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纯钛表面电火花沉积处理对钛瓷结合影响的研究

作　者: 姜涛
导　师: 高勃
学　校: 第四军医大学
专　业: 临床口腔医学
关键词: 电火花沉积中间层纯钛钛瓷结合强度
分类号: R783.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

烤瓷熔附金属修复目前在口腔医学冠桥修复中应用广泛。钛金属以其良好的耐腐蚀性能、优良的生物学性能、理想的物理和机械性能和低廉的价格作为基底材料得到了普遍的应用。但是,临床观察发现钛基底烤瓷修复常出现崩瓷现象,其主要是因为钛瓷结合强度偏低。所以增强钛瓷结合强度可提高钛基底烤瓷修复的成功率。目前普遍认为在使用钛专用瓷粉情况下钛瓷结合强度仍然偏低的原因是:钛在高温环境中的还原能力极强,在烤瓷过程中表面极易形成厚而多孔、附着较差的氧化膜。很多研究已经证明,可以通过钛表面涂层处理来防止纯钛在高温下的过度氧化,从而提高钛瓷结合强度。因此,本研究采用电火花沉积技术制备钛瓷结合界面中间层,探讨该方法对钛瓷结合强度的影响,优选工作参数,以提高钛瓷结合强度,为临床工作提供参考。具体方法及研究结果如下。1.分别用硅、锆及钴铬合金电极通过电火花沉积技术对纯钛试件进行表面处理,对照组不作处理,常规喷砂后参照IS0 9693(1999)Amd.1 2005(E)标准在试件中份烧结Ti-22瓷粉,进行以钛瓷间三点弯曲结合强度为主要评价指标的检测分析。结果表明喷砂后各组试件表面粗糙度差异无显著性(P>0.05),硅电极组钛瓷间的三点弯曲结合强度最高,为(30.08±1.55)MPa,较其他3组结合强度差异有显著性(P<0.05),其他3组间钛瓷结合强度差异无显著性(P>0.05)。扫描电镜观察显示各组试件钛瓷结合界面均未见明显氧化层,硅电极组可见中间层与钛基材间有约15-20 m的过渡层。2.在上述实验基础上,以硅为工作电极,按不同喷砂方式进行分组。结果表明喷砂后3组试件表面粗糙度差异无显著性(P>0.05),强化喷砂组1的三点弯曲结合强度为(32.56±1.34)MPa,高于常规喷砂组(29.95±1.49)MPa(P<0.05)和强化喷砂组2(26.30±1.31)MPa(P<0.05)。扫描电镜观察显示常规喷砂组的中间层有裂痕存在,强化喷砂组1的中间层有裂痕的薄弱部分已去除,强化喷砂组2的中间层已被喷砂完全去除。3组试件钛瓷结合界面均未见明显氧化层,强化喷砂组1仍可见中间层与钛基材间的过渡层。X射线衍射分析结果提示常规喷砂组中间层中有TiN、Ti5Si3及TiSi2生成,强化喷砂组1中间层中仍含有Ti5Si3及TiSi2。3.在先前实验的基础上,对电火花沉积的工作电压进行调整,通过对各组三点弯曲结合强度进行比较,筛选出合适的工作的电压。结果表明经不同工作电压处理、强化喷砂后各组试件表面粗糙度差异无显著性(P>0.05)。梯度电压组三点弯曲结合强度最大(35.33±2.00MPa),较50V、70V电压组及对照组差异有显著性(P<0.05)。通过扫描电镜观察,结果显示各组试件钛瓷结合界面均未见明显氧化层。能谱分析结果显示,50V、70V及梯度电压组中间层Si元素含量质量比依次为1.24%、4.12%、13.03%。结论:1.使用硅电极,以空气为介质,电参数(电容:300 F,频率:50Hz,电压:70V-60V-50V梯度电压),覆盖率100%,对铸造纯钛的表面进行电火花沉积处理,配合强化喷砂,可以明显的提高钛瓷结合强度(35.33±2.00MPa)。2.在铸造纯钛表面应用电火花沉积技术制备中间层可以提高钛瓷结合性能,该技术具有一定的应用前景。

全文目录

缩略语表  5-6
中文摘要  6-8
ABSTRACT  8-12
前言  12-13
文献回顾  13-37
  第一部分钛的基本性能及其在口腔修复学的应用  13-16
  第二部分烤瓷熔附金属修复的发展  16-32
  第三部分电火花沉积技术  32-37
实验一钴铬合金、硅、锆电极ESD行钛表面处理对钛瓷结合强度的影响  37-49
  1 材料和设备  37-38
  2 方法  38-40
  3 结果  40-45
  4 讨论  45-48
  5 小结  48-49
实验二不同喷砂处理对ESD-硅涂层与瓷结合强度的影响  49-57
  1 材料和设备  49
  2 方法  49-51
  3 结果  51-55
  4 讨论  55-56
  5 小结  56-57
实验三 ESD 工作电压对ESD-硅涂层与瓷结合强度的影响  57-64
  1 材料和设备  57
  2 方法  57-59
  3 结果  59-62
  4 讨论  62-63
  5 小结  63-64
小结  64-65
参考文献  65-72
个人简历和研究成果  72
攻读硕士学位期间取得的成果  72-73
致谢  73

纯钛表面电火花沉积处理对钛瓷结合影响的研究

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