一、概述

一、概述

传统概念中，“陶瓷”一词是陶器和瓷器的总称。随着科学技术的发展，“陶瓷”的概念已扩大到整个无机非金属材料，即以氧化物、氮化物、碳化物等为原料制成的无机固体材料，总称为陶瓷。陶瓷材料具有物理和机械性能好、化学性能稳定及美观等优点。1774年法国Duchateau采用陶瓷材料进行义齿修复，陶瓷被正式应用于口腔临床，至今陶瓷材料应用于临床已有200多年的历史。由于陶瓷材料脆性大、强度不足等性能缺点没有得到很好地解决，其在口腔临床应用受限。直到1960年，人们初步解决了金属陶瓷相互匹配技术，使陶瓷应用进入了一个新阶段，并且研究出许多新型陶瓷，特别是生物陶瓷，使口腔修复技术得到极大发展。随着各种高科技新型功能陶瓷的不断涌现及修复技术的提高，陶瓷已广泛应用于口腔领域。

（一）口腔陶瓷材料的分类

口腔陶瓷材料种类较多，按应用可分为金属烤瓷材料、全瓷修复材料、种植陶瓷及成品陶瓷牙，其中全瓷修复材料按成形工艺可分为烧结全瓷材料、热压铸全瓷材料、可切削陶瓷材料、粉浆堆涂玻璃渗透全瓷材料；按性质可分为单纯陶瓷和陶瓷基复合材料、吸收性陶瓷和非吸收性陶瓷、氧化物系陶瓷和非氧化物系陶瓷、惰性陶瓷和反应性陶瓷；按临床使用部位还可分为植入体内陶瓷和非植入体内陶瓷；按成分又可分为长石质陶瓷（feldspathic ceramic）、玻璃陶瓷（glass ceramic）、氧化铝陶瓷（alumina ceramic）、氧化锆陶瓷（zirconia ceramic）等；根据熔点可分为高熔烤瓷材料（1200～1450℃）、中熔烤瓷材料（1050～1200℃）、低熔烤瓷材料（850～1050℃）、超低熔烤瓷材料（小于850℃）。

（二）口腔陶瓷材料的结构和性能

1.陶瓷材料的结构　陶瓷是多晶多相聚集体，其显微结构通常由三种不同的相组成，即晶相（结晶相）、玻璃相（玻璃基质）及气相（气孔）组成。

（1）晶相：陶瓷材料最主要的组成相，构成陶瓷体的骨架，是陶瓷中原子、离子和分子按照周期性的、有规律的空间排列而成的固体相。晶相决定了陶瓷的物理和化学性质。陶瓷材料的晶体结构比较复杂，晶相的结构与配料矿物质的种类和制作工艺有关。晶相不同，陶瓷的机械性能及光学性能也不同。其中立方、四方和六方晶系比较重要。

（2）玻璃相：陶瓷显微结构中非晶态结构的低熔点固体部分，起到填充晶粒间隙、提高致密度、增加陶瓷材料的透明性及粘接晶粒等作用，还可以降低烧结温度，也可抑制晶粒长大，改善工艺。玻璃相的化学成分大多是SiO2，对于不同的陶瓷，玻璃相的含量是不同的。

（3）气相：即陶瓷材料中的气孔，大部分气孔是在加工过程中形成并保留下来的，有些气孔可通过特殊工艺方法获得。陶瓷的许多性能随着气孔率、气孔尺寸及其分布的不同有很大范围的变化。气相的存在对陶瓷通常是有害因素，它可使陶瓷的机械性能、透光率显著下降，合理控制陶瓷中气孔的数量、形态和分布可以影响陶瓷材料的性能。

2.陶瓷材料的性能

1）物理性能　口腔陶瓷材料是热的绝缘体，热膨胀系数与人的牙齿较接近，但陶瓷材料在烧结过程中，存在较大的体积收缩而影响修复体的精度，在操作时应采取必要的措施减少收缩，如烧结前尽量去除水分、振荡、压缩成形、真空烧结等以减小其收缩。陶瓷材料色泽美观，有一定的透明度，是目前美学性能最好的修复材料。陶瓷中的石英含量多，气孔多，瓷粉颗粒大，则透明性下降；反之，则透明性较好。而其他一些性能如热膨胀系数、光透过率、吸水率及热导率等，在厂家生产出成品瓷粉时已确定，选择质量较好、合适类型的瓷粉是提高修复质量的关键之一。口腔陶瓷材料的主要物理性能见表4-8。

2）机械性能　口腔陶瓷材料的主要机械性能见表4-9。

口腔陶瓷材料的机械性能是影响其应用的主要因素，口腔陶瓷材料的硬度、压缩强度非常高，耐磨性好，但其冲击强度、拉伸强度及弯曲强度较低。陶瓷材料是一种脆性材料，在常温且静拉伸载荷下，不出现塑性变形阶段，弹性变形阶段过后立即发生脆性断裂，因此口腔陶瓷材料质脆易折，如何解决陶瓷材料质脆易折的问题，是当今研究的重要课题。

3）化学性能　口腔陶瓷材料在口腔各种环境条件下非常稳定，可耐受多种化学作用而不出现变性、变质。长期在口腔环境中，能耐受唾液、微生物及各种食物的影响，不出现变性、变质。但氢氟酸可使陶瓷材料的溶解度增加。

