牙科铸钛化学研磨的实验研究

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钛及钛合金作为新型的口腔修复材料,具有优越的生物相容性和良好的生物力学性能,精密铸造是其主要加工方式之一,但经铸造后,钛表面形成复杂反应层,从而影响其临床效果。简单的机械研磨不适合于牙科铸钛的表面精加工。相比于机械研磨,化学研磨具有研磨效率高、加工精细、表面质量好等优点,是改善钛义齿表面质量、提高钛义齿加工效率的重要途径。但作为一可行的牙科铸钛化学研磨工艺,首先要确保钛作为牙科材料在理化和生物学性能上的优点不受影响,特别是能有效控制氢对钛的损害;其次化学研磨工艺操作过程要简单易行,稳定有效。为此,我们对牙科铸钛的化学研磨工艺进行了初步研究。 (1)在本研究中,配制了牙科铸钛酸洗液为(质量浓度):NH<,4>F12%、H<,3>P0<,4>12.5%、HN0<,3>及氨基磺酸等添加剂少许。应用该酸洗液对铸钛样品进行酸洗试验,比较检测样品的腐蚀量、显微硬度变化及金相显微结构,表明酸洗90~120秒可有效去除铸钛表面反应层,但随着酸洗时间延长,钛表面出现了新的氢脆污染层。 (2)应用片状锻造TA2钛样品,以正交试验设计优选钛化学抛光液的最佳组合,为:NH<,4>F5ml、H<,2>O<,2>12ml、尿素3ml、HNO<,3>12ml。改变抛光温度与时间,测试钛样品表面质量与腐蚀深度,得出化学抛光的最佳工艺条件为:操作温度——15~30℃、操作时间——2.5~3.5min。 (3)应用本研究配制的化学研磨体系、日本产化学研磨体系、HF-HNO<,3>化学研磨体系和简单的机械研磨对牙科铸钛样品进行表面加工处理,比较检测各种工艺加工后的铸钛表面腐蚀量、粗糙度、金相显微结构和X射线衍射谱,发现HF-HNO<,3>化学研磨体系和简单的机械研磨工艺使钛表面形成二次污染;而应用本研究设计的牙科铸钛化学研磨工艺和日本产化学研磨体系,铸钛表面反应层被均匀去除,不形成新的污染层,因而可实现牙科铸钛表面的有效研磨。 (4)应用自配化学研磨体系对喷砂后铸钛表面酸洗90s、化学抛光180s,其腐蚀量为18.9±0.8mg·cm<-2>,化学处理后铸钛表面粗糙度为R<,a>=0.5040±0.1312μm,经进一步机械精抛光,铸钛表面粗糙度可达R<,a>=0.3780±0.1297μm。应用日本产化学研磨体系对喷砂后铸钛表面酸洗120s、化学抛光240s,其腐蚀量为25.7±1.0mg·cm<-2>,化学处理后铸钛表面粗糙度为R<,a>=1.0220±0.1463μm,经进一步机械精抛光,铸钛表面粗糙度可达R<,a>=0.3960±0.1685μm。
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