包含SiO2作为主晶相的玻璃陶瓷制造技术

技术编号:14681652 阅读:46 留言:0更新日期:2017-02-22 14:53
本发明专利技术涉及包含SiO2作为主晶相的玻璃陶瓷及其前驱体,其特征在于具有非常好的机械性质和光学性质,且特别是可用作牙医学中的修复材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及包含SiO2作为主晶相的玻璃陶瓷,其特别适用于牙医学,且优选用于制备牙科修复体,以及涉及用以制备玻璃陶瓷的前驱体。由现有技术水平已知含有石英状晶体的玻璃陶瓷。它们通常是含有所谓的高温石英固溶晶体的玻璃陶瓷。这些晶体在SiO2结构硅酸盐中含有不同的另外的离子,这使得这种特定类型的晶体甚至在室温下也具有亚稳态的存在。如果玻璃陶瓷中不包含这些离子,则玻璃陶瓷中的在高温下形成的高温石英在573℃下将变为低温石英。和Beall描述了具有高温石英结构的晶体的玻璃陶瓷在大的温度范围内具有低热膨胀或甚至零膨胀的特殊性质(“玻璃陶瓷技术(Glass-CeramicTechnology)”第2版,Wiley,2012,272-273)。对于这样的玻璃陶瓷而言,(在20-700℃的温度范围内)通常测得小于1.5·10-6K-1的线性热膨胀系数(CTE)。在高温石英结构的帮助下,可以提供甚至具有负膨胀系数的玻璃陶瓷。另外,由EP916625已知焦硅酸锂玻璃陶瓷,其包含焦硅酸锂作为主晶相,并且由于它们的高半透明性和非常好的机械性质,其特别地用在牙科领域中并主要用于制备牙冠和齿桥。本专利技术的目的是提供一种玻璃陶瓷,除了高强度和非常好的光学性质以外,其特征还在于高的热膨胀系数。另外,该玻璃陶瓷应该易于加工,特别是通过机械加工,以形成牙科修复体和因此适合以极好的方式用作修复性牙科材料。如果还可以借助热压制赋予玻璃陶瓷希望的形状,将是被希望的。这些目的是通过根据权利要求1至15和17的玻璃陶瓷实现的。根据权利要求16的起始玻璃、根据权利要求18至20和23的方法以及根据权利要求21和22的用途也是本专利技术的主题。根据本专利技术的玻璃陶瓷的特征在于其包含以下组分组分wt.-%SiO258.0至92.0Li2O2.0至10.0并且包含SiO2作为主晶相。该玻璃陶瓷令人惊讶地显示出用于修复性牙科材料所希望的机械性质和光学性质的有利结合,并且还可以以希望用于牙科材料的方式赋予其希望的形状。根据本专利技术的玻璃陶瓷包含特别是60.0至90.0wt.-%,优选为70.0至83.0wt.-%和特别优选为73.0至81.0wt.-%的SiO2。进一步优选的是,该玻璃陶瓷包含2.8至9.0wt.-%,特别是5.0至9.0wt.-%,且特别优选为5.0至7.8wt.-%的Li2O。Li2O作用是改善起始玻璃的可熔性。另外,其也可以促进离子在玻璃基体中的移动,并且认为这对一些晶相的结晶,例如对低温石英和硅酸锂的结晶有积极的影响。还优选的是,除了Li2O之外,该玻璃陶瓷还以0至13.0wt.-%,特别是1.0至13.0wt.-%和特别优选为2.0至13.0wt.-%的量包含另外的碱金属氧化物MeI2O。术语“另外的碱金属氧化物MeI2O”是指除了Li2O之外的碱金属氧化物,其中该MeI2O特别选自Na2O、K2O、Rb2O和/或Cs2O。该玻璃陶瓷特别优选地以示出的量包含以下另外的碱金属氧化物MeI2O中的至少一种且特别是全部:在特别优选的实施方案中,根据本专利技术的玻璃陶瓷包含1.0至4.0wt.-%的K2O。此外,优选的是,该玻璃陶瓷包含0至11.0wt.-%,特别是1.0至7.0wt.-%的二价元素的氧化物MeIIO,其中该氧化物MeIIO特别选自MgO、CaO、SrO和/或ZnO。该玻璃陶瓷特别优选地以示出的量包含以下二价元素的氧化物MeIIO中的至少一种且特别是全部:在特别优选的实施方案中,根据本专利技术的玻璃陶瓷包含1.0至7.0wt.-%,特别是1.0至2.0wt.-%的MgO。另外,包含0至10.0wt.-%,特别是2.0至9.0wt.-%的三价元素的氧化物MeIII2O3的玻璃陶瓷是优选的,其中该MeIII2O3特别选自Al2O3、B2O3、Y2O3、La2O3、Ga2O3和/或In2O3。该玻璃陶瓷特别优选地以示出的量包含以下三价元素的氧化物MeIII2O3中的至少一种且特别是全部:在特别优选的实施方案中,根据本专利技术的玻璃陶瓷包含2.0至8.0wt.-%的Al2O3。另外,以0至21.0wt.-%的量包含另外的四价元素的氧化物MeIVO2的玻璃陶瓷是优选的。术语“另外的四价元素的氧化物MeIVO2”是指除了SiO2之外的四价氧化物,其中该MeIVO2特别选自ZrO2、GeO2、CeO2、TiO2和/或SnO2。该玻璃陶瓷特别优选地以示出的量包含以下另外的四价元素的氧化物MeIVO2中的至少一种且特别是全部:在进一步优选的实施方案中,该玻璃陶瓷包含0至7.0wt.-%,特别是0至6.5wt.-%,特别优选为1.0至6.5wt.-%,且非常特别优选为2.0至6.5wt.-%的P2O5。P2O5可以起到成核剂的作用。然而,成核剂的存在对于作为主晶相的SiO2的形成而言不是绝对必要的。另外,以0至6.0wt.-%,特别是0至5.0wt.-%的量包含另外的五价元素的氧化物MeV2O5的玻璃陶瓷是优选的。术语“另外的五价元素的氧化物MeV2O5”是指除了P2O5之外的五价氧化物,其中该MeV2O5特别选自V2O5、Ta2O5和/或Nb2O5。该玻璃陶瓷特别优选地以示出的量包含以下另外的五价元素的氧化物MeV2O5中的至少一种且特别是全部:包含0至6.0wt.-%的六价元素的氧化物MeVIO3的玻璃陶瓷也是优选的,其中该MeVIO3特别选自WO3和/或MoO3。该玻璃陶瓷特别优选地以示出的量包含以下氧化物MeVIO3中的至少一种且特别是全部:组分wt.-%WO30至6.0MoO30至5.0。此外,包含0至5.0wt.-%,特别是0至1.0wt.-%的氟的玻璃陶瓷是优选的。以示出的量包含以下组分中的至少一种且优选全部的玻璃陶瓷是特别优选的:其中,MeI2O、MeIIO、MeIII2O3、MeIVO2、MeV2O5和MeVIO3具有上述指定的含义。在进一步特别优选的实施方案中,该玻璃陶瓷包含以下组分中的至少一种且优选全部:上述组分中的一些可以充当着色剂和/或荧光剂。此外,根据本专利技术的玻璃陶瓷还可以包含另外的着色剂和/或荧光剂,其可特别地选自无机颜料和/或d-元素和f-元素的氧化物,诸如Sc、Mn、Fe、Co、Pr、Nd、Tb、Er、Dy、Gd、Eu和Yb的氧化物。另外也可以充当成核剂的金属胶体,例如Ag、Au和Pd的胶体,也可以被用作另外的着色剂。例如可以通过在熔融和结晶过程期间还原相应的氧化物、氯化物或硝酸盐形成这些金属胶体。该玻璃陶瓷的性质实质上受到主晶相的影响。根据本专利技术的玻璃陶瓷包含SiO2作为主晶相。在优选的实施方案中,根据本专利技术的玻璃陶瓷包含低温石英、方晶石或其混合物,优选低温石英或方晶石,且特别优选低温石英作为主晶相。术语“主晶相”是指在玻璃陶瓷中存在的所有晶相中按质量计具有最高比例的晶相。这些晶相的质量特别是使用Rietveld方法测定的。使用Rietveld方法进行晶相的定量分析的合适方法描述在例如耶拿大学2011年M.Dittmer的博士论文“undGlaskeramikenimSystemMgO-Al2O3-SiO2mitZrO2alsKeimbildner”(用ZrO2作为成核剂的MgO-Al2O3-SiO2本文档来自技高网...

