000061
一些上述组分可以起着色剂和/或荧光剂的作用。根据本发明的玻璃陶瓷可以进一步包含其它着色剂和/或荧光剂。这些特别可以选自其它无机颜料和/或d和f元素的氧化物，诸如Mn的氧化物、Fe的氧化物、Co的氧化物、Pr的氧化物、Nd的氧化物、Tb的氧化物、Er的氧化物、Dy的氧化物、Eu的氧化物和Yb的氧化物，或金属优选Ag、Cu和Au的氧化物。
在玻璃陶瓷的优选实施方案中，SiO2与Li2O的摩尔比在1.5至4.0，优选1.7至3.5，更优选2.0至3.0的范围。
进一步优选的是，根据本发明的玻璃陶瓷包含作为主晶相的焦硅酸锂或偏硅酸锂，特别是作为主晶相的焦硅酸锂。
术语“主晶相”是指在玻璃陶瓷中存在的所有晶相中具有最高重量比例的晶相。晶相的量特别是通过Rietveld方法测定的。例如，在M.Dittmer的论文“
Figure BDA0004009933030000071
undGlaskeramiken im System MgO-Al2O3-SiO2 mit ZrO2 als Keimbildner”，University ofJena 2011中描述了借助于Rietveld方法定量分析晶相的合适程序。
优选的是，根据本发明的玻璃陶瓷包含至少1.0重量％，优选至少1.5重量％且特别优选至少2.0重量％的偏硅酸锂晶体。特别优选地，根据本发明的玻璃陶瓷包含1.0至50.0重量，优选1.5至45.0重量％且特别优选2.0至40.0重量％的偏硅酸锂晶体。
在另一个实施方案中，优选的是，根据本发明的玻璃陶瓷包含至少50.0重量％，优选至少55.0重量％且特别优选至少60.0重量％的焦硅酸锂晶体。特别优选地，根据本发明的玻璃陶瓷包含50.0至90.0重量％，优选55.0至85.0重量％并且特别优选60.0至80.0重量％的焦硅酸锂晶体。
根据本发明的玻璃陶瓷的特征在于特别好的机械和光学性质，并且它可以通过热处理相应的起始玻璃或相应的具有核的起始玻璃来形成。因此，这些材料可以用作根据本发明的玻璃陶瓷的前体。
形成的晶相的类型，特别是量，可以通过起始玻璃的组成以及用于由起始玻璃制造玻璃陶瓷而施加的热处理来控制。这些实施例通过改变起始玻璃的组成和施加的热处理来说明这一点。
玻璃陶瓷具有优选至少150MPa，特别优选至少250MPa的高双轴断裂强度。双轴断裂强度根据ISO 6872(2008)(三球活塞测试)测定。
玻璃陶瓷还具有优选至少1.5MPa·m0.5，特别优选至少2.0MPa·m0.5，最优选至少2.5MPa·m0.5的高断裂韧性。断裂韧性根据ISO 6872(2015)(SEVNB方法)测定。
此外，玻璃陶瓷具有高化学稳定性，根据ISO 6872(2015)测量的酸溶解度优选小于100g/cm2。
根据本发明的玻璃陶瓷中存在的特定性质组合甚至允许其用作牙科材料，特别是用作用于制造牙科修复体的材料。
本发明还涉及相应组成的前体，由该前体可以通过热处理制造根据本发明的玻璃陶瓷。这些前体是相应组成的起始玻璃和相应组成的具有核的起始玻璃。术语“相应组成”是指这些前体包含与玻璃陶瓷相同量的相同组分，除了氟以外，对于玻璃和玻璃陶瓷这些组分通常以氧化物计算。
因此，本发明还涉及包含根据本发明的玻璃陶瓷的组分的起始玻璃。
因此，根据本发明的起始玻璃特别包含形成根据本发明的玻璃陶瓷所需的合适量的SiO2、Li2O和锡。此外，起始玻璃还可以包含如上针对根据本发明的玻璃陶瓷所述的其它组分。所有这些实施方案对于起始玻璃的组分都是优选的，这些组分也被指出为对于根据本发明的玻璃陶瓷的组分是优选的。
特别优选地，起始玻璃是通过将起始玻璃的熔体浇铸到模具中而获得的整体坯料的形式。
本发明还涉及这样一种起始玻璃，其包含用于硅酸锂，特别是偏硅酸锂和/或焦硅酸锂结晶的核。
特别是通过在特别是约1500至1800℃的温度下熔化合适的起始材料诸如碳酸盐、氧化物和卤化物的混合物0.5至4小时来制造起始玻璃。特别是，SnO或SnO2可以用作锡的起始材料。然后将熔体倒入水中制造熔块。为了实现特别高的均匀性，再次熔化所获得的玻璃熔块。
