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1、<p><p>&lt;p&gt;&amp;lt;p&amp;gt;題目：牙科用陶瓷 組員： 王怡汶1 李若芃6 陳莘嵐18 陳妍穎37 黃怡靜41 蕭百祺49 內容大綱 ? 成分 ? 機械和物理性質 ? 陶瓷復形體的製作 ? 陶瓷的材料應用 ? 報告內容 ? 成分(Compositton) ? 牙科用陶瓷以玻璃為基質的晶體礦物質（如長石、鋁石 、矽土）。 ? 但大部分都以矽土(Silica，SiO2)為主,以結晶型態,陶瓷 通常的主要成分為長石(feldspar) 矽土和高領土、 (Kaoli
2、n, or clay) 。 ? 玻璃由微粒粉末组成，在高溫下燒結時,這些粉末熔合在 一起形成一種半透明的牙齒樣物質 ? 牙科陶瓷是耐久性最好的美觀修復材料，很容易清除污 漬和菌斑。缺點：易脆也易碎,燒結時收縮程度高,與天 然牙齒的顏色和型態完全配合有困難。 ? 牙科用陶瓷(Dental Ceramics) ? 牙科用陶瓷目前以陶瓷為基準,因為它能與自然牙齒最接 近,不論是色澤、生物相容性或美觀都有一定的水準。 ? 牙科用陶瓷包括冠心體材料(Core Materials)、陶瓷玻 璃(Castable Glass Ceramics) ? 、瓷鑲面(Porcelain Veneer)、冠蓋體和嵌體
3、 (Porcelain Inlays and Onlays)。 ? 牙科用陶瓷可以分成三類： ? 一. 用於製作人工牙齒 ? 二. 製作套冠體（jacket crown）和嵌體 ? 三. 牙釉質也很適合，用鑄造金冠上的罩面 ? 第二類和第三類是牙醫師和牙技師最常用的 ? 玻璃變性劑(Glass Modifier) ? 牙科用陶瓷的熔點會因為添加玻璃變性劑持續下降,此時 的化學反應性變的不穩定,如果在口腔中很容易發生陶瓷 分子滲漏於口腔環境中的現象,使用性變低。 ? 牙科用陶瓷燒製成(Firing temperature)的溫度大約為 ： ? 1.高熔點陶瓷1288 -1371&
4、amp;amp;#176;C（2350 -2500&amp;amp;#176;F） ? 2.中熔點陶瓷1093 -1260&amp;amp;#176;C（2000 -2300&amp;amp;#176;F） ? 3.低熔點陶瓷871 -1066&amp;amp;#176;C（1600 -1950&amp;amp;#176;F） ? 牙科用陶瓷內的長石(Feldspar) ? 長石是一種天然礦物質,內部有鉀長石(Potash Feldspar)、鋁土(Alumina, Al2O3)和矽土(Silica, SiO2 )
5、是燒製陶瓷金屬融合牙冠的主要成份之一。主要特性能 夠降低熔點,增加熱膨脹係數及提高陶瓷的透明度。 ? 牙科用陶瓷內的石英(Quartz) ? 陶瓷是耐高溫的成分之一,製造過程和長石差不多,提供 陶瓷在燒製時型態的穩定性,並作為其他成分的形成支架 ,特點是增加強度和提高熔點。 ? 牙科用陶瓷內的瓷土(高領土)(Kaolin) ? 特性是降低透明度、加水後可提供推積塑行。 ? 其他添加物(Other Additions) ? 添加金屬氧化物幫助成色,以幫助自然牙齒的色澤。 ? 如:添加氧化銅或氧化铬燒製後呈綠色,添加氧化鎂生製 後呈紫色,氧化鐵呈褐色,氧化鈦呈黃褐色,氧化鈷呈藍色, 添加氧化鎳呈褐
6、色,添加氧化錫或氧化鋁燒製後呈褐白色 。 ? 目前大多使用的陶瓷成分中以長石75%85%,石英 12%22%,瓷土3%5%,和4%的高領土等其他少量的色 素組成。 高熔點陶瓷 中熔點陶瓷低熔點陶瓷 組成 牙本質牙釉質牙本質牙釉質牙本質牙釉質 SiO2 72.965.163.164.368.167.6 Al2O3 72.919.419.819.18.89.7 CaO 3.53.7 Na2O 1.682.42.02.44.74.5 K2O 9.812.87.98.48.48.1 B2O3 0.156.85.26.46.3 ZnO 0.250.25 ZrO2 燒製 溫度 () 13001300110
