牙用亚微米氧化锆增韧氧化铝陶瓷的摩擦磨损性能研究

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目的:本论文考察了自制亚微米氧化锆增韧氧化铝陶瓷(Z2S)在人工唾液润滑条件下的摩擦磨损行为及其对天然牙齿的磨损,并与目前口腔临床常用烤瓷材料Vita瓷和Dentsply瓷做了对比,从摩擦学角度评价了其临床应用的可行性。 方法:为模拟牙齿的磨损条件,在UMT-2MT型摩擦磨损试验机上进行两类摩擦磨损试验。采用往复运动方式,频率2Hz,振幅2mm,模拟唾液润滑。第一类实验以φ3mm的Si3N4陶瓷球为偶件评价Z2S的摩擦学性能,条件为:载荷10-50N,时间为30,60,90,120,180min。第二类实验选用新鲜的发育良好的离体第三磨牙评价Z2S对天然牙的磨损,并以此作为材料临床应用的一个判据。实验前将天然牙齿和Z2S瓷块及Dentsply瓷块先后用无水乙醇和蒸馏水超声清洗并吹干。将牙齿作为上试件,两种瓷块作为下试件,载荷20N,试验时间60min。用JSM-5600LV型扫描电子显微镜(SEM)观察磨损表面形貌;采用2201型轮廓仪测定了试样磨损表面的断面轮廓,计算了磨损率并进行了比较分析。结果与Si3N4陶瓷配副时,Z2S的摩擦学性能优于Vita瓷和Dentsply瓷,特别是其磨损率比Vita瓷和Dentsply瓷的磨损率低两个数量级。Z2S的主要磨损机制是轻微的磨粒磨损和塑性变形,并受ZrO2的摩擦诱导相变控制。与天然牙齿配副时,Z2S不仅自身磨损低而且对天然牙齿的磨损较小,天然牙齿釉质磨损表面保持了较好的初始形态;其与天然牙齿的配对性优于Dentsply瓷与天然牙齿的配对性。 结论:1.与Si3N4陶瓷球为摩擦偶件时,亚微米氧化锆增韧氧化铝陶瓷的摩擦系数和磨损率明显低于传统烤瓷材料Dentsply瓷和Vita瓷,尤其是磨损率比传统烤瓷材料低两个数量级,具有优良的摩擦磨损性能。 2.亚微米氧化锆增韧氧化铝陶瓷的磨损机制主要是磨粒磨损,微犁削及一定程度的塑性变形,并受ZrO2的摩擦诱导相变控制。 3。与天然牙釉质为摩擦偶件时,亚微米氧化锆增韧氧化铝陶瓷自身的磨损及其对天然牙釉质的磨损均明显小于目前口腔临床常用的Dentsply瓷,其与天然牙釉质的配对性优于Dentsply瓷与天然牙釉质的配对性,故其有潜在的临床应用前景。
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