Le principe optique des blocs de zircone dentaire à haute transparence

Le principe optique des blocs de zircone dentaire à haute transparence

L'amélioration des performances optiques des blocs de zircone dentaire à haute transparence (telles que la zircone super-transparent) est principalement basée sur l'optimisation de la structure des matériaux et l'amélioration des processus. Les principes optiques de base peuvent être résumés comme suit:

Structure cristalline et composition de phase

Proportion de phase cubique (c-zro₂):

La zircone cubique a une isotropie optique, qui peut éviter l'effet de biréfringence et réduire considérablement la diffusion de la lumière, ce qui en fait la clé pour améliorer la transparence.

La zircone de troisième génération: en augmentant la teneur en oxyde d'yttrium (Y₂o₃) (comme 4mol% ou 5mol%), il favorise la formation de la phase cubique, tout en réduisant la proportion de la phase tétragonale (T-Zro₂) et de la phase monoclinique (M-Zro₂).

Contrôle de la taille des grains: Lorsque le diamètre du grain est plus petit que la longueur d'onde de lumière visible (380-780 nm), la transmittance lumineuse est considérablement améliorée.

L'équilibre entre le durcissement du changement de phase et la transparence:

Bien qu'une teneur élevée en oxyde d'yttrium améliore la transparence, elle affaiblit le mécanisme de durcissement de la transformation de phase induite par le stress, entraînant une diminution de la résistance du matériau.

Par exemple, la zircone stabilisée à 5 mol% en yttrium (5Y-PSZ) a la transparence la plus élevée, mais sa résistance à la flexion tombe à 500-800MPA et sa ténacité à la fracture est de 2,2-3,5 MPa · m⁻².

2. Densité des matériaux et contrôle des pores

Frittage de densification

Le frittage à haute température (comme 1400-1550 ℃) peut réduire le nombre de pores, augmenter la densité du matériau et une diffusion de la lumière plus faible.

Par exemple, le processus de pressage isostatique chaud (HIP) active la diffusion et le fluage à travers la pression du gaz, provoquant un rétrécissement de la zircone céramique de la zircone et améliorant considérablement leur transmittance légère.

Uniformité des grains

La taille des grains uniformes et fins (comme la poudre de zircone nano-échelle avec un diamètre de 40 à 90 nm) peut obtenir une disposition dense et réduire la diffusion de la lumière.

3. Uniformité optique et optimisation d'interface

Uniformité optique

L'ajout de stabilisateurs (comme Y₂o₃) peut modifier la densité relative et le diamètre des grains de la céramique de zircone, ajustant ainsi la semi-transparence.

Par exemple, la semi-perméabilité de 4 mol% d'oxyde de yttrium est partiellement stabilisé la zircone (4Y-TZP) se situe entre celle de la zircone superpperméable (UTML) et de la zircone hautement perméable (HTML).

Optimisation de l'interface

La structure à double couche (porcelaine décorative de zircone à haute résistance) peut améliorer la semi-transparence, mais le problème de la stabilité intercouche doit être résolu.

La zircone de troisième génération améliore directement la transparence globale en ajoutant des substances de phase transparentes (telles que 4Y-TZP et 5Y-PSZ).

4. L'influence des paramètres de processus sur la transparence

Température et temps de frittage

Une augmentation de la température de frittage peut favoriser la croissance des grains, mais elle doit être contrôlée dans une plage raisonnable (comme 1150-1500 ℃) pour éviter une croissance excessive conduisant à une diffusion accrue.

L'extension du temps de maintien (comme 4 heures) peut rendre la disposition des cristaux plus uniforme et améliorer la transmittance de la lumière.

Taux de chauffage:

Le chauffage lent (comme 100 ℃ / h) peut obtenir des grains avec une taille de particules uniformes et améliorer la transmittance.

Une augmentation rapide de la température peut entraîner une polarisation de la taille des grains et réduire la transmittance de la lumière.

5. Association optique avec des dents naturelles

La transparence est proche de celle de l'émail des dents naturelles:

La transmittance légère de la zircone à haute transparence peut simuler l'émail naturel et répondre aux exigences esthétiques de la restauration des dents antérieures.

Grâce à des techniques de teinture et de vitrage, son effet optique peut être encore optimisé et l'inadéquation des couleurs peut être réduite.

Phénomène de métaméritisme

La couleur des restaurations en zircone peut changer sous différentes sources de lumière, et l'influence de la source lumineuse sur la transparence et la couleur doit être prise en compte.

6. Régulation optique dans les applications cliniques

Influence de la couleur de base:

La couleur de base (comme les noyaux en métal et en résine) a un impact significatif sur la couleur finale des restaurations en zircone, et il est nécessaire de sélectionner des matériaux en zircone avec une transparence appropriée basée sur la base.

Par exemple, la différence de couleur moyenne des substrats de zircone est nettement inférieure à celle des substrats en titane ou or.

Épaisseur adhésive:

L'influence de l'adhésif sur la couleur finale de la restauration de la zircone est relativement faible, mais l'épaisseur doit encore être contrôlée pour réduire les interférences optiques.

Résumé

L'amélioration des performances optiques des blocs de zircone dentaire à haute transparence dépend principalement de:

La proportion de la phase cubique augmente (réduisant la diffusion de la lumière biréfringe);

La densité du matériau est améliorée (réduisant les pores et la diffusion de la lumière);

Contrôle de la taille et de l'uniformité des grains

Optimisation du paramètre de processus (comme la température de frittage et le taux de chauffage).

Ces principes travaillent ensemble pour permettre aux matériaux de zircone non seulement de répondre aux propriétés mécaniques, mais aussi de posséder d'excellents effets de transparence et d'esthétique, ce qui les rend adaptés à des scénarios à haute demande tels que la restauration de dents antérieure.