CN116332514A - 含铜的硅酸锂玻璃陶瓷 - Google Patents
含铜的硅酸锂玻璃陶瓷 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116332514A CN116332514A CN202211660002.4A CN202211660002A CN116332514A CN 116332514 A CN116332514 A CN 116332514A CN 202211660002 A CN202211660002 A CN 202211660002A CN 116332514 A CN116332514 A CN 116332514A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- ceramic
- starting
- ceramic according
- lithium
- 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.)
- Pending
Links
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 30
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 239000006017 silicate glass-ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 claims description 122
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 77
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- WVMPCBWWBLZKPD-UHFFFAOYSA-N dilithium oxido-[oxido(oxo)silyl]oxy-oxosilane Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si](=O)O[Si]([O-])=O WVMPCBWWBLZKPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 11
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 11
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 6
- 239000005548 dental material Substances 0.000 claims description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003606 tin compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 9
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 8
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 8
- -1 copper cations Chemical class 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003991 Rietveld refinement Methods 0.000 description 3
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IKWTVSLWAPBBKU-UHFFFAOYSA-N a1010_sial Chemical compound O=[As]O[As]=O IKWTVSLWAPBBKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000413 arsenic oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229960002594 arsenic trioxide Drugs 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005398 lithium aluminium silicate glass-ceramic Substances 0.000 description 2
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2,4-dichlorophenyl)pentyl]1,2,4-triazole Chemical compound C=1C=C(Cl)C=C(Cl)C=1C(CCC)CN1C=NC=N1 WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002710 Au-Pd Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000628997 Flos Species 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052915 alkaline earth metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- HZVVJJIYJKGMFL-UHFFFAOYSA-N almasilate Chemical compound O.[Mg+2].[Al+3].[Al+3].O[Si](O)=O.O[Si](O)=O HZVVJJIYJKGMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- DEPUMLCRMAUJIS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;disodium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Na+].