江苏秋正新材料科技有限公司
    氧化镧的加入对氧化锆增强二硅酸锂的影响




    氧化镧对氧化锆增强二硅酸锂的影响



    协同增强、微结构再细化、光学-化学稳定性折中

    在微晶玻璃陶瓷领域,二硅酸锂微晶玻璃因兼具高强度、良好透光性和生物相容性,成为牙科修复、精密结构件等领域的“明星材料”。而为了进一步优化其力学性能(如韧性、抗折强度),研究者常引入氧化锆(ZrO₂)作为增强相——它能通过细化晶粒、抑制裂纹扩展等方式,让材料“更耐造”。

    在已有ZrO₂的二硅酸锂微晶玻璃中引入少量氧化镧LaO,可在不牺牲ZrO₂带来的高韧性前提下,进一步细化晶粒、提高强度并优化化学稳定性

    在牙科修复领域,将ZrO+LaO₃”共掺杂的二硅酸锂微晶玻璃(以下简称“ZL-LS微晶玻璃”)与传统二硅酸锂玻璃陶瓷或单纯ZrO₂增强材料相比,具备以下六大临床优势:

    1.力学性能“双高”:强度×韧性同时达标

    数值对比

    材料类别

    抗弯强度(MPa)

    断裂韧性(MPa·m¹ᐟ²)

    临床对应适应症

    传统二硅酸锂

    160–200

    2.0–2.5

    贴面、嵌体

    ZrO₂单掺

    230–240

    4.0–4.3

    前牙冠、三单位桥

    ZL-LS微晶玻璃

    280–310

    4.2–4.5

    后牙冠、长桥、高咬合负荷区


    2.美学层次“三优”:透明度、乳光、荧光一次到位

    透明度:LaO₃的高折射率补偿ZrO₂散射,可见光透射率仍>75%,接近天然牙釉质。

    乳光效应:200400nm超细晶粒产生瑞利散射,呈现天然牙蓝-乳光。

    荧光性能:La³⁺与Ce³⁺(痕量杂质)协同,在365nm紫外灯下发出与天然牙一致的蓝白色荧光,避免“死白”感。


    3.边缘完整性“零崩瓷”

    高韧性抑制CAD/CAM加工或临床调磨时产生微裂纹;

    细晶结构降低切削崩口率(崩口宽度<20µm,传统材料5080µm),无需二次上釉即可抛光至高光泽。


    4.粘接可靠:化学+微机械双重固位

    La表面活性层:La-O-Si键在氢氟酸酸蚀后形成高密度微孔(孔径510µm),提供微机械锁合;

    化学偶联:Zr-OH与磷酸酯单体(MDP)形成Zr-O-P化学键,30天水老化剪切粘接强度保持率>90%,显著优于氧化锆全瓷。


    5.工艺友好:一次烧结即可椅旁完成

    共掺体系不升高晶化温度(仍720750℃),与现有椅旁烧结程序(如IvoclarProgramatCS4)完全兼容;

    烧结收缩率仅0.20.3%(传统玻璃陶瓷0.40.6%),边缘密合度≤50µm,减少调磨时间。


    6.生物安全与长效稳定

    离子释放低:Zr⁴⁺和La³⁺在pH210溶液中溶出量均<5ppb,远低于细胞毒性阈值;

    耐磨匹配:与天然牙釉质磨耗率接近(体积磨耗0.05mm³/年),避免对颌牙过度磨耗。

    临床应用推荐

    修复类型

    推荐厚度

    加工方式

    备注

    后牙全冠

    0.8–1.0mm

    CAD/CAM一次成型

    无需金属加强

    三单位桥(前-前区)

    1.2mm桥体

    热压铸+饰面

    可替代氧化锆

    超薄贴面

    0.3–0.5mm

    CAD/CAM

    备牙量<0.5mm

    ZL-LS微晶玻璃把“氧化锆的高韧性+氧化镧的高强度与光学调控”集成到一块玻璃陶瓷里,让它在牙科修复里同时具备“后牙强度、前牙美学、椅旁效率”三大卖点,是目前最接近“全能型”牙科陶瓷的新选择。


    二硅酸锂7.jpg


    不同领域ZL-LS微晶玻璃的应用

    除了牙科,ZrO-LaO₃共掺二硅酸锂微晶玻璃凭借“高强-高韧-高透-可加工”的综合特性,在下列领域也已显示出独特优势,并可衍生出若干全新功能化用途:

    1.高端消费电子:

    5G/6G手机背板

    折叠屏铰链盖板


    2.精密光学-光电:

    手机超薄摄像模组镜片

    微透镜阵列/DOE(衍射光学元件)


    3.生物医学扩展:

    个性化颅颌面骨植入片

    微针阵列/药物缓释芯片


    4.航空航天&军工:

    机载/弹载光学窗口

    高超音速天线罩


    5.能源与半导体:

    固态电池超薄固态电解质支撑片

    半导体真空吸盘/静电夹头


    6.其他功能化潜力:

    可着色:稀土La³⁺引入后,可通过Cu²⁺/Co²⁺掺杂实现低饱和莫兰迪色系,满足高端家居、可穿戴饰品个性化需求;

    可荧光加密:La³⁺-Ce³⁺共掺在365nm紫外呈蓝白荧光,可用于品牌防伪

    可微晶-玻璃梯度化:激光局部重熔后形成表层玻璃、深层微晶的双重结构,实现“硬-韧”梯度,为折叠屏盖板或装甲窗口提供新思路。

    牙科只是“开胃菜”,凭借“高强高韧+可精密加工+光学/电磁/生物多功能兼容”,ZrO-LaO₃共掺二硅酸锂微晶玻璃有望在消费电子、光学、医疗植入、航空航天及新能源等多条高端产业链中成为“下一代万能薄片材料”。

    有需要样品或者更多详细关于二硅酸锂材料细节,请过来联系我们吧!




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