zro_2全瓷牙冠凝胶注模制备工艺研究

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1、分类号学号M201270146学校代码10487密级硕士学位论文ZrO2全瓷牙冠凝胶注模制备工艺研究学位申请人：谢红佳:学科专业：材料加工工程:指导教师：张祥林:教授答辩日期：20:15年5月11日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonGelcastingFormingProcessofZrO2All-ceramicCrownCandidate:XieHongji

2、aMajor:MaterialsProcessingEngineeringSupervisor:Prof.ZhangXianglinHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074，P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完

3、全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、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电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学

4、位论文摘要随着生活水平的提高，人们对全瓷牙的需求量越来越大，其中二氧化锆（ZrO2）陶瓷以其优异的生物相容性和耐腐蚀性，成为最好的全瓷牙冠的制备材料。传统ZrO2全瓷牙冠成型技术（CAD/CAM）技术要先对陶瓷坯体进行预烧结，然后经过复杂的机械加工和二次烧结才得到成品，制备过程繁琐、效率低，严重阻碍了该技术的发展与应用。凝胶注模成型工艺是新发展起来的陶瓷成型工艺，工艺简单，效率高，非常适合用于制备形状复杂且无毒的生物材料——陶瓷牙冠。本文以纳米二氧化锆为原料，采用凝胶注模成型工艺制备二氧化锆陶瓷牙冠，并对整个

5、工艺流程进行探索与研究。本文首先针对ZrO2陶瓷浆料的稳定性和分散性进行了研究，通过试验探索了浆料的pH值及分散剂添加量两个因素对其影响规律并得到最佳加入量。研究表明：当分散剂PAA-NH4的添加量为浆料质量的3wt.%，pH=11时，可获得固相体积分数为50vol.%、粘度为300mPa·s的浆料。以固相体积分数为50vol.%的陶瓷浆料为对象，在对浆料凝胶固化过程研究中，仔细探讨了引发剂、催化剂和环境温度对凝胶化时间的影响。结果表明：当加入0.6wt.%的引发剂、1.8wt.%的催化剂时，可以较快发生凝胶

6、反应，将该浆料置于60℃的恒温水浴中，固化反应时间可缩短至6～10min。本课题选用空气干燥法对注模凝胶体进行干燥研究，对干燥过程中的温度和湿度进行严格控制，研究干燥坯体的干燥收缩性能和力学性能，进一步证明配制浆料过程中，高固相体积分数和合适的有机单体比例的浆料，能制备出性能优异的干燥坯体。实验结果表明：在先低温高湿，再高温低湿的条件下，制备出的干燥坯体，形状完整、收缩均匀。最后采用无压烧结对ZrO2陶瓷干燥体进行烧结研究，根据有机单体和干燥生坯的热重分析数据，确定烧结制度，获得烧成品，测试烧成品微观特性和力

7、学性能并进行表征。结果表明：1450℃为最佳终烧温度，制得的ZrO2陶瓷烧结体微观组织致密，组成合理，抗弯强度可达763.1MPa；在最佳烧结温度1450℃条件下，初始浆料3固相体积分数为50vol.%时，ZrO2陶瓷烧成品体积密度达5.45g/cm，相对密度达98.18%，抗弯强度也达到716.2MPa。关键词：凝胶注模成型，氧化锆，陶瓷牙冠，固相体积分数，凝胶时间I华中科技大学硕士学位论文AbstractAslivingstandardsrise,thedemandforall-ceramiccrowni

8、sincreasing,thenzirconia(ZrO2)ceramicsmakethebestpreparationmaterialsforall-ceramiccrownasitsexcellentbiocompatibilityandanti–corrosion.ThetraditionalmethodofpreparingZrO2all-ceramiccrownisCAD/CAMtechn