[Na+].[Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O DEPUMLCRMAUJIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002324 mouth wash Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000012430 stability testing Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000000606 toothpaste Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0009—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing silica as main constituent
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C5/00—Filling or capping teeth
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C5/00—Filling or capping teeth
- A61C5/20—Repairing attrition damage, e.g. facets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/802—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising ceramics
- A61K6/807—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising ceramics comprising magnesium oxide
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/802—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising ceramics
- A61K6/809—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising ceramics comprising beryllium oxide
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/802—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising ceramics
- A61K6/822—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising ceramics comprising rare earth metal oxides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/802—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising ceramics
- A61K6/824—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising ceramics comprising transition metal oxides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/831—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising non-metallic elements or compounds thereof, e.g. carbon
- A61K6/833—Glass-ceramic composites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/02—Other methods of shaping glass by casting molten glass, e.g. injection moulding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B32/00—Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products
- C03B32/02—Thermal crystallisation, e.g. for crystallising glass bodies into glass-ceramic articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0018—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents
- C03C10/0027—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3, Li2O as main constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0054—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing PbO, SnO2, B2O3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
- C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
- C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
- C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
- C03C3/112—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/0007—Compositions for glass with special properties for biologically-compatible glass
- C03C4/0021—Compositions for glass with special properties for biologically-compatible glass for dental use
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/0028—Compositions for glass with special properties for crystal glass, e.g. lead-free crystal glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2205/00—Compositions applicable for the manufacture of vitreous enamels or glazes
- C03C2205/06—Compositions applicable for the manufacture of vitreous enamels or glazes for dental use
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Plastic & Reconstructive Surgery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
Abstract
描述了硅酸锂玻璃陶瓷及其前体，其包含铜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
技术领域
本发明涉及含铜的硅酸锂玻璃陶瓷，其特别适用于牙科，优选用于制造牙科修复体，并且涉及用于制造该玻璃陶瓷的前体。
背景技术
含铜的玻璃陶瓷是现有技术中已知的。
DE 103 04 382描述由玻璃或玻璃陶瓷制成的可光结构化的主体，其中折射率变化是由光照射引起的。该主体可任选地包含光敏元素诸如Cu、Ag、Au、Ce和Eu以产生合适的吸收中心。特别地，该主体用作光学器件，诸如波导和光栅。然而，所有指定的玻璃和玻璃陶瓷都含有对健康有害的非常高水平的氧化锑或氧化砷。因此，它们不适合用于医学领域，尤其是牙科领域。
EP 1 985 591描述可通过金属胶体着色的玻璃陶瓷。可能的金属胶体形成物是金属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对健康有害的至少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。
WO 03/050053和WO 03/050051描述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能，可以存在抗微生物活性离子诸如Ag、Au、I、Ce、Cu、Zn和Sn。该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公开特别适用于制造烹饪炉架的硅铝酸锂玻璃陶瓷主体。该主体具有表面层，该表面层具有较高含量的选自Zn、Cu、Zr、La、Nb、Y、Ti、Ge、V和Sn的促进结晶的化学元素，由此在表面层中产生较高程度的结晶。
EP 1 688 397描述含有少量氧化锌以及2.0至5.0重量％的高含量成核剂的硅酸锂玻璃陶瓷。用于形成偏硅酸锂的成核剂具体选自P2O5以及Pt、Ag、Cu和W元素的化合物，并且优选地是P2O5。因此，P2O5也在所有具体公开的玻璃陶瓷中用作成核剂，并且除了硅酸锂之外，也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。
从H.A.Elbatal等人在Journal of non-crystalline Solid，358(2012)1806-1813中，对掺杂氧化铜的硅酸锂玻璃和玻璃陶瓷的研究是已知的。但关于这些玻璃和玻璃陶瓷的任何应用，并没有给出参考，更不用说作为牙科材料，特别是作为牙科修复材料。
总之，已知的玻璃陶瓷不具有牙科修复材料期望的性质，或者它们含有大量的P2O5，这可导致形成不期望的晶相，例如磷酸盐相或方石英，这又可损害特别是修复材料期望的机械和/或光学性质。
发明内容
因此，本发明基于提供一种具有非常好的机械和光学性质组合的玻璃陶瓷的问题。该玻璃陶瓷还应易于加工成牙科修复体，因此极为适合作为牙科修复材料。
该问题通过本发明的硅酸锂玻璃陶瓷解决。本发明的主题还在于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。
根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷的特征在于其包含以CuO计算0.001重量％至1.0重量％的铜。特别地，玻璃陶瓷包含以CuO计算0.05重量％至0.7重量％，优选地0.06重量％至0.5重量％，特别优选地0.07重量％至0.35重量％的铜。
在特别优选的实施方案中，铜至少部分地以单质铜的形式存在于玻璃陶瓷中。其存在可以特别地通过扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM)或通过X-射线衍射研究检测。玻璃陶瓷的红色也表明存在单质铜。
优选地，单质铜以颗粒形式存在，并且优选地具有通过电子显微镜从至少3个颗粒测定的0.1nm至100nm，特别是1nm至70nm，特别优选地2nm至50nm的平均尺寸D50。
在另一个优选的实施方案中，至少65％，优选地至少75％，特别优选地至少90％的铜颗粒具有通过电子显微镜从至少3个颗粒测定的0.1nm至100nm，特别地1nm至70nm，特别优选2nm至50nm的尺寸。
单质铜颗粒的尺寸优选地通过透射电子显微镜或扫描电子显微镜测定，特别优选地通过扫描电子显微镜测定。
令人惊奇的是，根据本发明的玻璃陶瓷显示出对于牙科修复材料所需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，并且可以容易地特别是通过机械加工赋予牙科修复体的形状。