然后可以将熔体倒入模具中，以制造起始玻璃的坯料，所谓的整个玻璃坯料或整体坯料。
通过对起始玻璃进行热处理，可以首先制造具有核的其它前体起始玻璃。根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷然后可以通过热处理该其它前体来制造。供选择地，根据本发明的玻璃陶瓷可以通过起始玻璃的热处理形成。
优选使起始玻璃经受400至600℃，特别是430至550℃，特别优选440至520℃温度下的热处理，持续时间优选为5至120分钟，特别是10至60分钟，以制造具有用于硅酸锂结晶的核的起始玻璃。
进一步优选使起始玻璃或具有核的起始玻璃经受800至1050℃，优选850至1020℃温度下的热处理，持续时间特别是5秒至120分钟，优选1分钟至100分钟，更优选5分钟至60分钟，进一步优选10分钟至30分钟，以制造根据本发明的玻璃陶瓷。
因此，本发明还涉及一种用于制造根据本发明的玻璃陶瓷的方法，其中起始玻璃或具有核的起始玻璃经受800至1050℃，优选850至1020℃的至少一次热处理，持续时间特别是5秒至120分钟，优选1分钟至100分钟，更优选5分钟至60分钟，进一步优选10分钟至30分钟。
在根据本发明的方法中进行的至少一次热处理也可以在热压过程中进行，特别是整个玻璃坯料的热压过程中进行，或者烧结过程中进行，特别是粉末的烧结过程、根据本发明的起始玻璃的烧结过程或根据本发明的具有核的起始玻璃的烧结过程中进行。
在另一个优选的实施方案中，起始玻璃或具有核的起始玻璃可以首先经受550-800℃，优选600-800℃温度下的热处理，持续时间特别是5秒至120分钟，优选1分钟至100分钟，特别优选5分钟至60分钟，进一步优选10分钟至30分钟，以制造具有偏硅酸锂作为主晶相的根据本发明的玻璃陶瓷。
具有偏硅酸锂作为主晶相的根据本发明的玻璃陶瓷然后可以经受进一步的热处理，以将偏硅酸锂晶体转化为焦硅酸锂晶体，特别是以形成具有焦硅酸锂作为主晶相的根据本发明的玻璃陶瓷。优选地，玻璃陶瓷经受800至1050℃，优选850至1020℃，特别优选900至1020℃温度下的进一步的热处理，持续时间特别是5秒至120分钟，优选1分钟至100分钟，特别优选1分钟至60分钟，进一步优选5分钟至30分钟，最优选5分钟至20分钟。
给定玻璃陶瓷的合适条件可以例如通过在不同温度下进行X射线衍射分析测定。
根据本发明的玻璃陶瓷和根据本发明的玻璃特别以任何形状和尺寸的粉末、颗粒或坯料的形式存在，例如以未烧结、部分烧结或致密烧结形式的整体坯料诸如薄层、立方体或圆柱体，或粉末压坯的形式存在。在这些形式中，它们可以容易地进一步加工，例如加工成牙科修复体。然而，它们也可以是牙科修复体的形式，诸如嵌体、高嵌体、牙冠、饰面、刻面或基牙的形式。
可以由根据本发明的玻璃陶瓷和根据本发明的玻璃制造牙科修复体，诸如牙桥、嵌体、高嵌体、牙冠、饰面、刻面或基牙。因此，本发明还涉及它们在制造牙科修复体中的用途。在这种情况下，优选通过压制，特别是通过机械加工，赋予玻璃陶瓷或玻璃期望的牙科修复体的形状。
压制通常在高压和高温下进行。优选在700至1200℃的温度下进行压制。进一步优选在2至10巴的压力下进行压制。在压制过程中，期望的形状变化是通过所用材料的粘性流动实现的。根据本发明的起始玻璃、根据本发明的具有核的起始玻璃和根据本发明的玻璃陶瓷可用于压制。特别地，根据本发明的玻璃和玻璃陶瓷可以以任何形状和尺寸的坯料形式使用。
机械加工通常通过材料去除方法进行，特别是通过铣削和/或研磨。特别优选的是，在CAD/CAM方法中进行机械加工。根据本发明的起始玻璃、根据本发明的具有核的起始玻璃和根据本发明的玻璃陶瓷可以用于机械加工。优选地，使用具有核的起始玻璃或具有偏硅酸锂作为主晶相的根据本发明的玻璃陶瓷。在这种情况下，根据本发明的玻璃和玻璃陶瓷特别可以以坯料的形式使用。