【技术保护点】
玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含以下组分:组分  wt.‑%SiO2  58.0至92.0Li2O  2.0至10.0并且包含SiO2作为主晶相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.16 EP 14168719.41.玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含以下组分:组分wt.-%SiO258.0至92.0Li2O2.0至10.0并且包含SiO2作为主晶相。2.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含60.0至90.0wt.-%,优选为70.0至83.0wt.-%,且特别优选为73.0至81.0wt.-%的SiO2。3.根据权利要求1或2所述的玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含2.8至9.0wt.-%,优选为5.0至9.0wt.-%,且特别优选为5.0至7.8wt.-%的Li2O。4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含0至13.0wt.-%,优选为1.0至13.0wt.-%,且特别优选为2.0至13.0wt.-%的另外的碱金属氧化物MeI2O,其中MeI2O特别选自Na2O、K2O、Rb2O和/或Cs2O。5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含0至11.0wt.-%,且优选为1.0至7.0wt.-%的二价元素的氧化物MeIIO,其中MeIIO特别选自MgO、CaO、SrO和/或ZnO。6.根据权利要求1至5中任一项所述的玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含0至10.0wt.-%,且优选为2.0至9.0wt.-%的三价元素的氧化物MeIII2O3,其中MeIII2O3特别选自Al2O3、B2O3、Y2O3、La2O3、Ga2O3和/或In2O3。7.根据权利要求1至6中任一项所述的玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含0至21.0wt.-%的另外的四价元素的氧化物MeIVO2,其中MeIVO2特别选自ZrO2、GeO2、CeO2、TiO2和/或SnO2。8.根据权利要求1至7中任一项所述的玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含0至7.0wt.-%,优选为0至6.5wt.-%,特别优选为1.0至6.5wt.-%,且非常特别优选为2.0至6.5wt.-%的P2O5。9.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含0至6.0wt.-%,且优选为0至5.0wt.-%的另外的五价元素的氧化物MeV2O5,其中MeV2O5特别选自V2O5、Ta2O5和/或Nb2O5。10.根据权利要求1至9中任一项所述的玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含0至6.0wt.-%的六价元素的氧化物MeVIO3,其中MeVIO3特别选自WO3和/或MoO3。11.根据权利要求1至10中任一项所述的玻璃陶瓷,所述玻璃陶瓷包含0至5.0wt.-%,且优选为0至1...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·拉姆夫M·迪特默C·里茨伯格M·施魏格尔W·霍兰德
申请(专利权)人:义获嘉伟瓦登特公司
类型:发明
国别省市:列支敦士登;LI

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