令人惊奇的是，使用P2O5作为硅酸锂玻璃陶瓷的常规成核剂对于实现这些性质不是必需的。据推测，在根据本发明的玻璃陶瓷中，存在的铜起成核剂的作用。特别令人惊奇的是，即使少量的铜也是有效的。
根据本发明的玻璃陶瓷也可具有非常高含量特别是大于65重量％的焦硅酸锂晶相，并且再次据推测，作为成核剂存在的铜是造成这种结果的主要原因。当P2O5用作成核剂时，通常不能产生如此高含量的焦硅酸锂晶相。
此外，根据本发明的玻璃陶瓷可以由相应的起始玻璃通过非常短的结晶时间来制造，这是该玻璃陶瓷的额外的显著优点。
根据本发明的玻璃陶瓷还优选地仅具有少量的其他晶相，例如磷酸锂或方石英。大量的这种其他晶相的形成经常在使用大量P2O5作为成核剂时发生，这是迄今为止常见的，并且这些其他晶相可对硅酸锂玻璃陶瓷的机械和/或光学性质具有负面影响。此外，锂通过磷酸锂晶体的形成而被消耗，因此不再可用于硅酸锂的形成。硅酸锂是起到重要作用的，特别是对于硅酸锂玻璃陶瓷的优异机械性质。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地包含67.0重量％至89.0重量％，优选地68.0重量％至82.0重量％，特别优选地70.0重量％至81.0重量％的SiO2。
进一步优选的是，根据本发明的玻璃陶瓷包含7.0重量％至22.0重量％，优选地13.0重量％至19.0重量％，特别优选地14.0重量％至17.0重量％的Li2O。据推测，Li2O也降低玻璃基质的粘度，从而促进期望晶相的结晶。
在进一步优选的实施方案中，根据本发明的玻璃陶瓷包含以SnO计算0.002重量％至1.5重量％，特别地0.05重量％至1.0重量％，优选地0.1重量％至0.8重量％，特别优选地0.1重量％至0.6重量％的锡。
如果锡在玻璃陶瓷的制造过程中存在，例如在用于该目的的起始材料中，特别是以SnO或SnO2的形式存在，则推测锡起到铜阳离子的还原剂的作用并促进玻璃陶瓷中单质铜的形成。
还优选的是，该玻璃陶瓷包含1.0重量％至11.0重量％，优选地1.5重量％至7.0重量％的选自K2O、Na2O、Rb2O、Cs2O及其混合物的一价元素氧化物MeI2O。
特别优选地，该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：
在特别优选的实施方案中，根据本发明的玻璃陶瓷包含0.5重量％至6.0重量％，优选地1.0重量％至4.5重量％，特别优选地1.5重量％至4.0重量％的K2O。
此外，优选的是，该玻璃陶瓷包含0重量％至10.0重量％，优选地1.0重量％至9.0重量％，特别优选地2.0重量％至7.0重量％的选自CaO、MgO、SrO、ZnO及其混合物的二价元素氧化物MeⅡO。
在另一个优选的实施方案中，该玻璃陶瓷包含小于2.0重量％的BaO。特别地，该玻璃陶瓷基本上不含BaO。
优选地，该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：
此外，该玻璃陶瓷优选地包含0.1重量％至12.0重量％，优选地1.0重量％至9.0重量％，最优选地2.0重量％至8.0重量％的选自A12O3、B2O3、Y2O3、La2O3、Ga2O3、In2O3及其混合物的三价元素氧化物MeIII 2O3。
特别优选地，该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：
在特别优选的实施方案中，该玻璃陶瓷包含0.1重量％至5.0重量％，优选地0.5重量％至4.0重量％，更优选地0.9重量％至3.0重量％的Al2O3。
此外，该玻璃陶瓷优选地包含0重量％至10.0重量％，特别优选地0重量％至8.0重量％的选自ZrO2、TiO2、GeO2及其混合物的四价元素氧化物MeIVO2。
特别优选地，该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：
在另一个优选的实施方案中，该玻璃陶瓷包含0重量％至10.0重量％，优选地0重量％至8.0重量％的选自P2O5、Ta2O5和Nb2O5及其混合物的五价元素氧化物MeV 2O5。
特别优选地，该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：
在另一个优选的实施方案中，该玻璃陶瓷包含小于7.5重量％，特别地小于3.5重量％，优选地小于1.5重量％，更优选地小于0.5重量％的P2O5，并且特别优选地该玻璃陶瓷基本上不含P2O5。
在另一个实施方案中，该玻璃陶瓷包含0重量％至6.0重量％，优选地0重量％至5.0重量％的选自WO3、MoO3及其混合物的六价元素氧化物MeVIO3。
特别优选地，该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：
在进一步的实施方案中，根据本发明的玻璃陶瓷包含0重量％至1.0重量％，特别是0重量％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：
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：
上述组分中的一些可起着色剂和/或荧光剂的作用。根据本发明的玻璃陶瓷还可包含其他着色剂和/或荧光剂。这些可特别地选自其他无机颜料和/或d和f元素的氧化物，例如Mn、Fe、Co、Pr、Nd、Tb、Er、Dy、Eu和Yb的氧化物。在优选的实施方案中，使用Ag、Ag氧化物或Ag卤化物，诸如AgCl、AgBr或AgI。借助于这些着色剂和荧光剂，可以容易地将玻璃陶瓷着色以模拟所需的光学性质，特别是天然牙科材料的光学性质。
在玻璃陶瓷的优选实施方案中，SiO2与Li2O的摩尔比为1.5至6.0，优选地1.7至5.5，特别优选地2.0至4.0。
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。
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。晶相的量特别地通过Rietveld方法测定。通过Rietveld方法定量分析结晶相的合适方法的描述参见，例如耶拿大学2011年M.Dittmer的论文“
und Glaskeramiken im SystemMgO-Al2O3-SiO2 mit ZrO2als Keimbildner”。
