ジルコニアセラミック表面上の微粒子のその場合成と磁器との接着に及ぼす影響

In Situ Synthesized Particulates on a Zirconia Ceramic Surface and Their Effect on Bonding to Porcelain.

• Yueming Tian
• Shuang Tang
• Dongxiang Zheng
• Zutai Zhang
• Ning Ding
• Yongmei Li

抄録

目的:

ジルコニア表面上のin situ合成微粒子がジルコニアと磁器の結合特性に及ぼす影響を調べる。

PURPOSE: To explore the effect of in situ synthesized particulates on a zirconia surface on the bonding properties between zirconia and porcelain.

材料及び方法:

イットリウム安定化正方晶ジルコニア（Y-TZP）をプレス焼結したものをスライスや棒状に切断し、1,200砥粒の炭化ケイ素研磨紙で研磨した。試料は、フッ酸水溶液への浸漬時間（それぞれ０秒、１０秒、３０秒、５０秒、７０秒、９０秒）により、無作為に６つのグループ（Ｃ、Ｉ、Ｉ、Ｉ）に分けた。その後、塩化カルシウム水溶液に９０秒間浸漬した後、８０℃の水酸化ナトリウム水溶液に２時間浸漬した。焼結後、表面のトポグラフィーと粗さを調べた。焼成後、磁器の接合界面を観察し、断面微小硬さを測定した。ジルコニアと磁器のせん断接着強度を評価し，破壊モードを分類した．また、３点曲げ試験を行い、機械的性質に及ぼす処理の影響を確認した。以上のデータを統計的に解析した。

MATERIALS AND METHODS: Presintered yttrium-stabilized tetragonal zirconia (Y-TZP) was cut into slices and bars and polished with 1,200-grit silicon carbide abrasive paper. Samples were randomly divided into six groups (C, I, I, I, I, and I) according to immersion time in hydrofluoric acid solution (0, 10, 30, 50, 70, and 90 seconds, respectively). Then, the samples were placed in calcium chloride solution for 90 seconds and dipped in sodium hydroxide solution at 80°C for 2 hours. After sintering, the surface topography and roughness were examined. After the porcelain was fired, the bonding interface was observed, and cross-sectional microhardness was measured. The shear bond strength of the zirconia to porcelain was evaluated, and failure modes were classified. A 3-point bending test was applied to confirm the effects of the treatment on the mechanical properties. The above data were statistically analyzed.

結果:

ジルコニア表面に多結晶微粒子を合成した。表面粗さの値は、試料のフッ酸への浸漬時間が長くなるにつれて増加した。断面微小硬さは実験群で徐々に低下した。I群では、高い接着強度(27.02±2.44MPa)を示した。実験群では主に混合破壊モードが得られた。また，実験群のワイブル特性強度はC群よりも高く，曲げ強度は各群間で有意な差は認められなかった。

RESULTS: Polycrystalline particulates were synthesized on the zirconia surface. The surface roughness values increased as the immersion time of the samples in hydrofluoric acid increased. The cross-sectional microhardness decreased gradually in the experimental groups. Group I showed an elevated bond strength (27.02 ± 2.44 MPa). Mainly mixed failure mode was obtained in the experimental groups. The Weibull characteristic strength for the experimental groups was higher than that of group C. The flexural strengths were not significantly different among the groups.

結論:

その場で合成したジルコニア上の多結晶微粒子は、機械的特性を大幅に低下させることなく、ジルコニアセラミックスと磁器の結合を効果的に改善することができました。

CONCLUSIONS: In situ synthesized polycrystalline particulates on zirconia could effectively improve the bonding between zirconia ceramics and porcelain without significantly decreasing the mechanical properties.