由于根据本发明的玻璃陶瓷和根据本发明的玻璃的上述性质，它们特别适用于牙科。因此，本发明的另一个目的是使用根据本发明的玻璃陶瓷或根据本发明的玻璃作为牙科材料，并且优选用于制造牙科修复体，诸如牙桥、嵌体、高嵌体、饰面、基牙、部分牙冠、牙冠或刻面。
因此，本发明还涉及一种用于制造牙科修复体的方法，所述牙科修复体特别是牙桥、嵌体、高嵌体、饰面、基牙、部分牙冠、牙冠或刻面，其中根据本发明的玻璃陶瓷或玻璃通过压制或通过机械加工，特别是以CAD/CAM方法，被赋予期望的牙科修复体的形状。
附图说明
图1示出获得的玻璃陶瓷的四个薄层。可以看出，在这些不含锡的样品中，由于不受控制的晶体生长而发生开裂。
具体实施方式
下面通过非限制性实施例更详细地解释本发明。
实施例
实施例1-49-组成和晶相
经由熔化相应的起始材料以制造起始玻璃并随后对它们进行热处理以控制结晶，从而制造出总共49种根据本发明的具有表I所示组成的玻璃和玻璃陶瓷。
所施加的热处理以及所获得的玻璃陶瓷的性质也在表1中给出。以下含义适用
Tg 通过DSC测定的玻璃化转变温度
Ts和ts 用于熔化起始玻璃施加的温度和时间
TKb和tKb 用于起始玻璃成核施加的温度和时间
TC1和tC1 用于第一次结晶施加的温度和时间
TC2和tC2 用于第二次结晶施加的温度和时间
KIC 根据ISO 6872(2015年)测量的断裂韧性(SEVNB方法)
化学稳定性 根据ISO 6872(2015年)测量为质量损失
σ双轴 根据ISO 6872(2015)(三球活塞测试)测量的双轴断裂强度。
在实施例中，具有表I中给出的组成的起始玻璃首先在100至200g的规模上从普通原材料在温度TS下熔化持续时间tS，在不形成气泡或条纹的情况下可以非常良好地熔化。通过将起始玻璃倒入水中制备玻璃熔块，任选地随后将其在温度Ts下第二次熔化持续时间tS以进行均质化。然后将得到的起始玻璃熔体倒入石墨模具中，以制造整体玻璃块。
获得的玻璃块在温度TKb下持续时间tKb的第一次热处理导致玻璃松弛并形成具有核的玻璃。如在室温下通过X射线衍射研究所测定的，这些成核玻璃通过在温度TC1下持续时间tC1的进一步热处理而结晶，以形成具有偏硅酸锂或焦硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷。在一些情况下，随后在温度TC2下进行持续时间tC2的进一步热处理，产生具有焦硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷。
在实施例9和38中，通过将起始玻璃倒入水中来制造玻璃熔块。这些熔块被压碎、筛分并随后在表I中所示的温度和时间下烧结。
晶相的量通过X射线衍射测定。为此，相应的玻璃陶瓷粉末通过研磨和筛分(＜45μm)制备，并以80重量％玻璃陶瓷对20重量％Al2O3的比例与作为内标的Al2O3(Alfa Aesar，产品编号42571)混合。混合物用丙酮调浆以实现可能的最佳混合。然后将混合物在约80℃下干燥。然后使用Bruker D8 Advance衍射仪在10至100°2θ范围使用CuKα辐射和0.014°2θ步长记录衍射图。然后使用Bruker的TOPAS 5.0软件使用Rietveld方法分析该衍射图。通过将峰强度与Al2O3的峰强度进行比较，测定相分数。
为了根据ISO 6872(2015)(三球活塞测试)测定双轴断裂强度，将支架粘结到松弛的和成核的玻璃块上，随后使用CAD/CAM研磨装置(Sirona InLab)机械加工这些块。研磨过程使用金刚石涂覆的研磨工具进行。使得到的薄层经受表中所示的热处理，即第一次结晶和必要时的第二次结晶，然后使用金刚石砂轮将结晶的薄层抛光至1.2±0.2mm的厚度。在以这种方式制备的样品上测定双轴断裂强度。
对于制造的玻璃陶瓷，测定了大于179至524MPa的高双轴断裂强度。