优选的是，根据本发明的玻璃陶瓷包含至少10重量％、优选地至少15重量％、特别优选地至少20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10重量％至50重量％，优选地15重量％至45重量％，特别优选地20重量％至40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重量％、优选地至少55重量％、特别优选地至少60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重量％至85重量％，优选地55重量％至80重量％，特别优选地60重量％至78重量％的焦硅酸锂晶体。
在优选的实施方案中，在根据本发明的玻璃陶瓷中的焦硅酸锂晶体具有10nm至3000nm，特别地50nm至2000nm，特别优选地100nm至1200nm范围内的平均尺寸。
焦硅酸锂晶体的平均尺寸可由SEM图像测定。为此，将各玻璃陶瓷的表面抛光(＜0.5μm)，用40％HF蒸气蚀刻至少30s，然后溅射Au-Pd层。使用扫描电子显微镜，诸如Supra40VP(蔡司，德国上科亨)记录预处理表面的SEM图像。然后使用普通的图像处理程序处理SEM图像以改善晶体和玻璃相之间的对比度。从这些图像中，例如通过使用Olympus StreamMotion 2.4图像分析软件(奥林巴斯公司，日本东京)可测定平均尺寸。
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能，并且它可通过相应的起始玻璃或相应的具有核的起始玻璃的热处理来形成。因此，这些材料可以用作根据本发明的玻璃陶瓷的前体。
通过起始玻璃的组成以及为由起始玻璃制造玻璃陶瓷而施加的热处理，可控制所形成的晶相的类型，特别是数量。实施例将通过改变起始玻璃的组成和所施加的热处理来说明这一点。
玻璃陶瓷具有优选地至少200MPa，特别优选地至少300MPa的高双轴断裂强度。双轴断裂强度根据ISO 6872(2008)测定(活塞三球测试)。
此外，玻璃陶瓷具有优选地至少1.5MPa·m0.5，特别优选地至少2.0MPa·m0.5，最优选地至少2.5MPa·m0.5的高断裂韧性。断裂韧性根据ISO6872(2015)(SEVNB法)测定。
玻璃陶瓷具有特别地至少为50，优选地至少为55，特别优选地至少为60的半透明度。根据英国标准BS 5612以对比度值(CR值)的形式测定半透明度。
此外，玻璃陶瓷具有根据ISO 6872(2015)以酸溶解度测量的优选地小于100g/cm2的高化学稳定性。
根据本发明的玻璃陶瓷中存在的特定性能组合甚至允许其用作牙科材料，特别是用作制造牙科修复体的材料。
本发明还涉及可通过热处理制造根据本发明的玻璃陶瓷的相应组成的前体。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，这些组分以对于玻璃和玻璃陶瓷常见的氧化物计算，氟除外。
因此，本发明还涉及一种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地包含形成根据本发明的玻璃陶瓷所需要的适量的SiO2、Li2O和铜。此外，起始玻璃也可包含如上文针对根据本发明的玻璃陶瓷所述的其他组分。对于起始玻璃的组分，所有这些实施方式都是优选的，起始玻璃的组分对于根据本发明的玻璃陶瓷的组分也是优选的。
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。
本发明还涉及这种包含用于硅酸锂、特别是偏硅酸锂和/或焦硅酸锂的结晶的核的起始玻璃。
特别地，通过在特别是约1400℃至1700℃的温度下将合适的起始材料诸如碳酸盐、氧化物和卤化物的混合物熔化0.5小时至4小时来制造起始玻璃。然后将熔体倒入水中以制造玻璃熔块。为了实现特别高的均匀性，将所获得的玻璃熔块再次熔化。
然后，可将熔体倒入模具中以制造起始玻璃的坯料，即所谓的整个(solid)玻璃坯料或整体坯料。
特别优选地，使用用于还原铜阳离子的试剂，特别是有机化合物优选糖、金属粉末优选Al或Fe粉末，或锡化合物优选SnO或SnO2作为起始。据推测在玻璃陶瓷的制造过程中，从起始玻璃的熔化开始，该还原剂至少部分地引起存在的铜阳离子的还原，并导致优选地形成单质铜。
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，其中由起始材料混合物熔化得到起始玻璃，该混合物包含用于还原铜阳离子的还原剂，特别是有机化合物优选糖、金属粉末优选Al或Fe粉末，或锡化合物优选SnO或SnO2，并且使起始玻璃经受至少一次热处理。
在优选的实施方案中，用于还原铜阳离子而存在的试剂与起始材料混合物中的铜的摩尔比为0.5至200，优选地1至80，特别优选地1至30。
通过对起始玻璃进行热处理，可以首先制造出另外的具有核的前体起始玻璃。然后，通过热处理该另外的前体，可制造根据本发明的硅酸锂玻璃陶瓷。供选择地，根据本发明的玻璃陶瓷可以通过对起始玻璃进行热处理而形成。
优选的是，在400℃至600℃，特别地450℃至550℃，更优选地460℃至490℃的温度下使起始玻璃经受热处理，持续时间优选为5分钟至120分钟，特别是10分钟至60分钟，以制造具有用于硅酸锂结晶的核的起始玻璃。
进一步优选的是，在500℃至1050℃，优选地650℃至970℃的温度下，使起始玻璃或具有核的起始玻璃经受热处理，持续时间特别是5秒至120分钟，优选为1分钟至100分钟，更优选为5分钟至60分钟，进一步优选为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，其中使起始玻璃或具有核的起始玻璃经受500℃至1050℃，优选地650℃至970℃温度下的热处理，持续时间特别是5秒至120分钟，优选为1分钟至100分钟，更优选为5分钟至60分钟，进一步优选为10分钟至30分钟。
在进一步优选的实施方案中，可首先在500℃至800℃，优选地550℃至800℃的温度下，使起始玻璃或具有核的起始玻璃经受热处理，持续时间特别是5秒至120分钟，优选为1分钟至100分钟，特别优选为5分钟至60分钟，进一步优选为10分钟至30分钟，以制造根据本发明的以偏硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷。
