具有梯度特性的齿科修复复合材料制备及表征

本工作的目的是研究原生牙齿的梯度力学性能,制备聚合物渗透陶瓷网络(PICN)复合材料,模拟天然牙的力学行为。采用纳米压痕法测定了牙釉质和牙本质的弹性模量和维氏硬度。结果表明,原生牙齿的力学性能具有梯度特性。树脂填充部分烧结硅铝酸钠、氧化铝和氧化锆的力学性能有很大差异。通过逐步改变陶瓷组分,实现了力学性能的梯度变化。一种是纳米玻璃相硅铝酸钠/微米α氧化铝层合复合材料。陶瓷坯体的烧结温度为700℃,保温时间分别为2、4和6 h。对复合材料的抗弯强度、断裂韧性、弹性模量和硬度进行了测试,结果表明:硅铝酸钠/微米α氧化铝复合材料的弹性模量和硬度呈现梯度特性。另一种是3Y-TZP/微米α氧化铝层合复合材料。坯体烧结温度分别为1150和1200℃,保温时间为2h。其弹性模量和硬度均呈现梯度特性。SEM观察表明,过渡区形成了相互咬合的网络结构。与普通均质材料不同,本研究制备的复合材料具有各向异性。因此,复合材料的力学性能更接近于原生牙齿。