根据ISO 6872(2015)(SEVNB方法)测定断裂韧性，并对于制造的玻璃陶瓷，测定了2.6至3.1MPa·m0.5的高断裂韧性。
根据ISO 6872(2015)进行化学稳定性测试，制造的玻璃陶瓷显示酸溶解度小于100g/cm2。
牙冠由制造的玻璃和玻璃陶瓷通过CAD/CAM支持的机械加工制造，这些牙冠任选地经受表I中所示的条件下的最终结晶。
实施例50-比较
在该实施例中，经由熔化相应的起始材料制备不含锡的起始玻璃，随后对该玻璃进行热处理以实现其结晶。
制造过程与描述的实施例1至49的制备过程相同。所用的组成、施加的热处理以及获得的玻璃陶瓷的性质也列于表I中。
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Claims (20)

1.硅酸锂玻璃陶瓷，其包含0.02至4.5重量％，优选0.03至3.0重量％，特别优选0.1至2.0重量％，最优选0.2至1.5重量％的锡，以SnO2计算。
2.根据权利要求1的玻璃陶瓷，其包含65.0至89.0重量％，优选68.0至83.0重量％，特别优选75.0至81.0重量％，最优选77.0至80.0重量％的SiO2。
3.根据权利要求1或2的玻璃陶瓷，其包含10.0至21.0重量％，优选11.0至20.0重量％，特别优选13.0至19.0重量％，最优选14.0至18.0重量％的Li2O。
4.根据权利要求1至3中任一项的玻璃陶瓷，其包含小于3.0重量％，优选小于2.0重量％，特别优选小于1.0重量％，最优选小于0.1重量％的P2O5。
5.根据权利要求1至4中任一项的玻璃陶瓷，其包含0至7.0重量％，优选1.0至6.0重量％的选自K2O、Na2O、Rb2O、Cs2O及其混合物的单价元素的氧化物MeI 2O。
6.根据权利要求1至5中任一项的玻璃陶瓷，其包含0至6.0重量％，优选1.0至5.0重量％，更优选1.2至4.5重量％，进一步优选1.5至4.0重量％，最优选1.5至2.5重量％的K2O。
7.根据权利要求1至6中任一项的玻璃陶瓷，其包含0至15.0重量％，优选0至10.0重量％，特别优选0至8.0重量％的选自CaO、MgO、SrO、ZnO及其混合物的二价元素的氧化物MeIIO。
8.根据权利要求1至7中任一项的玻璃陶瓷，其包含0至12.0重量％，优选0.1至10.0重量％，特别优选1.0至8.0重量％的选自Al2O3、B2O3、Y2O3、La2O3及其混合物的三价元素的氧化物MeIII 2O3。
9.根据权利要求1至8中任一项的玻璃陶瓷，其包含0.1至6.0重量％，优选1.0至5.0重量％，更优选1.5至4.0重量％，最优选1.5至3.0重量％的Al2O3。
10.根据权利要求1至9中任一项的玻璃陶瓷，其包含作为主晶相的焦硅酸锂或偏硅酸锂，并且优选作为主晶相的焦硅酸锂。
11.根据权利要求1至10中任一项的玻璃陶瓷，其包含1.0至50.0重量％，优选1.5至45.0重量％，特别优选2.0至40.0重量％的偏硅酸锂晶体。
12.根据权利要求1至11中任一项的玻璃陶瓷，其包含50.0至90.0重量％，优选55.0至85.0重量％，特别优选60.0至80.0重量％的焦硅酸锂晶体。
13.起始玻璃，其包含根据权利要求1至9中任一项的所述玻璃陶瓷的组分。
14.根据权利要求13的起始玻璃，其包含用于偏硅酸锂和/或焦硅酸锂结晶的核。
15.根据权利要求1至12中任一项的玻璃陶瓷或根据权利要求13或14的起始玻璃，其中所述玻璃陶瓷和所述起始玻璃呈粉末、颗粒、坯料或牙科修复体的形式。
16.用于制造根据权利要求1至12或15中任一项的玻璃陶瓷的方法，其中使根据权利要求13至15中任一项所述的起始玻璃经受至少一次热处理，特别是经受至少一次在800至1050℃，优选850至1020℃范围的热处理。
17.根据权利要求16的方法，其中
(a)使起始玻璃经受400至600℃，特别是430至550℃，更优选440至520℃温度下的热处理，以形成具有核的起始玻璃，和
