CN104878246A - 一种用于齿科修复的合金材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于齿科修复的合金材料，包括以下重量份的原料：钛60～85份、锰1～3份、镍0.5～1份，钼1.2～2份，铌2～5份，锆5～8份，锡3～5份，氧化硼3～5份，钴2～4份，铬0.2～0.5份。本发明选择上述多种合金作为钛合金的添加元素，制备的合金材料具有优良的生物相容性，且机械性能优良，机械强度高达900Mpa以上，弹性模量110Gpa以上，延伸率8.5％，铸锭加工成型好，无毒性，可以较好的满足口腔牙齿修复的抗拉强度和耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于齿科修复的合金材料及其应用，属于口腔修复领域。
背景技术
目前口腔修复领域主要是用纯钛和Ti-6A1-4V医用钛合金，但是多年来据临床观察发现，纯钛的抗拉强度较低，且耐磨性较差，在口腔修复中存在一定的缺陷，和Ti-6A1-4V医用钛合金虽然具有较好的抗拉强度，但是其生物相容性差，且V有较强的细胞毒性，长期使用对身体不利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于齿科修复的合金材料及其应用，克服现有技术中常用的纯钛抗拉强度较低，且耐磨性较差及Ti-6A1-4V医用钛合金生物相容性差，且V有较强的细胞毒性，长期使用对身体不利的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于齿科修复的合金材料，包括以下重量份的原料：钛60～85份、锰1～3份、镍0.5～1份，钼1.2～2份，铌2～5份，锆5～8份，锡3～5份，氧化硼3～5份，钴2～4份，铬0.2～0.5份。
本发明的有益效果是：本发明选择上述多种合金作为钛合金的添加元素，制备的合金材料具有优良的生物相容性，且机械性能优良，机械强度高达950Mpa以上，弹性模量110Gpa以上，延伸率8.5％，铸锭加工成型好，无毒性，可以较好的满足口腔牙齿修复的抗拉强度和耐磨性能。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
本发明如上所述一种用于齿科修复的合金材料，进一步，包括以下重量份的原料：钛80份、锰2份、镍0.8份，钼1.5份，铌2.8份，锆6份，锡4份，氧化硼4份，钴3份，铬0.3份。
本发明如上所述一种用于齿科修复的合金材料，进一步，包括以下重量份的原料：钛85份、锰2份、镍0.8份，钼1.5份，铌4份，锆7份，锡5份，氧化硼5份，钴3份，铬0.4份。
本发明一种用于齿科修复的合金材料的制备方法，步骤(1)：将质量分数为99.7％～99.99％的海绵钛，质量分数为99.7％～99.99％的锰粒、99.7％～99.99％的镍粒，99.7％～99.99％钼粒，99.7％～99.99％铌粒，99.7％～99.99％海绵锆，99.7％～99.99％锡粒，99.7％～99.99％氧化硼粒，99.7％～99.99％钴粒，99.7％～99.99％铬粒按照上述原料的重量份加入坩埚中；在真空度为0.02MPa的电弧炉中，工作电压为600～700A，工作电压为10～20V、起弧时间为1～2分钟，进行2～4小时熔炼铸锭；
步骤(2)将步骤(1)制备的铸锭投入高温炉中，熔炼温度为1100～1150℃，保温12～14分钟后出炉，在温度为850℃条件下经塑性加工成型，加工成型的合金投入真空度为0.001～0.02的真空炉中，温度为550℃条件下进行真空实效处理，保温2～3小时，去离子水洁净表面。
本发明如上所述一种用于齿科修复的合金材料的制备方法，进一步，所述步骤(1)在真空度为0.02MPa的电弧炉中，工作电压为650A，工作电压为15V、起弧时间为1.8分钟，进行3小时熔炼铸锭。
本发明如上所述一种用于齿科修复的合金材料的制备方法，进一步，所述步骤(2)熔炼温度为1100℃，保温13分钟后出炉，在温度为850℃条件下经塑性加工成型，加工成型的合金投入真空度为0.01的真空炉中，温度为550℃条件下进行真空实效处理，保温2.5小时，去离子水洁净表面。
一种上述制备的用于齿科修复的合金材料在口腔牙齿修复中的应用。
具体实施方式
以下结合以下实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本发明一种用于齿科修复的合金材料，包括以下重量份的原料：钛75份、锰3份、镍1份，钼2份，铌5份，锆8份，锡5份，氧化硼5份，钴4份，铬0.2份。
