牙科陶瓷根据用途可分为三类。一类用于制作人工牙;第二类用于制作甲冠(jacket crown)和嵌体;第三类称为釉质更合适,用于铸造金属冠上的罩面。尽管三种类型在组成、化学性和技术各方面实质上是一样的,但更多的注意力将放在第二类和第三类上,这两类是由牙医和技工室技师使用。
在某种程度上,牙科陶瓷是以玻璃为基质的晶体矿物质(如长石、硅石、矾土)。玻璃相由微粒粉末组成,在高温下烧结时,这些粉末熔合在一起形成一种半透明的牙齿样物质。牙科陶瓷是耐久性最好的美观修复材料,当正确上光时,很容易清除污渍和菌斑。其主要缺点:易脆碎,烧结时收缩程度高,与天然牙的颜色和纹理完全匹配有困难。
◇根据熔化温度分类
根据熔化温度或烧结温度,牙科陶瓷一般分为三类:
高熔 1288-1371°C(2350-2500°F)
中熔 1093-1260°C(2000-2300°F)
低熔 871-1066°C(1600-1950°F)
◇修复陶瓷的组成
高熔陶瓷被制造商用来生产人造牙,几乎不用来制作个别陶瓷修复体。该材料含75%~85%长石,12%~22%石英和4%高岭土。长石形成玻璃相,作为石英的基质,石英在烧结后仍呈悬浮状。
石英(SiO2)在陶瓷中用做增强剂。在正常烧结温度下,它没有结构上的变化,起到在高温下稳定块体(mass)的作用。
牙科陶瓷中所用的长石系硅酸铝钾(K2O Al2O3 6SiO2)和钠长石(Na2O Al2O3 6SiO2)的混合物。天然长石绝无纯品,K2O和Na2O的比例各不相同。在大约1250至1500°C(2280~2370°F),长石熔化变成带有游离晶体硅相的玻璃。
长石中的氧化钠可降低熔化温度,而氧化钾可增加熔化玻璃的粘度,减少烧结过程中陶瓷的热塑性流动(pyroplastic flow)。这是一个有用的性能,因为它能防止边缘变圆、牙齿形状的丧失以及表面印迹的消失,利于形成生动的外观。
高岭土系水合硅酸铝(Al2O3 2SiO2 2H2O),起粘合剂的作用以提高未烧结陶瓷的成型能力。因其不透明,故含量极小。
尽管许多修复陶瓷含有石英的游离晶体相,但它们应被描述为玻璃;更确切的讲,高熔陶瓷可被称做“长石玻璃”。
在中熔和低熔陶瓷的生产中,制造商将各种成分混合起来将其熔化,然后在水中骤冷。骤冷导致内部应力,使整个玻璃产生大量的裂缝和断裂。这一过程叫玻璃料的加热处理,产品叫做玻璃料。如此形成的易碎结构很容易被碾成粉末,供上瓷师使用。
在陶瓷的预熔过程中,组分间发生热化学反应,并出现与此反应相关的收缩。在随后的技工室烧结过程中,粉末熔在一起形成修复体。熔化温度取决于玻璃的组成,必须小心控制以尽量减小热塑性流动。
钾碱(potash)和钠碱(soda)是以碳酸盐或天然矿物质(如长石)的形式被引入。在后一种情况下,加入一些二氧化硅和氧化铝。硼可以硼砂或硼酸的形式存在。石灰可以碳酸钙的形式加入,在玻璃料的加热处理(fritting)过程中,碳酸钙回复为氧化钙(CaO)。
◇特殊类型的陶瓷
选择陶瓷作为修复材料的主要理由在于,可以获得与邻牙在半透明性、颜色和明暗度等方面匹配的高度美观性能。为了达到这一目的,需要各种特殊类型的陶瓷。
彩色玻璃料(Color frits) 为了获得模拟天然牙所需的各种色调,在牙用陶瓷中加入彩色玻璃料。这些色料是这样生产的:将金属氧化物与微细的玻璃和长石熔化在一起,然后在碾成粉末。这些粉末与不含色料的粉状玻璃料混合以形成合适的颜色。金属氧化物及其对应的颜色如下:铁或镍氧化物,褐色;铜氧化物,绿色;钛氧化物,黄褐色;锰氧化物,淡紫色;钴氧化物,兰色。不透明性可以通过加入锆、钛或锡的氧化物来获得。
着色剂(Stains) 其制造方法同彩色玻璃料。它们被用做表面染色剂(colorants),或用以再现釉质裂纹线、钙化不全区域或陶瓷修复物体部的其它缺陷。着色剂常为低熔玻璃,其应用温度低于修复体的熟化温度。