四川大學(xué)華西口腔醫(yī)學(xué)院口腔材料學(xué)教研室李偉口腔材料學(xué)1緒論第一章2地位發(fā)展分類質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)要求3一、口腔材料學(xué)在口腔醫(yī)學(xué)中的地位口腔醫(yī)療水平是一個(gè)國(guó)家發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一口腔醫(yī)學(xué)是材料器械設(shè)備高度依賴型學(xué)科，口腔治療水平的提高與口腔材料的發(fā)展水平高度相關(guān)口腔材料學(xué)的發(fā)展不僅促進(jìn)治療技術(shù)提高，還促進(jìn)治療技術(shù)的革命口腔材料學(xué)的發(fā)展方向代表口腔醫(yī)學(xué)的未來(lái)4口腔材料學(xué)的重要性口腔材料學(xué)是口腔基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與口腔臨床的醫(yī)學(xué)間的橋梁學(xué)科，是學(xué)習(xí)各口腔臨床學(xué)科的基礎(chǔ)口腔材料學(xué)是口腔醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的重要領(lǐng)域，是口腔醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的主要對(duì)象口腔材料學(xué)是口腔臨床醫(yī)師必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)，以指導(dǎo)臨床治療工作5二、口腔材料的發(fā)展古埃及、古羅馬和中國(guó)古墓中發(fā)現(xiàn)石頭和象牙制作的修復(fù)體公元前700-500年，金開(kāi)始被嘗試用作冠橋修復(fù)公元前500年（戰(zhàn)國(guó)時(shí)期），開(kāi)始有用樹(shù)木皮作牙充填的先例公元25年，出現(xiàn)用柳枝制作牙刷公元703年（中國(guó)?唐），有銀膏補(bǔ)牙記載1578年，李時(shí)珍詳細(xì)記載銀膏補(bǔ)牙（歐洲最早使用者為英國(guó)人Bell氏，1819年）1530年，用紙漿、棉麻、皮革做面具，是頜面修復(fù)的雛形6日本出土的最早的木制義齒（1538）美國(guó)發(fā)明硫化橡膠義齒基托（1855）71756年，采用蠟做印模和模型，開(kāi)始出現(xiàn)新的修復(fù)方法1826年，銀汞合金全面問(wèn)世，牙體修復(fù)進(jìn)入劃時(shí)代時(shí)期1936年，甲基丙烯酸甲酯引進(jìn)，義齒修復(fù)進(jìn)入新時(shí)代20世紀(jì)70年代，復(fù)合樹(shù)脂問(wèn)世使牙體修復(fù)進(jìn)入新階段20世紀(jì)80年代，種植材料的成功帶來(lái)了牙缺失修復(fù)的新革命90年代烤瓷、全瓷和鈦金屬材料使修復(fù)水平邁向更高的臺(tái)階8面向21世紀(jì)的口腔材料學(xué)智能、納米、梯度功能、電活性材料的研發(fā)將帶來(lái)突破性發(fā)展口腔組織工程材料的發(fā)展對(duì)牙再生技術(shù)的促進(jìn)將帶來(lái)一次新的口腔醫(yī)學(xué)革命。9固定橋種植牙牙再生三、口腔材料的分類（一）按材料性質(zhì)分類（二）按材料用途分類（三）按組織接觸方式分類（四）按材料應(yīng)用部位分類10（一）按材料性質(zhì)分類

1.有機(jī)高分子材料2.無(wú)機(jī)非金屬材料（陶瓷）3.金屬材料11（二）按材料用途分類1.

修復(fù)材料：義齒材料，充填材料，粘接材料，植入材料。2.

輔助材料：印模材料，模型材料，切割研磨材料，預(yù)防保健材料3.

其它材料：正畸材料，牙周材料

12（三）按材料應(yīng)用部位分類

1.非植入人體的材料

（義齒修復(fù)體、粘接體等）2.植入人體的材料

（牙種植體、骨牙缺損修復(fù)體、根管充填體等）13（四）按材料與組織的接觸方式分類

1.

直接、長(zhǎng)期與口腔組織接觸的材料

（義齒基托和冠橋修復(fù)材料等)

2.

直接、暫時(shí)與口腔組織接觸的材料

(印模和蠟型材料等）

3.