本发明一种用于齿科修复的合金材料的制备方法，步骤(1)：将质量分数为99.99％的海绵钛，质量分数为99.99％的锰粒、99.99％的镍粒，99.7％％钼粒，99.7％％铌粒，99.7％％海绵锆，99.7％％锡粒，99.7％％氧化硼粒，99.7％钴粒，99.7％铬粒按照实施例1原料的重量份加入坩埚中；在真空度为0.02MPa的电弧炉中，工作电压为600A，工作电压为10V、起弧时间为2分钟，进行4小时熔炼铸锭；
步骤(2)将步骤(1)制备的铸锭投入高温炉中，熔炼温度为1100℃，保温12分钟后出炉，在温度为850℃条件下经塑性加工成型，加工成型的合金投入真空度为0.001的真空炉中，温度为550℃条件下进行真空实效处理，保温2小时，去离子水洁净表面。
本发明选择上述多种合金作为钛合金的添加元素，制备的合金材料具有优良的生物相容性，且机械性能优良，根据国家标准GB6397-8测定实施例1制备的混进材料的力学性能如下：机械强度高达9500Mpa，弹性模量120Gpa，延伸率8.5％。
实施例2
本发明如上所述一种用于齿科修复的合金材料，包括以下重量份的原料：钛80份、锰2份、镍0.8份，钼1.5份，铌2.8份，锆6份，锡4份，氧化硼4份，钴3份，铬0.3份。
本发明一种用于齿科修复的合金材料的制备方法，步骤(1)：将质量分数为99.99％的海绵钛，质量分数为99.99％的锰粒、99.7％％的镍粒，99.99％钼粒，99.99％铌粒，99.7％％海绵锆，99.7％％锡粒，99.99％氧化硼粒，99.9％钴粒，99.9％铬粒按照实施例1原料的重量份加入坩埚中；在真空度为0.02MPa的电弧炉中，工作电压为650A，工作电压为15V、起弧时间为1.8分钟，进行3熔炼铸锭；
步骤(2)将步骤(1)制备的铸锭投入高温炉中，熔炼温度为1100℃，保温13分钟后出炉，在温度为850℃条件下经塑性加工成型，加工成型的合金投入真空度为0.01的真空炉中，温度为550℃条件下进行真空实效处理，保温2.5小时，去离子水洁净表面。
本发明选择上述多种合金作为钛合金的添加元素，制备的合金材料具有优良的生物相容性，且机械性能优良，根据国家标准GB6397-8测定实施例1制备的混进材料的力学性能如下：机械强度高达1200Mpa，弹性模量140Gpa，延伸率9.2％。
实施例3
本发明如上所述一种用于齿科修复的合金材料，包括以下重量份的原料：钛85份、锰2份、镍0.8份，钼1.5份，铌4份，锆7份，锡5份，氧化硼5份，钴3份，铬0.4份。
本发明一种用于齿科修复的合金材料的制备方法，步骤(1)：将质量分数为99.99％的海绵钛，质量分数为99.99％的锰粒、99.99％的镍粒，99.8％钼粒，99.8％铌粒，99.8％海绵锆，99.8％锡粒，99.7％氧化硼粒，99.7％钴粒，99.7％铬粒按照实施例1原料的重量份加入坩埚中；在真空度为0.02MPa的电弧炉中，工作电压为700A，工作电压为20V、起弧时间为2分钟，进行2小时熔炼铸锭；
步骤(2)将步骤(1)制备的铸锭投入高温炉中，熔炼温度为1150℃，保温14分钟后出炉，在温度为850℃条件下经塑性加工成型，加工成型的合金投入真空度为0.01的真空炉中，温度为550℃条件下进行真空实效处理，保温2小时，去离子水洁净表面。
本发明选择上述多种合金作为钛合金的添加元素，制备的合金材料具有优良的生物相容性，且机械性能优良，根据国家标准GB6397-8测定实施例1制备的混进材料的力学性能如下：机械强度高达1100Mpa，弹性模量135Gpa，延伸率8.9％。
实施例4
本发明一种用于齿科修复的合金材料，包括以下重量份的原料：钛60份、锰3份、镍0.5份，钼1.2份，铌5份，锆5份，锡3份，氧化硼3份，钴2份，铬0.2份。
本发明一种用于齿科修复的合金材料的制备方法，步骤(1)：将质量分数为99.99％的海绵钛，质量分数为99.99％的锰粒、99.99％的镍粒，99.8％钼粒，99.8％铌粒，99.8％海绵锆，99.8％锡粒，99.7％氧化硼粒，99.7％钴粒，99.7％铬粒按照实施例1原料的重量份加入坩埚中；在真空度为0.02MPa的电弧炉中，工作电压为700A，工作电压为20V、起弧时间为2分钟，进行2小时熔炼铸锭；
步骤(2)将步骤(1)制备的铸锭投入高温炉中，熔炼温度为1150℃，保温14分钟后出炉，在温度为850℃条件下经塑性加工成型，加工成型的合金投入真空度为0.01的真空炉中，温度为550℃条件下进行真空实效处理，保温2小时，去离子水洁净表面。