7、01100960960 低熔點真空陶瓷金屬建結陶瓷 組成 鋁土冠心體牙本質牙釉質牙本質牙釉質 SiO2 35.066.564.759.263.5 Al2O3 53.813.513.918.518.9 CaO 1.121.78 Na2O 2.84.24.84.85.0 K2O 4.27.17.511.812.3 B2O3 3.26.67.34.60.12 ZnO 0.580.11 ZrO2 0.390.13 燒製溫 度() 980980950900900 ?機械和物理性質 ?最後形成陶瓷成品性質重大影響因素： ?陶瓷在燒製以前其粉末於成型過程中縮和的程度 (Degrre of Condensat
8、ion)和擠壓處理(Compaction) 狀況。 ?燒製的程度和和容陶瓷的步驟。 關於熔合的陶瓷（Fused Porcelain)材料的 性質方面較為重要的是橫向強度。 陶 瓷62-90MPa (9000-13000psi) 剪切強度110MPa (16000psi) 對勁抗拉強度34MPa (5000psi) 抗壓強度172MPa 彈性模數69GPa (10&amp;amp;#215;10psi) 落氏硬度數460 橫 向 強 度 ?線性收縮，經上釉的陶瓷 ?陶瓷線性收縮 低溶點 14 高溶點 11.5 如處理不當將出現過度上釉（Overglaze)情形，無論哪一種溶點 的
9、陶瓷都會發生較大的線性收縮，而容積收縮則不同於溶點陶瓷間 收縮量的差異可能大於。 ?陶瓷容積收縮量 低溶點 3237 高溶點 2834 ? 熔合陶瓷的比重 高溶點和低溶點差異不大 視比重(Apparent Specific Gravity)約2.2-2.3 真比重(Ture Specific Gravity)約2.4 ? 陶瓷熱性質方面包括熱導性(Thermal Conductivity)為0.003/ 和擴散度為0.64平方sec 牙科用陶瓷強化處理 ? 改善陶瓷弱點兩大方向： ? 強化材料脆性 ? 改善材料在應用上設計以降低應力的集中和拉張應力的 發生。 優點缺點 1. 美觀品質 2. 高
10、抗壓強度 3. 良好化學穩定性 和生物相容性 1. 脆性弱 2. 低抗拉強度 ?陶瓷材料在真正應用的情況裡經常承受由於彎曲變化而產生的 強大拉張應力(Tenslie Stress)。 ?陶瓷製品其表面完整性或存在瑕疵與否將決定材料的強度，實 驗證實如果減少陶瓷表面的瑕疵可明顯提昇陶瓷的強度，臨床 多以上瓷釉(Glazing)的方式使陶瓷表面保持光滑與減少瑕疵 的量或的強化。 ? 實用的強化處理可分為： ? 殘於抗壓應力的介入：一般陶瓷發生破裂主要是由表面瑕疵部 位發生裂痕，裂痕的延伸將導致材料的破壞，如果在一陶瓷表 面能預加殘餘壓縮應力，在表面則當拉張應力發生之初將可以 消滅拉張應力貶話或裂痕
11、的前進，因此便可將陶瓷材料的強度 大大提昇。在技術上將如此保護性的殘餘壓縮應力介入陶瓷材 料表面可分為種： ?離子交換法(Ion Exchange Technique): 是利用離子的大小不同在進行交換後造成壓力，在內 部出現形成殘餘後壓縮應力， EX:鈉離子其大小較之 鉀離子小35，若將含鈉的陶瓷製品浸泡在硝酸鉀的溶 液內，部分的鉀離子將與陶瓷表面內含的鈉離子進行交 換，較大直徑的鉀離子進入陶瓷表面內部後，由於體積 較原有的鈉離子為大所以產生擁擠現象，表面產生的殘 餘壓縮應力約有700MPa(100000psi)此種離自交換法又 稱為化學式調質(Chemical Tempering) ?熱調
12、質法(Thernial Tempering): 此方法是最常用之一，和用急速冷卻(Quenching)的處理 方式使在高熱或溶融狀態的陶瓷材料固化並形成表面的殘 餘抗壓應力。在急速冷卻過程中包圍在熔漿冠心之外是一 層堅硬的玻璃成分，但當內部熔漿進行固化時將產生收縮 ，然而外表堅硬的玻璃層不易發生收縮變化，此時冠心部 分將形成殘餘拉張應力而表面的部份則出現殘餘的後縮壓 力。 ?熱膨脹係數的失配(Thermal Expansion Coefficient Mismatch): 此種處理多使用於多利用多層次燒製陶瓷時，藉著成分補 不同，出現不同的熱膨脹係數，當燒製過程中冷卻時，如 果內層擁有較高的膨