然后，可使根据本发明的以偏硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷经受进一步的热处理，以将偏硅酸锂晶体转化成焦硅酸锂晶体，特别是形成根据本发明的以焦硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷。优选地，在800℃至1050℃，优选地850至1030℃，更优选900℃至970℃的温度下，使玻璃陶瓷经受进一步的热处理，持续时间特别是5秒至120分钟，优选为1分钟至100分钟，更优选为5分钟至60分钟，进一步优选为5分钟至30分钟、最优选为5至10分钟。
对于给定的玻璃陶瓷，例如通过在不同温度下进行X射线衍射分析，可确定热处理的适当条件。
根据本发明的玻璃陶瓷和根据本发明的玻璃特别地以任何形状和尺寸的坯料例如诸如薄层、长方体或圆柱体的整体坯料存在。在这些形式中，它们可以容易地进一步加工成例如牙科修复体。它们也可以是牙科修复体，诸如嵌体、高嵌体、牙冠、饰面、刻面或基牙的形式。
由根据本发明的玻璃陶瓷和根据本发明的玻璃可以制造牙科修复体，诸如牙桥、嵌体、高嵌体、牙冠、饰面、刻面或基牙。因此，本发明还涉及它们用于制造牙科修复体的用途。优选的是，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。
通常通过材料去除方法，特别是通过铣削和/或研磨来进行机械加工。特别优选的是，以CAD/CAM方法进行机械加工。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用于机械加工。优选地，使用根据本发明的具有核的起始玻璃或以偏硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷。根据本发明的玻璃和玻璃陶瓷可特别地以坯料的形式使用。
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，本发明的目的还在于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，优选地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，本发明还涉及用于制造牙科修复体特别是牙桥、嵌体、高嵌体、饰面、基牙、部分牙冠、牙冠或刻面的方法，其中通过机械加工，特别是以CAD/CAM方法，赋予根据本发明的玻璃陶瓷或玻璃期望的牙科修复体的形状。
具体实施方式
下面通过非限制性实施例更详细地阐述本发明。
实施例
实施例1至48-组成和晶相
通过熔化相应的起始材料以制造起始玻璃，并随后然后对其它们进行热处理以控制结晶，制造了总共48种根据本发明具有表I所示组成的玻璃和玻璃陶瓷，其组成如表I所示。
所施加的热处理以及所获得的玻璃陶瓷的性质也在表I中给出。适用下列含义
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)(SEVNB法)测量的断裂韧性
化学稳定性 根据ISO 6872(2015)测量的质量损失
σ双轴 根据ISO 6872(2015)(活塞三球测试)测量的双轴断裂强度。
在实施例中，首先将具有表I中给出的组成的起始玻璃在温度TS下由普通原材料以100g至200g的规模熔化持续时间tS，其中可非常良好地熔化而不形成气泡或条纹。在实施例10、14和48中，还将糖作为还原剂加入到原材料中。
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以匀质化。然后将所得的起始玻璃熔体倒入石墨模具中以产生整体玻璃块。
对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，得到以焦硅酸锂作为主晶相的玻璃陶瓷。
通过X射线衍射测定晶相的量。为此，通过研磨和筛分(＜45μm)制备相应的玻璃陶瓷粉末，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，产品号42571)混合。该混合物用丙酮中调浆以实现最佳的可能的混合。然后将混合物在约80℃干燥，然后用使用CuKα辐射和0.014°的2θ步长的Bruker D8 Advance衍射仪记录10°至100°的2θ范围内的衍射图。然后使用Bruker的TOPAS 5.0软件使用Rietveld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)(活塞三球测试)测定双轴断裂强度，将支架粘结到松弛并成核的玻璃块上，随后使用CAD/CAM研磨装置(Sirona InLab)对这些块进行机械加工。研磨过程使用涂覆金刚石的研磨工具进行。使所得的薄层经受温度TC1下的表中所示的热处理，持续时间tC1，然后使用金刚石砂轮将结晶的薄层抛光至厚度为1.2±0.2mm。在如此制备的试样上测定双轴断裂强度。
对于制造的玻璃陶瓷，测定了330MPa至780MPa的高双轴断裂强度。
根据ISO 6872(2015)(SEVNB法)测定断裂韧性，并且对于制造的玻璃陶瓷，测定了2MPa·m0.5至3.2MPa·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小于100g/cm2的酸溶解度。
通过CAD/CAM支持的机械加工由所产生的玻璃和玻璃陶瓷制造牙冠，并且这些牙冠任选地进一步经受表I中所示的条件下的最终结晶。
Claims (22)
1.一种硅酸锂玻璃陶瓷，其包含以CuO计算0.001重量％至1.0重量％，特别地0.05重量％至0.7重量％，优选地0.06重量％至0.5重量％，特别优选地0.07重量％至0.35重量％的铜。