本发明选择上述多种合金作为钛合金的添加元素，制备的合金材料具有优良的生物相容性，且机械性能优良，根据国家标准GB6397-8测定实施例1制备的混进材料的力学性能如下：机械强度高达900Mpa，弹性模量110Gpa，延伸率8.3％。
实施例5
本发明一种用于齿科修复的合金材料，包括以下重量份的原料：钛85份、锰3份、镍1份，钼2份，铌5份，锆5份，锡3份，氧化硼3份，钴2份，铬0.2份。
本发明一种用于齿科修复的合金材料的制备方法，步骤(1)：将质量分数为99.99％的海绵钛，质量分数为99.99％的锰粒、99.99％的镍粒，99.8％钼粒，99.8％铌粒，99.8％海绵锆，99.8％锡粒，99.7％氧化硼粒，99.7％钴粒，99.7％铬粒按照实施例1原料的重量份加入坩埚中；在真空度为0.02MPa的电弧炉中，工作电压为700A，工作电压为20V、起弧时间为2分钟，进行2小时熔炼铸锭；
步骤(2)将步骤(1)制备的铸锭投入高温炉中，熔炼温度为1150℃，保温14分钟后出炉，在温度为850℃条件下经塑性加工成型，加工成型的合金投入真空度为0.01的真空炉中，温度为550℃条件下进行真空实效处理，保温2小时，去离子水洁净表面。
本发明选择上述多种合金作为钛合金的添加元素，制备的合金材料具有优良的生物相容性，且机械性能优良，根据国家标准GB6397-8测定实施例1制备的混进材料的力学性能如下：机械强度高达930Mpa，弹性模量110Gpa，延伸率8.1％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于齿科修复的合金材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：钛60～85份、锰1～3份、镍0.5～1份，钼1.2～2份，铌2～5份，锆5～8份，锡3～5份，氧化硼3～5份，钴2～4份，铬0.2～0.5份。
2.一种用于齿科修复的合金材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：钛80份、锰2份、镍0.8份，钼1.5份，铌2.8份，锆6份，锡4份，氧化硼4份，钴3份，铬0.3份。
3.一种用于齿科修复的合金材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：钛85份、锰2份、镍0.8份，钼1.5份，铌4份，锆7份，锡5份，氧化硼5份，钴3份，铬0.4份。
4.一种权利要求1至3任一项所述用于齿科修复的合金材料的制备方法，步骤(1)：将质量分数为99.7％～99.99％的海绵钛，质量分数为99.7％～99.99％的锰粒、99.7％～99.99％的镍粒，99.7％～99.99％钼粒，99.7％～99.99％铌粒，99.7％～99.99％海绵锆，99.7％～99.99％锡粒，99.7％～99.99％氧化硼粒，99.7％～99.99％钴粒，99.7％～99.99％铬粒按照权利要求1至3任一项所述重量份加入坩埚中；在真空度为0.02MPa的电弧炉中，工作电压为600～700A，工作电压为10～20V、起弧时间为1～2分钟，进行2～4小时熔炼铸锭；
步骤(2)将步骤(1)制备的铸锭投入高温炉中，熔炼温度为1100～1150℃，保温12～14分钟后出炉，在温度为850℃条件下经塑性加工成型，加工成型的合金投入真空度为0.001～0.02的真空炉中，温度为550℃条件下进行真空实效处理，保温2～3小时，去离子水洁净表面。
5.根据权利要求4所述一种权利要求1至3任一项所述用于齿科修复的合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)在真空度为0.02MPa的电弧炉中，工作电压为650A，工作电压为15V、起弧时间为1.8分钟，进行3熔炼铸锭。
6.根据权利要求4所述一种权利要求1至3任一项所述用于齿科修复的合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)熔炼温度为1100℃，保温13分钟后出炉，在温度为850℃条件下经塑性加工成型，加工成型的合金投入真空度为0.01的真空炉中，温度为550℃条件下进行真空实效处理，保温2.5小时，去离子水洁净表面。
7.一种权利要求1至3任一项所述用于齿科修复的合金材料在口腔牙齿修复中的应用。
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