13、脹係數，則其膨脹將增加，但冷卻時 收縮便較小，最後當回到溫室時由於內外層的收縮量不同 ，外層陶瓷材料將如熱調直反應一般造成殘餘後應力存在 ?裂痕延伸的阻斷法(Interruption of Crack Propagation): 此種方式多是一不同物質材料散步於陶瓷材料內部，以進 行阻斷裂痕在陶瓷內部延伸前進，在散佈(Dispersion) 技術方面可分為以下各種方法： ?結晶向的散佈處理(Dispersion of Crystalline Phase): 以一較韌性，結晶式材料EX:鋁土(Alumina)添加如玻 璃內部，均勻散佈的結果，將會使添加有這些鋁土的玻 璃有更加的韌性和強度，其中的
14、強化機轉是鋁土粒子阻 斷裂痕的通過而保護陶瓷製品的完整。 在添加此類加強式的結晶填料時要注意其熱膨脹係數與 玻璃之間的差異應保持越小越好，以免造成失配 (Mismatching)的脫落現象出現 ? 變態韌化(Transformation Toughening) 此項是一種新的技術，加入的結晶性材料在應力作用下 將近行晶體結構的改變，常用的結晶性材料為部分穩定 性鋯土(Partially Stabilized Zirconia,PSZ)。此晶 體物質可將裂痕延伸所擁有的能量吸收，一方面造成自 身晶體的變化發生，同時則有減弱裂痕的延伸，間接強 化陶瓷材料，使用此法的缺點是添加的鋯土本身由於折 射指
15、數較玻璃為高，所以容易造成陶瓷材料的濁白效果 。 ? 牙科陶瓷復形體設計 ?減少拉張應力(Minimzing Tenslle Stresses): 傳統陶瓷牙冠(Porcelain Jacket Crown)不是用於後牙復形， 是因為咬合力容易引起強大的拉張應力並集中在牙冠的內部。 金屬瓷冠(Metal Ceramic Croen)由於事先製作金屬薄蓋冠然 後再將陶瓷燒烤在金屬表面，金屬薄蓋冠(Metal Coping)的延 伸和強度可預防陶瓷內部承受過大的拉張應力 ?避免應力集中(Avolding Stress Concentration) 在設計上，如果出現突然的形狀變化或厚度改變均容易造
16、成應 力的上昇使用復形體更容易發生破壞。 在陶瓷冠製作過程中，鋁箔片在摺疊觸容易造成切迹(Notch)使 應力上昇，牙齒修行如又尖銳的線角(Sharp Line Angles)也 是易造成應力集中的區域，同時，如果修行上厚度不均勻，在 陶瓷燒製過程中，瓷層的突然厚度改變將會造成應力集中現象 。 在復形體設計中，雖然金屬瓷冠較瓷套冠為強硬，但是仍須注 意薄蓋冠內部應有尖銳的線角和避免突然的厚度改變現象發生 才能卻保復形體的耐用性 ? 影響顏色的因素 ?自然牙齒顏色綜合了光線在牙齒內的反射作用 (Reflection) 、折色作用(Refraction)和色散作用 (Dispersion)，而色散
17、作用誘因光的波長不同而有差異 。因為牙齒的顏色將因我們使用比色的光源是陽光、反 射陽光或屋絲、螢光燈的不同而有差別。 牙科用陶瓷的著色時是以混合金屬氧化物一起燒製而產 生色澤，而色澤的確定是按先前牙醫師使用色版(Shade Guide)比對所得，而後來復形體的顏色就是藉著色素的 混合而盡量配合。 然而，真正顏色表現是一向複雜的光折色，反射和色散 作用的組合結果，色素是決定於對光的吸收和反射作用 EX: 如果以白光照射在一紅色物體表面，則除了紅色波 長的光線之外其餘波長的光將被物體表面所吸收，紅色 波長的光則反射出來，因此，若以紅色色相(Hue)的色 料與瓷套冠材料混合，但光源中卻不含紅色波長的光， 結果製成的牙冠會呈現不同色調。 理想的，牙醫師應該在藍色天空時北方的光源作為比色時 的照明(Illumi&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;/p&gt;</p></p>
