氧化钇添加量对牙科氧化锆陶瓷光学性能的影响

摘要

目的 探究氧化钇添加量对氧化锆的微观结构变化和光学性能的影响。方法 选择同一品牌的氧化锆材料，分别添加3 mol%(3Y)、4 mol%(4Y)和5 mol%(5Y)的氧化钇预烧结盘，完成样品规格设计、切削和致密化烧结。用于材料微观结构表征的陶瓷样品，烧结后为直径9 mm，厚2 mm的圆片；用于材料的光学性能表征的陶瓷样品，烧结后为6 mm×8 mm、厚0.5～1.0 mm等厚度间隔的方片，共6组（n=5）。使用扫描电子显微镜技术表征材料表面形貌，X射线衍射技术表征材料的晶相结构；使用椭圆偏振仪表征材料的折射率，光谱仪表征材料的透射率和对比度（CR值）。结果 氧化钇添加量增加，晶体直径增加；四方相比例在4Y组最高（59.49%）,5Y组最低（19.46%）。随着氧化钇添加量增加，折射率降低。透射率受到波长和材料厚度显著影响，同一材料的透射率在长波段（705 nm）最高，短波段（435 nm）最低。3Y组与4Y组的透射率小于1%,5Y组的透射率在短波段（435 nm）低于1%，在长波段（705 nm）最高超过10%。CR值受材料厚度的影响较小，3Y和4Y的CR值为0.8±0.1，仅个别组之间的差异有统计学意义；5Y组的CR值为0.4±0.2，与其他两组差异均有统计学意义。结论氧化钇添加量较低时，主要促进四方相晶体的生长；而氧化钇添加量较高时，则显著促进立方相晶体的生长。氧化钇的添加量提高到5 mol%时，才能有效提高氧化锆的半透性。

关键词

氧化锆 / 氧化钇 / 四方相 / 立方相 / 光学性能 / 折射率 / 半透性