本發(fā)明涉及納米材料制備，尤其涉及一種納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物及其在義齒制備中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、氧化鋯（zro2）是一種重要的陶瓷材料，在工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。在牙科領(lǐng)域，氧化鋯被廣泛應(yīng)用于牙科修復(fù)材料中，例如義齒、牙冠等。氧化鋯具有優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，例如高硬度、高熔點(diǎn)、高耐磨性、高抗腐蝕性和優(yōu)異的生物相容性等，因此被認(rèn)為是一種理想的牙科修復(fù)材料。
2、傳統(tǒng)的氧化鋯粉體制備方法主要包括機(jī)械球磨法、溶膠-凝膠法、水熱法、共沉淀法等。然而，這些方法存在著粒徑分布不均、晶體缺陷多、易聚集等問(wèn)題，制約了其在義齒制備中的應(yīng)用。此外，傳統(tǒng)的氧化鋯陶瓷存在著強(qiáng)度不足、易磨損等問(wèn)題，限制了其在牙科修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
3、為了解決傳統(tǒng)氧化鋯粉體制備方法存在的問(wèn)題，研究人員開(kāi)始探索新的制備方法和材料。其中，納米技術(shù)是一種有效的方法，可以制備出具有優(yōu)異性能的納米級(jí)氧化鋯粉體。納米級(jí)氧化鋯粉體具有高比表面積和優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，可以用于制備高性能的牙科修復(fù)材料。
4、然而，納米級(jí)氧化鋯粉體存在著易團(tuán)聚、易晶化等問(wèn)題，限制了其在牙科修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，需要研究新的方法來(lái)提高納米級(jí)氧化鋯粉體的穩(wěn)定性和分散性，從而實(shí)現(xiàn)其在義齒制備中的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物及其在義齒制備中的應(yīng)用，該復(fù)合物具有均勻的粒徑分布、完整的晶體結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的生物相容性和機(jī)械性能，可以用于制備各種類型的義齒，旨在解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物，該復(fù)合物由納米級(jí)氧化鋯粉體和至少一種無(wú)機(jī)物質(zhì)組成，所述無(wú)機(jī)物質(zhì)為硅酸鹽化合物，其化學(xué)式為mxsioy，其中，m為一種堿金屬離子，x和y分別為整數(shù)。
4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述納米級(jí)氧化鋯粉體的平均粒徑為5-20nm，且其晶體結(jié)構(gòu)為單斜晶系；其中，所述無(wú)機(jī)物質(zhì)與氧化鋯粉體表面發(fā)生反應(yīng)，形成一層穩(wěn)定的硅酸鹽化合物包覆在氧化鋯粉體表面，從而增加了氧化鋯粉體的穩(wěn)定性和分散性。
5、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，mxsioy化合物的m可以是鈉離子(na+)、鉀離子(k+)、鋰離子(li+)等堿金屬離子，x和y的整數(shù)取值則根據(jù)具體化合物而定。例如，可以選用na2sio3、k2sio3、li2sio3等化合物作為無(wú)機(jī)物質(zhì)，它們的化學(xué)式分別為na2sio3、k2sio3、li2sio3，其中x和y的整數(shù)取值分別為2和3。當(dāng)然，也可以根據(jù)需要選用其他的mxsioy化合物作為無(wú)機(jī)物質(zhì)。
6、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物中無(wú)機(jī)物質(zhì)的化學(xué)式為na2sio3。
7、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物中無(wú)機(jī)物質(zhì)的含量為0.1-10%。
8、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，所述納米級(jí)氧化鋯粉體的平均粒徑為10nm。
9、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案，納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物的制備方法，包括以下步驟：
10、（1）將納米級(jí)氧化鋯粉體和硅酸鹽化合物分別加入到兩個(gè)容器中；
11、（2）在室溫下，將硅酸鹽化合物緩慢滴加到氧化鋯粉體容器中，并同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌至充分混合；
12、（3）繼續(xù)機(jī)械攪拌，將混合物在室溫下反應(yīng)1-24小時(shí)，形成穩(wěn)定的硅酸鹽化合物包覆在氧化鋯粉體表面；
13、（4）將反應(yīng)后的混合物通過(guò)離心分離，將上清液去除，并用去離子水反復(fù)洗滌，干燥得到納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物。
14、該制備方法簡(jiǎn)單易行，能夠制備出穩(wěn)定的納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物，該復(fù)合物具有較好的分散性和穩(wěn)定性，可用于制備高性能氧化鋯陶瓷等材料。
15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述硅酸鹽化合物的濃度為10-50wt%。
16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，在室溫下，將硅酸鹽化合物緩慢滴加到氧化鋯粉體容器中，混合物在室溫下進(jìn)行的反應(yīng)是氧化鋯粉體和硅酸鹽化合物之間的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程如下：
17、mxsioy?+?zro2?→?mxzroysi?+?(x+y)o2
18、其中，m為一種堿金屬離子，x和y是整數(shù)，zro2為氧化鋯粉體。
19、在混合物中，硅酸鹽化合物中的sio4四面體離子與氧化鋯粉體表面上的zro2晶格中的氧離子發(fā)生反應(yīng)，形成了硅酸鹽化合物包覆在氧化鋯粉體表面的復(fù)合物。這一反應(yīng)是一個(gè)水解反應(yīng)，同時(shí)也是一個(gè)化學(xué)吸附反應(yīng)。
