微弧氧化技术形成可替代纯钛烤瓷冠遮色瓷陶瓷膜的研究

论文摘要

本研究采用微弧氧化技术制备陶瓷膜以替代纯钛烤瓷冠的遮色瓷,改变传统的烤瓷工艺,减少牙体预备时牙体组织的切割量,使烤瓷冠颜色更理想,增加钛瓷结合强度。在Na3PO4-FeSO4-Ce（NO3）3-Mg（CH3COO）2和K2ZrF6-FeSO4-Ce（NO3）3电解液体系中,通过调解电解液的配方及电源的工艺参数,在纯钛TA2表面制备颜色和烤瓷牙遮色瓷颜色相近的氧化陶瓷膜。运用扫描电镜（SEM）观察氧化膜的表面、截面形貌;X射线衍射图谱（XRD）分析氧化膜的相组成;X射线能谱仪（EDS）对氧化膜层的成分及其分布进行了分析;拉伸试验检测膜层与基体的结合强度;手持式分光光度计测定膜层的颜色。在Na3PO4-FeSO4-Ce（NO3）3-Mg（CH3COO）2体系中,通过调节电解液中硫酸亚铁和硝酸铈的浓度及电源参数制备出了浅黄色、黄色、浅红棕色、深红棕色的氧化膜层;在K2ZrF6- FeSO4-Ce（NO3）3体系中制备出了微乳白色、乳白色和乳黄色陶瓷膜层。且膜层与基体的结合强度高,远大于ISO中金瓷结合强度的要求25MPa。随Fe、Ce元素在氧化膜层中相对含量的变化膜层显示不同的颜色,膜层中铁元素相对含量增加时,膜层显红色;膜层中铈元素相对含量高时,膜层显黄色。通过调节微弧氧化电解液的组成和电源参数可以调整氧化膜层中各元素的相对含量,进而控制膜层的颜色。电解液中硫酸亚铁的浓度增大时,膜层的红色加深;电解液硝酸铈的浓度增大时,膜层的黄色加深;电源的正、负相电压增大时,均有利于铁、铈元素进入膜层,使膜层的颜色向红色和黄色偏移。电源的脉冲频率几乎不影响氧化膜层的颜色。膜层的颜色分布在国人牙齿的色度分布范围内,在Na3PO4-FeSO4-Ce（NO3）3-Mg（CH3COO）2体系中制备的理想膜层L值靠近国人牙齿色度范围的最小值,这个颜色靠近变色牙的颜色。而在K2ZrF6-FeSO4-Ce（NO3）3体系中,制备的最佳氧化膜层的颜色分布范围比较靠近正常牙的颜色分布范围。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钛及其合金在生物医学领域的应用
• 1.2 牙缺失及金属烤瓷修复
• 1.2.1 金属烤瓷冠的结构
• 1.2.2 钛及其合金烤瓷冠
• 1.3 微弧氧化技术及其在生物医学领域的应用现状
• 1.3.1 微弧氧化在生物医学领域的应用
• 1.4 钛及其合金传统着色方法
• 1.4.1 氧化膜的发色机理
• 1.4.2 传统氧化着色方法
• 1.5 选题背景和研究内容
• 1.5.1 选题背景和研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 试验材料与试验方法
• 2.1 微弧氧化试验装置
• 2.2 试验基体材料及试剂
• 2.3 实验操作流程
• 2.4 分析测试方法
• 2.4.1 微弧氧化膜层形貌、成分及相组成测试分析
• 2.4.2 膜层基本性能测试
• 第3章 溶液体系的选择及对膜层显微组织的影响
• 3.1 电解液体系成分的确定
• 3.1.1 主盐体系的选择
• 3.1.2 着色离子的的选择
• 3PO₄- FeSO₄- Ce（NO₃）₃-Mg（CH₃COO）₂ 体系'>3.2 Na₃PO₄- FeSO₄- Ce（NO₃）₃-Mg（CH₃COO）₂体系
• 4 浓度对微弧氧化膜层显微组织及结合强度的影响'>3.2.1 FeSO₄浓度对微弧氧化膜层显微组织及结合强度的影响
• 3）₃ 浓度对膜层显微组织的影响'>3.2.2 Ce（NO₃）₃浓度对膜层显微组织的影响
• 2ZrF₆- Fe5O₄- Ce（NO₃）₃ 体系'>3.3 K₂ZrF₆- Fe5O₄- Ce（NO₃）₃体系
• 3.4 本章小结
• 第4章 电源参数对膜层显微组织及结合强度的影响
• 4.1 正相电压对膜层显微组织及结合强度的影响
• 4.1.1 正相电压对微弧氧化电流密度的影响
• 4.1.2 正相电压对膜层相结构的影响
• 4.1.3 正相电压对膜层表面及截面形貌的影响
• 4.1.4 正相电压对膜层与基体结合强度的影响
• 4.2 负相电压对膜层显微组织及结合强度的影响
• 4.2.1 负相电压对微弧氧化电流密度的影响
• 4.2.2 负相电压对膜层相结构的影响
• 4.2.3 负相电压对膜层表面及截面形貌的影响
• 4.2.4 负相电压对膜层与基体结合强度的影响
• 4.3 脉冲频率对氧膜层的显微组织及结合的影响
• 4.3.1 脉冲频率对微弧氧化电流密度的影响
• 4.3.2 脉冲频率对膜层相结构的影响
• 4.3.3 脉冲频率对膜层表面及截面形貌的影响
• 4.3.4 脉冲频率对膜层与基体结合强度的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 溶液组份及工艺参数对膜层颜色的影响
• 5.1 陶瓷膜层的显色分析
• 4 的浓度对膜层颜色的影响'>5.1.1 FeSO₄的浓度对膜层颜色的影响
• 3）浓度对膜层颜色的影响'>5.1.2 Ce（NO₃）浓度对膜层颜色的影响
• 5.1.3 电源参数对膜层颜色的影响
• 2ZrF₆ 体系下膜层颜色的分析'>5.1.4 K₂ZrF₆体系下膜层颜色的分析
• 5.1.5 氧化膜层颜色与自然牙颜色的比较
• 5.2 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