Разработка стоматологического ситалла на основе фосфорсодержащей алюмосиликатной системы

Химические технологии

Abstract

Исследован процесс ситаллизации стекол системы (MgO:2CaO)-Al2O3-SiO2, содержащих в качестве катализатора кристаллизации P2O5, CaF2, а также Al2O3 в количестве 8,0…15,0 мол.%. Область стеклообразования в псевдотройной системе распространяется до 40 мол.% Al2O3, охватывая высококремнеземистые составы с MgO:2CaO от SiO2 до 50 мол.%. Исследованы стекла с микроликвационной структурой, расположенные в ограниченной области вблизи бинарной системы (MgO:2CaO)-SiO2. Изучение кристаллизационной способности стекол показало, что наилучшая ситаллоподобная структура характерна для стекол, содержащих от 8 до 12% Al2O3, а совместное введение оксидов щелочно-земельных металлов и Al2O3 смещает максимальную скорость кристаллизации стекла в высокотемпературную область. Выявлено, что при низкотемпературной обработке стекла (~910 OC) выделяется волластонит b-CaSiO3, а при более высокой температуре (~1005 OC) выпадают основные кристаллические фазы Ca2Al(AlSiO7) и Ca2Mg(Si2O7) со сдвоенными тетраэдрами, образующие непрерывный ряд твердых растворов. Показано, что выделение высокотемпературных кристаллических фаз способствует возрастанию температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) и микротвердости (Hv) ситаллов, а близость разницы величин этих свойств (Δα, ΔHv) стекол и ситаллов обусловлена идентичностью структурных единиц кристаллической и стеклообразной фаз. Высокие значения микротвердости ситаллов при содержании в исходном стекле KPO3 > 4,0 мол.% связываются с увеличением эффективности катализатора кристаллизации и количества кристаллической фазы при тех же условиях термообработки стекла. Показано, что при одностадийной термической обработке стекла с выделением твердых растворов, как основных фаз, можно получить ситаллы с ТКЛР, равным (84…88)∙10-71/0C. Выявлено, что изменением содержания KPO3 в стекле возможно менять значения ТКЛР и Hv ситаллов без изменения состава основных кристаллических фаз