間接與口腔組織接觸的材料

（模型和包埋材料等）14四、口腔材料管理與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)材料標(biāo)準(zhǔn)：評(píng)價(jià)特定的口腔材料性能的技術(shù)文件

材料生產(chǎn)材料標(biāo)準(zhǔn)臨床應(yīng)用15口腔材料的標(biāo)準(zhǔn)化組織國(guó)際牙科聯(lián)盟(FDA)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO):

ISO/TC106-dentistry：84個(gè)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)化組織組成中國(guó)口腔材料和器械設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(TC99)美國(guó)牙科材料標(biāo)準(zhǔn)(ADA)其他國(guó)家：英國(guó)(

BSI)、法國(guó)(

NF)、日本(

JIS)、德國(guó)(DIN)、澳大利亞(SSA)、北歐(NIOM)等16掌握各類口腔材料的基本性能、用途、特點(diǎn)和使用方法熟悉各類口腔材料的物理、機(jī)械、化學(xué)及生物學(xué)性能了解口腔材料的評(píng)價(jià)項(xiàng)目、評(píng)價(jià)方法、和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系了解口腔材料學(xué)未來(lái)的發(fā)展方向五、口腔材料學(xué)的學(xué)習(xí)要求17第二章

材料學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)18主要內(nèi)容第一節(jié)材料的微觀結(jié)構(gòu)第二節(jié)金屬材料基本知識(shí)第三節(jié)陶瓷材料基本知識(shí)第四節(jié)高分子材料基本知識(shí)19

第一節(jié)材料的微觀結(jié)構(gòu)一、原子間結(jié)合鍵20結(jié)合鍵類型實(shí)例結(jié)合能ev/mol主要特征離子鍵LiClNaClKClRbCl8.637.947.206.90無(wú)方向性，高配位數(shù)，低溫不導(dǎo)電，高溫離子導(dǎo)電共價(jià)鍵金剛石SiGeSn1.371.683.873.11方向性，低配位數(shù)，純金屬低溫導(dǎo)電率很小金屬鍵LiNaKRb1.631.110.9310.852無(wú)方向性，高配位數(shù)，密度高，導(dǎo)電性高，塑性好分子鍵(范德華鍵)NeAr0.0200.078低熔點(diǎn)、沸點(diǎn)壓縮系數(shù)大，保留分子性質(zhì)氫鍵H2OHF0.520.30結(jié)合力高于無(wú)氫鍵分子21二、固體結(jié)構(gòu)單晶氧化鋁金屬（呈多晶體）晶體：內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間呈周期性重復(fù)排列的固體。有自己獨(dú)特的、呈對(duì)稱性的形狀，如食鹽呈立方體；冰呈六角棱柱體；明礬呈八面體等。在不同的方向上有不同的物理性質(zhì)，如機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、熱膨脹、導(dǎo)電性等，稱為各向異性。有單晶體和多晶體之分。非晶體:

指組成物質(zhì)的分子（或原子、離子）不呈空間有規(guī)則周期性排列的固體。沒(méi)有一定規(guī)則的外形，如玻璃、松香、石蠟等。物理性質(zhì)在各個(gè)方向上是相同的，叫“各向同性”。沒(méi)有固定的熔點(diǎn)。所以有人把非晶體叫做“過(guò)冷液體”或“流動(dòng)性很小的液體”。晶體與非晶體的原子排列22晶體的描述：晶胞，晶格參數(shù)（a,b,c,α,β,γ）23晶型24晶型轉(zhuǎn)變

溫度相變點(diǎn)25應(yīng)力鎳鈦合金晶型轉(zhuǎn)變—鎳鈦合金絲的超彈性26亞穩(wěn)態(tài)四方晶型氧化鋯單斜晶型氧化鋯

應(yīng)力27第二節(jié)金屬材料基本知識(shí)一、金屬的結(jié)構(gòu)（一）純金屬的晶體結(jié)構(gòu)體心立方結(jié)構(gòu)面心立方結(jié)構(gòu)密排六方結(jié)構(gòu)

28（二）合金的晶體結(jié)構(gòu)固溶體（solidsolution）①置換(substitutional)固溶體②間隙(interstitial)固溶體

分為固溶體和金屬化合物兩大類292.金屬化合物晶體結(jié)構(gòu)與組成元素的晶體結(jié)構(gòu)均不相同金屬化合物MgCu2晶體結(jié)構(gòu)