20、本發(fā)明的制備方法選擇在室溫下進(jìn)行反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度較慢，反應(yīng)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)，同時(shí)也可以避免氧化鋯粉體的晶體結(jié)構(gòu)受到破壞。通過(guò)反應(yīng)時(shí)間的控制，可以調(diào)節(jié)復(fù)合物表面的硅酸鹽化合物層的厚度和密度，從而得到具有不同性質(zhì)的納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物。
21、一種義齒制備方法，包括將上述的納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物與牙科陶瓷粉體按照設(shè)定比例混合，加入適量的水和有機(jī)粘結(jié)劑，制備成坯體后在高溫下燒結(jié)得到義齒；其中，適量的水的用量為總陶瓷粉體質(zhì)量的5-20%。
22、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述牙科陶瓷粉體為氧化鋯陶瓷粉體，所述有機(jī)粘結(jié)劑為聚乙烯醇。
23、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，在1200-1600℃的高溫下燒結(jié)得到義齒，所述納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物的質(zhì)量占總陶瓷粉體質(zhì)量的10-20%。
24、一種義齒，由所述的義齒制備方法制備而成，所述義齒具有優(yōu)異的生物相容性和機(jī)械性能，具有更高的強(qiáng)度和更好的耐磨性，與傳統(tǒng)氧化鋯陶瓷相比具有更長(zhǎng)的使用壽命。
25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物具有以下有益效果：
26、1、穩(wěn)定性和分散性更高：通過(guò)在氧化鋯粉體表面包覆一層硅酸鹽化合物，可以有效提高氧化鋯粉體的穩(wěn)定性和分散性，從而提高其在義齒制備中的應(yīng)用性能。穩(wěn)定性和分散性的提高可以避免氧化鋯粉體在制備過(guò)程中的團(tuán)聚，從而保證制備出的義齒具有均勻的結(jié)構(gòu)和性能。
27、2、更好的生物相容性：納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物具有更好的生物相容性，能夠更好地適應(yīng)人體口腔環(huán)境，減少義齒對(duì)人體的刺激和損傷。同時(shí)，硅酸鹽化合物的使用可以避免傳統(tǒng)有機(jī)包覆劑的使用，使得氧化鋯粉體復(fù)合物更加環(huán)保和安全。
28、3、機(jī)械性能更優(yōu)異：本發(fā)明制備的氧化鋯粉體復(fù)合物粒徑分布均勻，晶體結(jié)構(gòu)完整，具有優(yōu)異的機(jī)械性能，能夠更好地滿足義齒在使用中的強(qiáng)度和耐磨性要求，從而延長(zhǎng)義齒的使用壽命。
29、4、制備過(guò)程簡(jiǎn)單：本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，只需要將納米級(jí)氧化鋯粉體和硅酸鹽化合物混合反應(yīng)即可制備出納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物，不需要復(fù)雜的制備工藝和設(shè)備，降低了制備成本。
30、綜上所述，本發(fā)明提供的納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物及其在義齒制備中的應(yīng)用具有穩(wěn)定性和分散性更高、生物相容性更好、機(jī)械性能更優(yōu)異、制備過(guò)程簡(jiǎn)單等有益效果，可以廣泛應(yīng)用于義齒制備領(lǐng)域。
1.一種納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物，其特征在于，該復(fù)合物由納米級(jí)氧化鋯粉體和至少一種無(wú)機(jī)物質(zhì)組成，所述無(wú)機(jī)物質(zhì)為硅酸鹽化合物，硅酸鹽化合物的化學(xué)式為mxsioy，其中，m為一種堿金屬離子，x和y分別為整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物，其特征在于，所述納米級(jí)氧化鋯粉體的平均粒徑為5-20nm，且納米級(jí)氧化鋯粉體的晶體結(jié)構(gòu)為單斜晶系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物，其特征在于，所述納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物中無(wú)機(jī)物質(zhì)的化學(xué)式為na2sio3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物，其特征在于，所述納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物中無(wú)機(jī)物質(zhì)的含量為0.1-10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物，其特征在于，納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物的制備方法，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物，其特征在于，所述硅酸鹽化合物的濃度為10-50wt。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物，其特征在于，在室溫下，將硅酸鹽化合物緩慢滴加到氧化鋯粉體容器中，混合物在室溫下進(jìn)行的反應(yīng)是氧化鋯粉體和硅酸鹽化合物之間的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程如下：
8.一種義齒制備方法，其特征在于，包括將權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物與牙科陶瓷粉體按照設(shè)定比例混合，加入適量的水和有機(jī)粘結(jié)劑，制備成坯體后在1200-1600℃高溫下燒結(jié)得到義齒；其中，適量的水的用量為總陶瓷粉體質(zhì)量的5-20%，納米級(jí)氧化鋯粉體復(fù)合物的質(zhì)量占總陶瓷粉體質(zhì)量的10-20%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的義齒制備方法，其特征在于，所述牙科陶瓷粉體為氧化鋯陶瓷粉體，所述有機(jī)粘結(jié)劑為聚乙烯醇。
10.一種義齒，其特征在于，由權(quán)利要求8-9任一項(xiàng)所述的義齒制備方法制備而成。