2.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷，其中所述铜至少部分地作为单质铜存在。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃陶瓷，其包含67.0重量％至89.0重量％，优选地68.0重量％至82.0重量％，特别优选地70.0重量％至81.0重量％的SiO2。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含7.0重量％至22.0重量％，优选地13.0重量％至19.0重量％，特别优选地14.0重量％至17.0重量％的Li2O。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含以SnO计算0.002重量％至1.5重量％，特别地0.05重量％至1.0重量％，优选地0.1重量％至0.8重量％，特别优选地0.1重量％至0.6重量％的锡。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含0.1重量％至6.0重量％，优选地0.1重量％至5.0重量％，更优选地0.5重量％至4.0重量％，进一步优选地0.9重量％至3.0重量％的Al2O3。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含1.0重量％至11.0重量％，优选地1.5重量％至7.0重量％的选自K2O、Na2O、Rb2O、Cs2O及其混合物的一价元素氧化物MeI 2O。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含0重量％至11.0重量％，特别地0.5重量％至6.0重量％，优选地1.0重量％至4.5重量％，特别优选地1.5重量％至4.0重量％的K2O。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含0重量％至10.0重量％，优选地1.0重量％至9.0重量％，特别优选地2.0重量％至7.0重量％的选自CaO、MgO、SrO、ZnO及其混合物的二价元素氧化物MeIIO。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含0.1重量％至12.0重量％，优选地1.0重量％至9.0重量％，特别优选地2.0重量％至8.0重量％的选自Al2O3、B2O3、Y2O3、La2O3及其混合物的三价元素氧化物MeIII 2O3。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含作为主晶相的焦硅酸锂或偏硅酸锂，优选地作为主晶相的焦硅酸锂。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含至少10重量％，优选地10重量％至50重量％的偏硅酸锂晶体。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的玻璃陶瓷，其包含至少50重量％，优选地50重量％至85重量％的焦硅酸锂晶体。
14.一种起始玻璃，其包含根据权利要求1至10中任一项所述的玻璃陶瓷的组分。
15.根据权利要求14所述的起始玻璃，其包含用于偏硅酸锂和/或焦硅酸锂结晶的核。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的玻璃陶瓷或根据权利要求14或15所述的起始玻璃，其中所述玻璃陶瓷和所述起始玻璃是坯料或牙科修复体的形式。
17.一种用于制造根据权利要求1至13或16中任一项所述的玻璃陶瓷的方法，其中使根据权利要求14至16中任一项所述的起始玻璃经受至少一次热处理，特别是500℃至1050℃、优选地650℃至970℃的至少一次热处理。
18.根据权利要求17所述的方法，其中
(a)在400℃至600℃，特别地450℃至550℃，更优选地460℃至490℃的温度下，使所述起始玻璃经受热处理，以形成具有核的起始玻璃，和
(b)在500℃至1050℃，特别地650℃至970℃的温度下，使所述具有核的起始玻璃经受热处理，以形成硅酸锂玻璃陶瓷。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中通过熔化起始材料的混合物形成所述起始玻璃，所述混合物包含用于还原铜阳离子的试剂，优选地有机化合物或锡化合物，更优选地糖、SnO或SnO2。
20.根据权利要求1至13或16中任一项所述的玻璃陶瓷或根据权利要求14至16中任一项所述的起始玻璃作为牙科材料，优选地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。
21.根据权利要求20所述的用于制造牙科修复体的用途，其中通过机械加工赋予所述玻璃陶瓷或所述起始玻璃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。
22.一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，其中通过机械加工，特别是以CAD/CAM方法，赋予根据权利要求1至13或16中任一项所述的玻璃陶瓷或根据权利要求14至16中任一项所述的起始玻璃期望的牙科修复体的形状。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21217414 | 2021-12-23 | ||
| EP21217414.8 | 2021-12-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116332514A true CN116332514A (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=79021829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211660002.4A Pending CN116332514A (zh) | 2021-12-23 | 2022-12-21 | 含铜的硅酸锂玻璃陶瓷 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230202905A1 (zh) |
| EP (1) | EP4201901A3 (zh) |
| JP (1) | JP2023094602A (zh) |
| KR (1) | KR20230096877A (zh) |
| CN (1) | CN116332514A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117550810A (zh) * | 2023-11-14 | 2024-02-13 | 河北美科微晶材料有限公司 | 一种光敏微晶玻璃及其生产工艺 |
Family Cites Families (10)
| 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 |