30二、金屬的熔融與凝固熔融:固態(tài)液態(tài)凝固:液態(tài)固態(tài)平衡結(jié)晶溫度過(guò)冷度31（一）金屬的凝固兩個(gè)階段:①形成晶核；②晶核長(zhǎng)大金屬的冷卻速度越快、過(guò)冷度越大，結(jié)晶速度就越快，所形成的晶粒也越細(xì)，金屬的強(qiáng)度也越高。32(二)合金的結(jié)晶與狀態(tài)平衡圖aL1S1b灰色區(qū)域表示固液相共存33三、合金的特性1.熔點(diǎn)與凝固點(diǎn)合金的熔化溫度、凝固溫度是一段范圍。2.延性、展性、強(qiáng)度延性、展性低于純金屬，強(qiáng)度增高。3.硬度高于純金屬。4.傳導(dǎo)性低于純金屬。5.色澤與所組成金屬有關(guān)。6.腐蝕性加入抗腐蝕元素可提高抗腐蝕性。34四、金屬的形變與熱處理(一)金屬的形變1.晶內(nèi)變形晶粒內(nèi)部的形變352.晶間變形:晶粒間的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)36晶界原子排列不規(guī)則，晶格嚴(yán)重畸形，阻礙變形晶界越多，強(qiáng)度和硬度越高晶粒越細(xì)，強(qiáng)度和硬度越高----細(xì)晶強(qiáng)化。373.金屬的加工熱加工:再結(jié)晶溫度以上的變形，如鑄造，熱軋，熱鍛冷加工:再結(jié)晶溫度以下的變形，如冷軋，沖壓，切削熱加工(熱扎鍛）冷加工38冷加工→硬度、強(qiáng)度、彈性增加，延性、展性、抗腐蝕性下降。

原因:

冷加工導(dǎo)致晶粒破碎、晶格畸變嚴(yán)重。

為了改善性能，需要熱處理。熱處理：通過(guò)加熱及控制溫度變化來(lái)改變金屬微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變性能的方法。39(二)金屬的熱處理熱處理的結(jié)構(gòu)變化4041熱處理方法退火:

加熱到臨界點(diǎn)以上溫度，然后緩慢冷卻。

隨爐冷卻---退火，在空氣中冷卻----正火。目的:

硬度，塑性，細(xì)化晶粒，使組織、成分均勻，消除殘余內(nèi)應(yīng)力42五、金屬成形方法

（一）鑄造

一般鑄造熔模鑄造（失蠟鑄造）4344（二）鍛造對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。45（三）機(jī)械切削46（四）粉末冶金粉料壓制成型

燒結(jié)

特點(diǎn)：適合于難熔金屬，具有多孔結(jié)構(gòu)。金+鉑+有機(jī)賦形劑47（五）電鑄成型產(chǎn)品4849(六)選擇性激光燒結(jié)(SelectiveLaserSintering)50六、金屬的腐蝕與防腐蝕

(一)金屬的腐蝕腐蝕：與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而破壞的現(xiàn)象。1.

化學(xué)腐蝕

金屬和介質(zhì)直接反應(yīng)（化學(xué)）使金屬損壞。2.電化學(xué)腐蝕

金屬與電解質(zhì)溶液接觸，形成原電池而發(fā)生腐蝕損壞現(xiàn)象。51容易形成電化學(xué)腐蝕的情況:

(1)不同金屬或合金間的接觸;

(2)金屬化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的不均勻性等。如：合金內(nèi)有兩種不同組成的合金相;

(3)表面裂紋、鑄造缺陷、污物覆蓋等，降低該處唾液中氫離子濃度而成為正極。(二)金屬的防腐使金屬組織均勻，避免異種金屬接觸，減少金屬內(nèi)應(yīng)力，使金屬表面光滑無(wú)缺陷，加入抗腐蝕元素等。52七、金屬的生物效應(yīng)有毒金屬：主要有鉛、鎘、汞、銻、鈹、鉈、鈾、碲。有毒金屬化合物：六價(jià)鉻、羰基鎳、有機(jī)錫化合物、五氧化二釩、水溶性鈷鹽等。金屬的生物相容性與其腐蝕性有關(guān)。

貴金屬材料、鈦及其合金、鋯、鉭、鈮、不銹鋼、鈷鉻合金等具有優(yōu)良的生物相容性。53第三節(jié)陶瓷材料基本知識(shí)一、陶瓷的概念及分類54粉體坯體陶瓷成型燒結(jié)1、陶瓷的定義：