4）生物学性能　口腔陶瓷材料具有良好的生物学性能，在口腔内安全，对组织无刺激，无毒。还可以和机体组织形成某种结合，作为植入材料使用。

5）美学性能　口腔陶瓷材料具有较好的美学性能。口腔陶瓷材料制作的口腔修复体，其透光性、色泽及其过渡变化很接近自然牙，表面光洁度高，是目前美学性能最好的修复材料。

（三）口腔陶瓷材料的制备

1.口腔陶瓷材料（陶瓷粉）的制备　陶瓷粉由厂家专门生产，采用天然或人工合成材料作为原料加工而成。工艺过程为高温熔融、淬冷、粉碎及混合等。

2.瓷制品的制备(https://www.daowen.com)

1）烧结　将经过初步烧结的陶瓷粉，在低于熔点的温度下加热，使固体粉粒熔合在一起，以获得高强度的致密结晶体的过程。烧结是陶瓷制作过程中的重要步骤，它决定了最终制品的性能。烧结过程通常伴有气孔减少、体积收缩。经烧结后理化性能发生了很大改变，因此有严格的工艺要求，而且不同的材料烧结的条件和方法也不相同。

2）表面涂层　选用一定的工艺方法，将陶瓷材料均匀、等厚、紧密结合在另一种基底材料上的技术。其工艺方法包括高温熔烧、离子沉积、电泳沉积、喷涂、浸蚀等。烤瓷熔附金属修复体的制作，即是采用这种工艺技术。

3）铸造　在一定温度下将陶瓷材料熔融后注入铸模中，冷却后成为预备体，再在特定温度下经过结晶化处理，析出结晶相而瓷化，使材料获得足够强度得到制品的过程。目前多采用玻璃陶瓷为原料进行铸造，采用失蜡铸造法制取修复体。

（四）几类口腔用陶瓷材料的特征

1.长石质陶瓷

1）结构组成　主要成分为长石（feldspar），口腔所用的长石质陶瓷为钾长石（K2O·Al2O3·6SiO2）或钠长石（Na2O·Al2O3·6SiO2）或两者的混合物与石英、白陶土、少量硼砂及着色剂等成分配合烧结而成的一种陶瓷材料。长石是一种使石英和白陶土紧密结合的结合剂，熔化温度为1250～1500℃。石英可增加陶瓷材料的强度，减少透明性，熔点达1800℃，可较好地维持形状，缺点是可增大热膨胀系数，当含量超过30％时，变得不透明。白陶土便于成形，并增加陶瓷的韧性和不透明性，缺点是失水后收缩程度很大。着色剂为多种金属氧化物，各种金属氧化物调配后，可获得所需颜色。硼砂可起到助熔作用，其用量多时，熔点降低，孔隙减少；用量少时，熔点增高，孔隙增多。

2）主要性能和用途　长石质陶瓷是较早应用的陶瓷材料之一，对机体无毒无刺激性，性质稳定，在临床上常用来制作烤瓷牙和成品瓷牙等。

2.羟基磷灰石陶瓷

1）结构组成　磷灰石有人工合成和天然的两种，羟基磷灰石是其中的一种，其分子式为Ca10（PO4）6（OH）2，临床上应用的羟基磷灰石陶瓷一般采用人工合成的方法获得。

2）主要性能和用途　羟基磷灰石的结构成分和人体牙及骨组织的相似，生物相容性较好，不易引起机体的免疫反应，材料本身无毒、无刺激性和致癌性，性质相对稳定，能和骨组织结合，常用作种植材料。

3.玻璃陶瓷

1）结构组成　又称微晶玻璃，具有类似玻璃的结构和成分，并添加了CaO和P2O5等。经铸造加工而成的制品为非结晶结构体，类似普通玻璃结构，再进行第二次加温，结晶化处理后，可以显著提高强度，色泽和透明度更接近自然牙，且其生物学性能得到改善。

2）主要性能和用途　玻璃陶瓷有较高的强度，同时它还可析出磷灰石等结晶相，具备良好的生物学性能。玻璃陶瓷在临床上可以制作修复体，也可以作为种植材料。

4.氧化铝陶瓷

1）结构组成　氧化铝陶瓷的主要成分为Al2O3，Al2O3含量在45％以上的陶瓷均可称为氧化铝陶瓷。氧化铝陶瓷分为单晶氧化铝陶瓷和多晶氧化铝陶瓷，均属六方晶系。单晶氧化铝陶瓷的各种性能优于多晶氧化铝陶瓷。

2）主要性能和用途　氧化铝陶瓷，特别是单晶氧化铝陶瓷表面存在一层水化膜，亲水性好，无毒无刺激性，具有良好的生物学性能。在其他陶瓷中加入Al2O3后，随着含量的增加，陶瓷的物理和机械性能逐渐提高，但其透明度也随之下降。氧化铝陶瓷主要用作种植材料或作为烤瓷冠的内层。

5.氧化锆陶瓷　以斜锆石或锆英石为主要原料，通过成形、烧结等系列工艺制得的陶瓷制品。氧化锆陶瓷具有优良的力学性能，其断裂韧性可达1000 MPa，高于氧化铝陶瓷，可用于制作全冠、桩核材料，还可以用作其他陶瓷的增强相，氧化锆会降低瓷的半透明性，制作修复体时需要与色泽效果较好的陶瓷材料联合使用。

以上几种口腔陶瓷材料的物理和机械性能见表4-10。