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不同表面处理纳米氧化锆的力学与抗老化性能优势评价与机制分析
作者: 蔡佳伟
单位: 北京大学口腔医学院(北京大学口腔医院)

摘要

目的:为解决氧化锆种植体断裂风险高的问题,本研究引入新型纳米氧化锆材料,旨在系统比较其与传统氧化锆在经历表面处理与老化后的性能差异,并探索其微观机理。


方法:以新型纳米氧化锆和传统氧化锆为研究对象,设置终烧结组、喷砂酸蚀组及对应老化组,系统开展微观结构表征、物相分析、表面性能与力学性能测试。


结果: 纳米氧化锆晶粒尺寸显著降低(160.36 ± 60.2 nm vs 462.80 ± 150.65 nm),EBSD技术揭示其具有更高的四方相含量(90.1% vs 74.9%)和低角度晶界比例(1.68% vs 0.6%),能有效抑制裂纹扩展。老化后,纳米终烧结组的单斜相含量(2.09±0.36%)显著低于传统组(6.18±0.587%),显示出优异的抗老化性能。力学方面,纳米氧化锆的断裂韧性(8.52±0.42MPa·m1/2 vs 7.595±0.261MPa·m1/2)及弯曲强度(1108.63±197.20Mpa vs 883.84±98.62Mpa)均优于传统组;纳米组喷砂酸蚀后强度最高(1565.6±184.76Mpa),且老化后强度保持稳定,而传统组则显著下降。两组表面粗糙度与亲水性无显著差异。


结论: 新型纳米氧化锆材料通过优化晶界结构与相稳定性,同步增强了氧化锆的力学性能与抗老化能力。本研究创新运用EBSD技术揭示了其微观机理,表明纳米氧化锆结合喷砂酸蚀处理具有成为高可靠性、长寿命种植体材料的广阔前景。


关键词: 纳米氧化锆,表面处理,机械性能,抗老化性能
来源:中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第19次口腔修复学学术会议