以黏土、長(zhǎng)石、石英為主要原料，經(jīng)過(guò)粉碎、混煉、成型、煅燒等制作的產(chǎn)品。廣義陶瓷：用陶瓷生產(chǎn)方法制造的無(wú)機(jī)非金屬固體材料。分類：普通陶瓷(傳統(tǒng)陶瓷)，特種陶瓷(精細(xì)陶瓷、高技術(shù)陶瓷)54552.歷史陶瓷是我國(guó)古代勞動(dòng)人民的偉大發(fā)明之一。

china：陶瓷；中國(guó)

china:昌南鎮(zhèn)(北宋后改為景德鎮(zhèn))55二、陶瓷的結(jié)構(gòu)

陶瓷的三相結(jié)構(gòu)：晶相、玻璃相、氣相56陶瓷的性能光學(xué)性能光澤度半透明性透光色調(diào)熱學(xué)性能導(dǎo)熱性熱膨脹性熱穩(wěn)定性力學(xué)性能機(jī)械強(qiáng)度表面硬度化學(xué)性能抗酸性抗堿性電學(xué)性能電導(dǎo)性生物性能相容性57整理ppt陶瓷的審美性能特點(diǎn)

表面光澤度高

具有透明和半透明性

著色性能好

能恢復(fù)牙體組織的天然色彩

牙科陶瓷的審美性在口腔材料中最優(yōu)58整理ppt陶瓷的光澤度表面對(duì)光的鏡面反射，反射量愈大光澤愈好不同用途陶瓷對(duì)表面光澤要求不同牙體修復(fù)陶瓷表面有比較好的光澤以提高外觀質(zhì)量與有利清潔——美學(xué)效果種植陶瓷表面通常都比較粗糙——生物學(xué)效應(yīng)59整理ppt陶瓷的透明和半透明性來(lái)源

光線照射到瓷上，約4%被表面反射部分被瓷吸收，剩下的則透射過(guò)瓷

鏡面透射決定陶瓷的透明性

漫透射決定陶瓷的半透明性

玻璃相是瓷半透明性的貢獻(xiàn)者

瓷中各折射率不同的相引起散射

60整理ppt陶瓷的力學(xué)性能壓縮強(qiáng)度(MPa)345拉伸強(qiáng)度(MPa)34.6彎曲強(qiáng)度(MPa)55洛氏硬度(MPa)

46OO61整理ppt陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度

特點(diǎn)

陶瓷具有較高的耐壓強(qiáng)度抗沖擊強(qiáng)度很低為脆性材料

影響因素

組成和顯微結(jié)構(gòu)

各相的種類、化學(xué)成分相對(duì)含量與分布狀態(tài)62整理ppt陶瓷的表面硬度定義

表面抵抗外來(lái)壓縮、摩擦與刻劃作用的能力測(cè)量方法

洛氏硬度法

顯微硬度法

流沙法

馬爾登劃痕法靜載壓痕法摩擦損失法刻劃硬度法63整理ppt陶瓷的熱穩(wěn)定性瓷經(jīng)受劇烈溫度變化而不破壞的性能在較大程度上取決于瓷的熱膨脹性

長(zhǎng)石質(zhì)瓷4~7×10-6/℃莫來(lái)石4.5×10-6/℃石英晶體13.4×10-6/℃長(zhǎng)石組分玻璃相6~8×10-6/℃降低和匹配熱脹系數(shù)是提高熱穩(wěn)定性的一個(gè)重要措施64整理ppt陶瓷的化學(xué)性能化學(xué)穩(wěn)定性耐受化學(xué)物質(zhì)的作用而不發(fā)生變化取決于晶相組成和結(jié)構(gòu)致密度口腔材料中化學(xué)性能最穩(wěn)定的材料在口腔環(huán)境條件下，對(duì)各種食物、飲料唾液、體液、微生物及其酶的長(zhǎng)期作用不會(huì)產(chǎn)生變質(zhì)、變性65整理ppt陶瓷的生物學(xué)性能植入體內(nèi)或在口腔內(nèi)使用均具有優(yōu)良的生物學(xué)性能

無(wú)毒、無(wú)刺激性

無(wú)致敏性

無(wú)致突變性和致癌性

66整理ppt四、陶瓷制品的制備方法1．傳統(tǒng)燒結(jié)法坯料制備、成型與燒結(jié)燒結(jié)：在高溫下，陶瓷生坯固體顆粒表面熔化，相互熔結(jié)，氣孔逐步排除或減少，陶瓷致密