金玻璃陶瓷牙冠修复体和双生物陶瓷涂层钛植入体材料的制备和性能研究

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1、分类号——密级万方数据UDC学位论文金／玻璃陶瓷牙冠修复体和双生物陶瓷涂层／钛植入体材料的制备和性能研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：易伟孙旭东教授东北大学材料与冶金学院／I．．1．博士、学科类别：工嘭材料学2014年4月论文答辩日期：2014年6月答辩委员会主席：石南林东北大学2014年6月万方数据ADissertationinMaterialsScienceProcessingandpropertiesofthegold／glass--ce

2、ramicdentalcrownandthedouble--layered一‘‘Irn‘‘’‘’bioceramics／。1’iimplantmaterialsByYiWeiSupervisor：ProfessorSunXudongNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作

3、的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：麟日期：硼够。舌、?3学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：签字日期：弘f哆。舌导师签名：二夸孑忽y乏陟签字日期■

4、三．乒易7签字日期秽、。膨．乡．哆夕甲易乒万方数据金／玻璃陶瓷牙冠修复体和双生物陶瓷涂层／钛植入体材料的制备和性能研究摘要本文分别研究了牙冠用金／玻璃陶瓷(goldparticles／glass．ceramic，GP／GC)复合材料和双生物陶瓷涂层／钛(hydroxyapatite．glass．ceramic／glass．ceramic／Ti，HA．GC／GC／Ti)复合材料植入体的制备及其性能。GP／GC复合材料色泽美观、力学性能可靠且GP用量少，可作为牙冠修复体长期修复受损牙冠。HA．GC／

5、GC／Ti复合材料兼有Ti基体优良的力学性能和HA极佳的生物学性能，可用于修复人体受损的承力较大的部位，如牙齿和骨修复。采用真空热挤出法制备了以齿科金合金颗粒(dentalgoldalloyparticles，GP)为增韧相，齿科玻璃陶瓷(dentalglass．ceramic，GC)为基体，GP分布可控的GP／GC复合材料。GP集中分布在复合材料最大受力区域，有效提高了材料的力学性能并减少了贵金属的用量。系统研究了GP／GC复合材料的显微组织和力学性能，阐述了GP／GC界面的形成机制，探讨了G

6、P／GC复合材料的增强、增韧机理。以纳米羟基磷灰石粉(HA)和玻璃陶瓷粉(GC)为原料，采用浸渍一烧结法在医用三维钛网表面构建了双生物陶瓷涂层，制得三维HA．GC／GC／Ti复合材料。Ti网完全被致密的GC涂层包覆，降低了复合材料的弹性模量，且可防止Ti基体被腐蚀。复合材料外层为多孔HA．GC涂层，提高了复合材料的生物活性和生物相容性。系统研究了HA．GC／GC／Ti复合材料的显微组织及力学性能，分析了GC涂层与Ti基体的界面结合，综合评价了Ti基体，GC／Ti复合材料和HA．GC／GC／Ti复

7、合材料的生物学性能。研究结果表明：(1)在GP／GC复合材料的制备过程中，通过调节GP在GP／GC预烧体中的质量分布梯度和预烧体几何形状，利用GP／GC混合体的高温流动性，可控制GP集中分布在GP／GC复合材料的最大受力区域，有助于提高复合材料的力学性能，并可减少GP的用量，且GP完全处于GP／GC复合材料的内部，保障了复合体的美观性。GP／GC复合材料的维氏硬度为5．454-0．4GPa，抗弯强度为3294-28MPa，断裂韧性为3．04-0．33万方数据MPa．mm。与GC材料相比，GP／G

8、C复合材料的维氏硬度相同，抗弯强度提高了一倍，断裂韧性提高了两倍。(2)GP／GC复合材料中的玻璃陶瓷基体由白榴石和钾长石组成。在烧结过程中，白榴石与GP发生了化学反应，生成了金铝金属间化合物(A1xAuv)，反应层厚度为20．30nin，有助于提高GP／GC界面结合强度。GP和GC基体的热膨胀系数不匹配，在复合材料内部产生了残余压应力，有助于提高复合材料的抗弯强度。裂纹扩展过程中，GP发生塑性形变，有利于提高复合材料的断裂韧性。GP／GC复合材料经不同温度热处理后，GC基体晶化明显，GP与GC