(b)使具有核的起始玻璃经受800至1050℃，特别是850至1020℃温度下的热处理，以形成硅酸锂玻璃陶瓷。
18.根据权利要求1至12或15中任一项所述的玻璃陶瓷或根据权利要求13至15中任一项所述的起始玻璃作为牙科材料，优选用于涂覆牙科修复体，特别优选用于制造牙科修复体的用途。
19.根据权利要求18的用于制造牙科修复体的用途，其中所述玻璃陶瓷或所述起始玻璃通过压制或机械加工被赋予期望的牙科修复体的形状，所述牙科修复体特别是牙桥、嵌体、高嵌体、饰面、基牙、部分牙冠、牙冠或刻面。
20.用于制造牙科修复体的方法，所述牙科修复体特别是牙桥、嵌体、高嵌体、饰面、基牙、部分牙冠、牙冠或刻面，其中根据权利要求1至12或15中任一项所述的玻璃陶瓷或根据权利要求13至15中任一项所述的起始玻璃通过压制或机械加工，特别是以CAD/CAM方法，被赋予期望的牙科修复体的形状。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2971853A (en) * 1953-03-05 1961-02-14 Corning Glass Works Ceramic body and method of making it
AU2002363868A1 (en) 2001-12-12 2003-06-23 Schott Glas Antimicrobial alkali-silicate glass ceramic and the use thereof
ATE299478T1 (de) 2001-12-12 2005-07-15 Schott Ag Verwendung einer antimikrobiellen glaskeramik für zahnpflege, mundhygiene
EP1688397A1 (en) 2005-02-08 2006-08-09 Ivoclar Ag Lithium silicate glass ceramic
FR2863607B1 (fr) 2003-12-11 2006-09-29 Snc Eurokera Vitroceramiques a surface modifiee et leur preparation
DE102007020246B4 (de) 2007-04-24 2012-12-27 Schott Ag Metallkolloidgefärbte oder farblose Glaskeramik und in eine metallkolloidgefärbte oder farblose Glaskeramik umwandelbares farbloses Glas
WO2013053866A2 (de) 2011-10-14 2013-04-18 Ivoclar Vivadent Ag Lithiumsilikat-glaskeramik und -glas mit vierwertigem metalloxid
MX2014013672A (es) * 2012-05-11 2015-06-05 Ivoclar Vivadent Ag Blanco pre-sinterizado para propositos dentales.
EP3135641A1 (de) * 2015-08-25 2017-03-01 Ivoclar Vivadent AG Lithiumsilikat-tiefquarz-glaskeramik
EP3696149A1 (de) 2019-02-14 2020-08-19 Ivoclar Vivadent AG Fluoreszierende glaskeramiken und gläser mit gehalt an cer und zinn

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