| US4480044A (en) * | 1984-02-01 | 1984-10-30 | Corning Glass Works | High expansion glass-ceramic articles |
| EP0810586B1 (en) * | 1996-05-28 | 2006-03-01 | Kabushiki Kaisha Ohara | A glass-ceramic substrate for a magnetic information storage medium and a method for manufacturing the same |
| ATE299478T1 (de) | 2001-12-12 | 2005-07-15 | Schott Ag | Verwendung einer antimikrobiellen glaskeramik für zahnpflege, mundhygiene |
| US7141520B2 (en) | 2001-12-12 | 2006-11-28 | Schott Ag | Antimicrobial alkali-silicate glass ceramic and the use thereof |
| DE10304382A1 (de) | 2003-02-03 | 2004-08-12 | Schott Glas | Photostrukturierbarer Körper sowie Verfahren zur Bearbeitung eines Glases und/oder einer Glaskeramik |
| 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 |
| CN106746675B (zh) * | 2017-02-10 | 2019-04-26 | 长春理工大学 | 高强度抑菌抗菌二硅酸锂玻璃陶瓷及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-13 EP EP22213189.8A patent/EP4201901A3/de active Pending
- 2022-12-19 US US18/068,277 patent/US20230202905A1/en active Pending
- 2022-12-21 KR KR1020220179982A patent/KR20230096877A/ko unknown
- 2022-12-21 CN CN202211660002.4A patent/CN116332514A/zh active Pending
- 2022-12-22 JP JP2022205344A patent/JP2023094602A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117550810A (zh) * | 2023-11-14 | 2024-02-13 | 河北美科微晶材料有限公司 | 一种光敏微晶玻璃及其生产工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023094602A (ja) | 2023-07-05 |
| US20230202905A1 (en) | 2023-06-29 |
| EP4201901A3 (de) | 2023-07-12 |
| EP4201901A2 (de) | 2023-06-28 |
| KR20230096877A (ko) | 2023-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10358380B2 (en) | Lithium silicate glass ceramic and glass with divalent metal oxide | |
| US10321980B2 (en) | Lithium silicate glass ceramic and glass with trivalent metal oxide | |
| CA2851386C (en) | Lithium silicate glass ceramic and glass with monovalent metal oxide | |
| JP6993093B2 (ja) | Ａｌ２Ｏ３未含有のケイ酸リチウムガラス組成物 | |
| CA2851577C (en) | Lithium silicate glass ceramic and glass with pentavalent metal oxide | |
| CN111559861B (zh) | 含有铈和锡的荧光玻璃陶瓷和玻璃 | |
| US10098716B2 (en) | Lithium silicate glass ceramic and glass with hexavalent metal oxide | |
| JP7166128B2 (ja) | 高い遮蔽性を有する高強度ケイ酸リチウムガラス組成物 | |
| CN116332514A (zh) | 含铜的硅酸锂玻璃陶瓷 | |
| CN111559870B (zh) | 含有铕的荧光玻璃陶瓷和玻璃 | |
| KR20230152056A (ko) | 석영 고용체 상을 갖는 유리 세라믹 | |
| US20230202906A1 (en) | Lithium silicate glass ceramic comprising tin | |
| US20240132396A1 (en) | Glass ceramic with quartz solid solution phases | |
| JPH10338540A (ja) | ガラスおよび歯科用陶材 | |
| CN116917245A (zh) | 具有石英固溶相的玻璃陶瓷 | |
| KR20230029545A (ko) | 용이한 기계가공성을 갖는 리튬 실리케이트 유리 세라믹 | |
| CN115710090A (zh) | 具有易加工性的硅酸锂玻璃陶瓷 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |