钛材表面烤瓷的瓷金属界面研究
作者：汪大林 徐君伍 艾绳前 于家斗 周忠慎
单位：上海第二军医大学长海医院口腔科(汪大林) 西安第四军医大学口腔医学院(徐君伍艾绳前)；西安西北有色金属研究所(于家斗) 西北轻工业学院硅酸盐工程系(周忠慎)
关键词：钛；牙瓷料；界面
实用口腔医学杂志990307 〔摘要〕 目的：研究瓷与钛材界面形态学特征和元素扩散情况。方法：在钛材面上烧烤低温瓷Ceratin，用扫描电镜和金相显微镜观察钛材和瓷界面区域及材料组织结构。用能谱分析仪观测界面区元素扩散情况。用PW1700 型自动化粉末衍射仪测定钛板作热处理后表面新生的氧化物。结果：显微镜下，在钛材表面该瓷有良好的浸润性和扩散作用，对钛材附着紧密，TC4面向界面区出现结构变化层。能谱分析发现界面区有钛、铝、硅元素扩散现象。X 线衍射检查揭示TA2、TC4表面都有TiO2形成。结论：Cerctin 和钛材热力学性能匹配，其结合机理包括机械性结合和化学性结合。
, 百拇医药
A study on the interface between titanium materials and porcelains
Wang Dalin, Xu Junwu, Yu Jiadou, et al. The Changhai Hospital, Second Military Medical University, Shanghai 200433
〔Abstract〕Objective: To observe the topography of the interfaces between porcelain and titanium materials and to detect the ionic diffusion in the interface area.Methods:The low temperature porcelain Ceratin, produced by the authors was fused to the surfaces of titanium. The topography of the interfaces between titanium materials and porcelain, and the structure of experimental materials were observed with SEM and metalloscope. The state of ionic diffusion in the interface area were investigated with energy dispersive analysis of X-ray. The titanium oxides formed on the surface of titanium materials were detected with powder automatic diffracter.Results:Excellent permeation and diffusion of Ceratin were observed on the surfaces of TA2 and TC4. A layer with changed structure was found in TC4 facing interface. The diffusions of ions of titanium, aluminium and silicon were discovered in the interface area. Titanium oxide was found on the surfaces of TA2 and TC4.Conclusion:The low fusing procelain Ceratin matches thermodynamically with TA2 and TC4, and excellent bond can be produced in the interface between Ceratin and titanium materials. The bonding mechanism may involve mechanical bond and chemical bond.
, 百拇医药
Key words Titanium; Dental porcelain; Interface
医用钛材具有优良的生物相容性、极好的耐蚀性、适宜的机械强度、丰富的资源和低廉的价格等优势，目前已成功地用作牙冠桥、活动义齿金属支架、基托、桩冠钉、牙种植体及其上部结构[1～3]。钛材能否替代具有致敏等毒副作用的镍基合金、钴基合金和价格昂贵的金合金、银合金和钯合金，在牙科获得更为广泛的应用，关键在于钛材表面能否成功地进行烤瓷。本研究在预氧化的钛材表面烧烤实验用低温瓷，通过对界面区的金相分析、氧化膜的X 线衍射分析，以探讨钛材和该瓷的结合机理。
1 材料和方法
1.1 材料与设备
1.1.1 钛材 纯钛(TA2)、Ti-6Al-4V合金(TC4)，西北有色金属研究院提供。TA2和TC4热膨胀系数(TEC)分别为8.60×10-6/℃和9.01×10-6/℃。
, 百拇医药
1.1.2 瓷粉 Ceratin(C)，为我们特制的钛材专用瓷粉，TEC为7.82×10-6/℃。Vita VMK68遮色瓷(O)，德国Vita公司产品。
1.1.3 烤瓷炉 Vacumat100，德国Vita 公司产品。
1.1.4 显微镜 江南-XJG-05 型用作金相观察。
1.1.5 扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDAX) PSEM-500X，荷兰，Philip公司产品。
1.1.6 PW1700 型自动化粉末衍射仪 荷兰，Philip 公司产品。表面衍射深度约为10 μm。
1.2 方法
1.2.1 试样制备 取直径3 mm TA2、TC4丝材，真空退火后磨光、校直，截成长25 mm棒状。取退火、磨光的TA2、TC4板材，截成20 mm×10 mm×1 mm小板共6 块(2 块TA2，4 块TC4)。所有试样表面用50 μm Al2O3砂磨，置体积分数为75% 乙醇中超声清洗2 次，每次20 min，吹干备用。
, 百拇医药
1.2.2 预氧化和烤瓷 按表1热处理制度进行预氧化和烤瓷。用内径9 mm、高4.5 mm特制的标准成形圈上瓷，在真空度为-105 Pa 时将瓷烧烤在钛材末端部分轴面上，各在2 个TA2、TC4表面烤Ceratin 瓷，记作TA2-C、TC4-C，在2 个TC4 表面烤Vita VMK68 A3 遮色瓷后再烧烤Ceratin 瓷，记作TC-O-C，烤瓷后所有试样表面均未出现肉眼可见的瓷裂。
1.2.3 烤瓷试样界面分析前处理 6 个烤瓷试样检查面作金相磨光，充分显露钛材与瓷的界面，再对磨光面作酸蚀处理，冲洗，吹干，作金相检查、SEM 观察和EDAX 分析。
1.2.4 X 线衍射试样制备 按表1 要求作板材TA2(2块)和TC4(4 块)预氧化处理。为了便于对照，将2 块预氧化处理的TC4板表面氧化膜用500 目细砂纸磨去，X 线衍射检查6 个试样预氧化处理后表面生成的氧化物种类和结构。
, 百拇医药
表1 预氧化及烤瓷的热处理制度 组别
预干燥
烤瓷和预氧化
冷却
温度
(℃)
时间
(min)
气氛
起始温度
(ST)(℃)
最高温度
(HT)(℃)
, 百拇医药
从ST到HT所
需时间(min)
HT维持
时间(min)
气氛
气氛
预氧化
600
750
5
3
真空
空气
, 百拇医药
烤O瓷
600
3
空气
600
980
5
1
真空
空气
烤C瓷
600
3
空气
, http://www.100md.com
600
700
5
1
真空
空气
2 结 果
2.1 金相检查结果
TA2-C组：钛基体表面因喷砂处理而出现许多凹陷，Ceratin 突入这些凹陷中。在界面区瓷与钛基体相互嵌合，紧密接触，无裂缝。钛基体结构均匀致密(图1)。TC4-C 组：界面区结构与TA2-C 组相类似，Ceratin 与TC4 基体结合紧密无裂缝。TC4-O-C 组：因烤瓷前喷砂处理，TC4表面突凹不平。在界面区Vita 遮色瓷表面较为平整。在TC4 与Vita 遮色瓷之间有一个较窄的中间层，TC4 面向界面区的一侧出现较宽的结构变化层(图2)。
, 百拇医药
图1 TA2-C 组金相照片 Ceratin(Ct) 与钛基体(TA2)相互嵌合，两者之间无裂缝。×600
图2 TC-O-C 组金相照片 钛基体(TC4)与Vita 遮色瓷(O) 之间出现中间层(↓)，TC4 接近界面处出现结构变化层(P)。×600
2.2 SEM-EDAX 分析结果
2.2.1 TA2-C 组 SEM 观察可见在TA2 基体与Ceratin 瓷之间出现2～3 μm 的氧化膜层，该层与钛基体及Ceratin 瓷附着紧密。EDAX 分析发现，在瓷中Si 含量高，到界面区逐渐减少并且扩散至钛基体内约3～4 μm。
2.2.2 Ti在基体中含量高，在界面区逐渐降低，扩散至瓷内部约3～4 μm。TC4-C 组：SEM观察发现Ceratin 对TC4具有良好的浸润作用，在界面区该瓷与TC4 基体相互交错，紧密结合，两者间氧化膜层不明显(图3)。EDAX 分析发现在界面区Si与Ti扩散情况与TA2-C 组类似。
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图3 TC4-C 试样SEM 照片 钛基体(TC4) 与Ceratin(Ct) 紧密结合，无裂缝。×2500
2.2.3 TC4-O-C 组 SEM 检查发现在TC4 基体与Vita 遮色瓷之间出现了厚约2～3 μm 的氧化膜，该膜与TC4 基体之间常有0.5～1.5 μm 的裂缝存在。EDAX 分析揭示，由瓷到TC4基体Al 含量变化不大，Si 向TC4 基体内扩散不明显，扩散主要发生在氧化膜层。在界面区，Ti 向氧化膜及Vita 遮色瓷内部扩散较明显。
2.3 预氧化试样表面X 线衍射结果
TA2 预氧试样出现12 个峰(8 号和9 号峰重叠)，其中2～12号的11 个峰为α-Ti峰。 1号峰(衍射角为35.482 5°，峰顶宽0.12°，晶面间距0.252 nm)为金红石型TiO2 峰。TC4 预氧化试样出现5 种峰：α-Ti 峰、β-Ti 峰、α-Ti 和β-Ti 重叠峰、钒钛矿型TiO2 峰和金红石型TiO2 峰。TC4 预氧化试样表面磨去氧化膜后，X 线衍射出现3 种峰：α-Ti峰、β-Ti 峰和这两种钛的重叠峰，其中β-Ti 峰占优势，无氧化钛峰。
, 百拇医药
3 讨 论
钛材表面烤瓷的研究时间不长，有关研究的详细报告特别少。Hautaniemi 等(1991)[6]报告了他们在钛材表面烤瓷的研究成果。他们首先将牙科常用的含有白榴石的CeramcoR Ⅱ瓷烤到纯钛表面，发现烤瓷后瓷全部从钛表面剥落，瓷与钛的结合强度(四点弯曲法)为零。他们又通过高温(1 530 ℃)熔炼、淬冷等方面重新加工CeramcoR Ⅱ 瓷，再将它烤到纯钛表面，测得的瓷钛结合强度达11 MPa。他们认为通过再熔炼等处理除去了瓷中热膨胀系数高的白榴石结晶，使该瓷与纯钛的热膨胀系数较为匹配。不过，对界面区的SEM 观察发现，在熔炼过的瓷与纯钛基体之间存在着宽约0.5 μm裂缝，并认为这条裂缝的存在很可能是结合强度低的原因。我们的研究发现，在TA2-C 组和TC4-C 组，瓷与钛材之间无裂缝存在；而在TC4-O-C 组则常有宽约0.5～1.0 μm的裂缝存在于TC4 基体与氧化膜之间。我们认为该裂缝的出现与该组烤瓷次数多，温度高，以及Vita VMK68 遮色瓷与TC4 热膨胀系数不匹配有关。因此，除了要求开发热膨胀系数与钛材匹配的瓷之外，对于烤瓷工艺的研究也同样重要，热处理次数、升温时间、速度和气氛等都可能影响瓷与钛材的结合力。
, http://www.100md.com
一般认为烤瓷前对金属基体预氧化可提高瓷金属结合强度。Adachi 等[7]认为，烤瓷前对钛材进行适当的预氧化处理十分必要。目前钛材表面烤瓷研究通常也都进行了预氧化处理。我们认为适当的预氧化处理便于钛表面形成厚度适宜的氧化膜，该氧化膜可与瓷中氧化物反应形成一个氧化物整体，产生强有力的化学性结合。剪切试验发现，经预氧化处理后，TA2 和TC4 与Ceratin 的结合强度分别达到31.01 MPa和33.73 MPa[8]。EDAX 分析提示，在界面区Ti 向瓷内扩散，Si 向钛内扩散，这种离子的扩散可能有助于瓷与钛材结合。SEM 检查发现在TC4 组，界面区氧化膜层不明显。Adachi 等对纯钛的Ti-6Al-4V 试样的研究也发现，在750 ℃左右预氧化可形成SEM 难以检测的附着牢固的薄层氧化膜。不过，我们对750 ℃左右预氧化处理的TC4 试样 X线衍射分析发现表面生存了钒钛矿型和金红石型两型氧化钛。SEM-EDAX 分析发现，在TA2-C 组，界面区形成金红石型TiO2，这种氧化钛构成的氧化膜厚度达到2～3 μm，而TA2-C 和TC4-C 两组热处理制度完全相同，这表明TA2 比TC4 更易于氧化。在剪切试验中发现，烤瓷试样的折裂面主要出现在氧化膜与钛基体之间[8]，这提示通过进一步优化预氧化和烤瓷的热处理流程，提高氧化膜对钛基体的附着力从而提高瓷与钛材结合强度是可能的。为此，我们计划进一步研究不同的预氧化条件对Ceratin 瓷与钛基体结合力的影响。
, 百拇医药
参考文献
1 Wang RR, Fung KK. Oxidation behavior of surface-modified titanium for titanium-ceramic restorations. J Prosthet Dent, 1997,77(4):423
2 White SN, Ho L, Caputo AA, et al. Strength of porcelain fused to titanium beams. J Prosthet Dent, 1996,75(6):640
3 Thomas CJ, Lechner S, Mori T. Titanium for removable dentures. Ⅱ Two-year clinical observations. Oral Rehabil, 1997，24(4)：414
, 百拇医药
4 浜中人士，米山隆之. 医用材料の研究课题と展望. 日本金属学会会报, 1991，30(6)：481
5 川添尧彬，未濑一彦. チタンの陶材烧付铸造冠ヘの应用. 补缀临床，1991,24(6):689
6 Hautaniemi JA, Hero H. Effect of crystalline leucite on porcelain bonding on titanium. J Am Ceram Assoc, 1991,74(6):1149
7 Adachi M, Mackert JR, Parry EE, et al. Oxide adherence and porcelain bonding to titanium and Ti-6Al-4V alloy. J Dent Res, 1990,69(10):1230
8 汪大林，徐君伍，艾绳前，等. 钛及钛合金表面烤瓷的实验研究. 中华口腔医学杂志，1995，30(4):201
(收稿：1998-03-01 修回：1999-03-12), 百拇医药
单位：上海第二军医大学长海医院口腔科(汪大林) 西安第四军医大学口腔医学院(徐君伍艾绳前)；西安西北有色金属研究所(于家斗) 西北轻工业学院硅酸盐工程系(周忠慎)
关键词：钛；牙瓷料；界面
实用口腔医学杂志990307 〔摘要〕 目的：研究瓷与钛材界面形态学特征和元素扩散情况。方法：在钛材面上烧烤低温瓷Ceratin，用扫描电镜和金相显微镜观察钛材和瓷界面区域及材料组织结构。用能谱分析仪观测界面区元素扩散情况。用PW1700 型自动化粉末衍射仪测定钛板作热处理后表面新生的氧化物。结果：显微镜下，在钛材表面该瓷有良好的浸润性和扩散作用，对钛材附着紧密，TC4面向界面区出现结构变化层。能谱分析发现界面区有钛、铝、硅元素扩散现象。X 线衍射检查揭示TA2、TC4表面都有TiO2形成。结论：Cerctin 和钛材热力学性能匹配，其结合机理包括机械性结合和化学性结合。
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A study on the interface between titanium materials and porcelains
Wang Dalin, Xu Junwu, Yu Jiadou, et al. The Changhai Hospital, Second Military Medical University, Shanghai 200433
〔Abstract〕Objective: To observe the topography of the interfaces between porcelain and titanium materials and to detect the ionic diffusion in the interface area.Methods:The low temperature porcelain Ceratin, produced by the authors was fused to the surfaces of titanium. The topography of the interfaces between titanium materials and porcelain, and the structure of experimental materials were observed with SEM and metalloscope. The state of ionic diffusion in the interface area were investigated with energy dispersive analysis of X-ray. The titanium oxides formed on the surface of titanium materials were detected with powder automatic diffracter.Results:Excellent permeation and diffusion of Ceratin were observed on the surfaces of TA2 and TC4. A layer with changed structure was found in TC4 facing interface. The diffusions of ions of titanium, aluminium and silicon were discovered in the interface area. Titanium oxide was found on the surfaces of TA2 and TC4.Conclusion:The low fusing procelain Ceratin matches thermodynamically with TA2 and TC4, and excellent bond can be produced in the interface between Ceratin and titanium materials. The bonding mechanism may involve mechanical bond and chemical bond.
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Key words Titanium; Dental porcelain; Interface
医用钛材具有优良的生物相容性、极好的耐蚀性、适宜的机械强度、丰富的资源和低廉的价格等优势，目前已成功地用作牙冠桥、活动义齿金属支架、基托、桩冠钉、牙种植体及其上部结构[1～3]。钛材能否替代具有致敏等毒副作用的镍基合金、钴基合金和价格昂贵的金合金、银合金和钯合金，在牙科获得更为广泛的应用，关键在于钛材表面能否成功地进行烤瓷。本研究在预氧化的钛材表面烧烤实验用低温瓷，通过对界面区的金相分析、氧化膜的X 线衍射分析，以探讨钛材和该瓷的结合机理。
1 材料和方法
1.1 材料与设备
1.1.1 钛材 纯钛(TA2)、Ti-6Al-4V合金(TC4)，西北有色金属研究院提供。TA2和TC4热膨胀系数(TEC)分别为8.60×10-6/℃和9.01×10-6/℃。
, 百拇医药
1.1.2 瓷粉 Ceratin(C)，为我们特制的钛材专用瓷粉，TEC为7.82×10-6/℃。Vita VMK68遮色瓷(O)，德国Vita公司产品。
1.1.3 烤瓷炉 Vacumat100，德国Vita 公司产品。
1.1.4 显微镜 江南-XJG-05 型用作金相观察。
1.1.5 扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDAX) PSEM-500X，荷兰，Philip公司产品。
1.1.6 PW1700 型自动化粉末衍射仪 荷兰，Philip 公司产品。表面衍射深度约为10 μm。
1.2 方法
1.2.1 试样制备 取直径3 mm TA2、TC4丝材，真空退火后磨光、校直，截成长25 mm棒状。取退火、磨光的TA2、TC4板材，截成20 mm×10 mm×1 mm小板共6 块(2 块TA2，4 块TC4)。所有试样表面用50 μm Al2O3砂磨，置体积分数为75% 乙醇中超声清洗2 次，每次20 min，吹干备用。
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1.2.2 预氧化和烤瓷 按表1热处理制度进行预氧化和烤瓷。用内径9 mm、高4.5 mm特制的标准成形圈上瓷，在真空度为-105 Pa 时将瓷烧烤在钛材末端部分轴面上，各在2 个TA2、TC4表面烤Ceratin 瓷，记作TA2-C、TC4-C，在2 个TC4 表面烤Vita VMK68 A3 遮色瓷后再烧烤Ceratin 瓷，记作TC-O-C，烤瓷后所有试样表面均未出现肉眼可见的瓷裂。
1.2.3 烤瓷试样界面分析前处理 6 个烤瓷试样检查面作金相磨光，充分显露钛材与瓷的界面，再对磨光面作酸蚀处理，冲洗，吹干，作金相检查、SEM 观察和EDAX 分析。
1.2.4 X 线衍射试样制备 按表1 要求作板材TA2(2块)和TC4(4 块)预氧化处理。为了便于对照，将2 块预氧化处理的TC4板表面氧化膜用500 目细砂纸磨去，X 线衍射检查6 个试样预氧化处理后表面生成的氧化物种类和结构。
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表1 预氧化及烤瓷的热处理制度 组别
预干燥
烤瓷和预氧化
冷却
温度
(℃)
时间
(min)
气氛
起始温度
(ST)(℃)
最高温度
(HT)(℃)
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从ST到HT所
需时间(min)
HT维持
时间(min)
气氛
气氛
预氧化
600
750
5
3
真空
空气
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烤O瓷
600
3
空气
600
980
5
1
真空
空气
烤C瓷
600
3
空气
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600
700
5
1
真空
空气
2 结 果
2.1 金相检查结果
TA2-C组：钛基体表面因喷砂处理而出现许多凹陷，Ceratin 突入这些凹陷中。在界面区瓷与钛基体相互嵌合，紧密接触，无裂缝。钛基体结构均匀致密(图1)。TC4-C 组：界面区结构与TA2-C 组相类似，Ceratin 与TC4 基体结合紧密无裂缝。TC4-O-C 组：因烤瓷前喷砂处理，TC4表面突凹不平。在界面区Vita 遮色瓷表面较为平整。在TC4 与Vita 遮色瓷之间有一个较窄的中间层，TC4 面向界面区的一侧出现较宽的结构变化层(图2)。
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图1 TA2-C 组金相照片 Ceratin(Ct) 与钛基体(TA2)相互嵌合，两者之间无裂缝。×600
图2 TC-O-C 组金相照片 钛基体(TC4)与Vita 遮色瓷(O) 之间出现中间层(↓)，TC4 接近界面处出现结构变化层(P)。×600
2.2 SEM-EDAX 分析结果
2.2.1 TA2-C 组 SEM 观察可见在TA2 基体与Ceratin 瓷之间出现2～3 μm 的氧化膜层，该层与钛基体及Ceratin 瓷附着紧密。EDAX 分析发现，在瓷中Si 含量高，到界面区逐渐减少并且扩散至钛基体内约3～4 μm。
2.2.2 Ti在基体中含量高，在界面区逐渐降低，扩散至瓷内部约3～4 μm。TC4-C 组：SEM观察发现Ceratin 对TC4具有良好的浸润作用，在界面区该瓷与TC4 基体相互交错，紧密结合，两者间氧化膜层不明显(图3)。EDAX 分析发现在界面区Si与Ti扩散情况与TA2-C 组类似。
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图3 TC4-C 试样SEM 照片 钛基体(TC4) 与Ceratin(Ct) 紧密结合，无裂缝。×2500
2.2.3 TC4-O-C 组 SEM 检查发现在TC4 基体与Vita 遮色瓷之间出现了厚约2～3 μm 的氧化膜，该膜与TC4 基体之间常有0.5～1.5 μm 的裂缝存在。EDAX 分析揭示，由瓷到TC4基体Al 含量变化不大，Si 向TC4 基体内扩散不明显，扩散主要发生在氧化膜层。在界面区，Ti 向氧化膜及Vita 遮色瓷内部扩散较明显。
2.3 预氧化试样表面X 线衍射结果
TA2 预氧试样出现12 个峰(8 号和9 号峰重叠)，其中2～12号的11 个峰为α-Ti峰。 1号峰(衍射角为35.482 5°，峰顶宽0.12°，晶面间距0.252 nm)为金红石型TiO2 峰。TC4 预氧化试样出现5 种峰：α-Ti 峰、β-Ti 峰、α-Ti 和β-Ti 重叠峰、钒钛矿型TiO2 峰和金红石型TiO2 峰。TC4 预氧化试样表面磨去氧化膜后，X 线衍射出现3 种峰：α-Ti峰、β-Ti 峰和这两种钛的重叠峰，其中β-Ti 峰占优势，无氧化钛峰。
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3 讨 论
钛材表面烤瓷的研究时间不长，有关研究的详细报告特别少。Hautaniemi 等(1991)[6]报告了他们在钛材表面烤瓷的研究成果。他们首先将牙科常用的含有白榴石的CeramcoR Ⅱ瓷烤到纯钛表面，发现烤瓷后瓷全部从钛表面剥落，瓷与钛的结合强度(四点弯曲法)为零。他们又通过高温(1 530 ℃)熔炼、淬冷等方面重新加工CeramcoR Ⅱ 瓷，再将它烤到纯钛表面，测得的瓷钛结合强度达11 MPa。他们认为通过再熔炼等处理除去了瓷中热膨胀系数高的白榴石结晶，使该瓷与纯钛的热膨胀系数较为匹配。不过，对界面区的SEM 观察发现，在熔炼过的瓷与纯钛基体之间存在着宽约0.5 μm裂缝，并认为这条裂缝的存在很可能是结合强度低的原因。我们的研究发现，在TA2-C 组和TC4-C 组，瓷与钛材之间无裂缝存在；而在TC4-O-C 组则常有宽约0.5～1.0 μm的裂缝存在于TC4 基体与氧化膜之间。我们认为该裂缝的出现与该组烤瓷次数多，温度高，以及Vita VMK68 遮色瓷与TC4 热膨胀系数不匹配有关。因此，除了要求开发热膨胀系数与钛材匹配的瓷之外，对于烤瓷工艺的研究也同样重要，热处理次数、升温时间、速度和气氛等都可能影响瓷与钛材的结合力。
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一般认为烤瓷前对金属基体预氧化可提高瓷金属结合强度。Adachi 等[7]认为，烤瓷前对钛材进行适当的预氧化处理十分必要。目前钛材表面烤瓷研究通常也都进行了预氧化处理。我们认为适当的预氧化处理便于钛表面形成厚度适宜的氧化膜，该氧化膜可与瓷中氧化物反应形成一个氧化物整体，产生强有力的化学性结合。剪切试验发现，经预氧化处理后，TA2 和TC4 与Ceratin 的结合强度分别达到31.01 MPa和33.73 MPa[8]。EDAX 分析提示，在界面区Ti 向瓷内扩散，Si 向钛内扩散，这种离子的扩散可能有助于瓷与钛材结合。SEM 检查发现在TC4 组，界面区氧化膜层不明显。Adachi 等对纯钛的Ti-6Al-4V 试样的研究也发现，在750 ℃左右预氧化可形成SEM 难以检测的附着牢固的薄层氧化膜。不过，我们对750 ℃左右预氧化处理的TC4 试样 X线衍射分析发现表面生存了钒钛矿型和金红石型两型氧化钛。SEM-EDAX 分析发现，在TA2-C 组，界面区形成金红石型TiO2，这种氧化钛构成的氧化膜厚度达到2～3 μm，而TA2-C 和TC4-C 两组热处理制度完全相同，这表明TA2 比TC4 更易于氧化。在剪切试验中发现，烤瓷试样的折裂面主要出现在氧化膜与钛基体之间[8]，这提示通过进一步优化预氧化和烤瓷的热处理流程，提高氧化膜对钛基体的附着力从而提高瓷与钛材结合强度是可能的。为此，我们计划进一步研究不同的预氧化条件对Ceratin 瓷与钛基体结合力的影响。
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参考文献
1 Wang RR, Fung KK. Oxidation behavior of surface-modified titanium for titanium-ceramic restorations. J Prosthet Dent, 1997,77(4):423
2 White SN, Ho L, Caputo AA, et al. Strength of porcelain fused to titanium beams. J Prosthet Dent, 1996,75(6):640
3 Thomas CJ, Lechner S, Mori T. Titanium for removable dentures. Ⅱ Two-year clinical observations. Oral Rehabil, 1997，24(4)：414
, 百拇医药
4 浜中人士，米山隆之. 医用材料の研究课题と展望. 日本金属学会会报, 1991，30(6)：481
5 川添尧彬，未濑一彦. チタンの陶材烧付铸造冠ヘの应用. 补缀临床，1991,24(6):689
6 Hautaniemi JA, Hero H. Effect of crystalline leucite on porcelain bonding on titanium. J Am Ceram Assoc, 1991,74(6):1149
7 Adachi M, Mackert JR, Parry EE, et al. Oxide adherence and porcelain bonding to titanium and Ti-6Al-4V alloy. J Dent Res, 1990,69(10):1230
8 汪大林，徐君伍，艾绳前，等. 钛及钛合金表面烤瓷的实验研究. 中华口腔医学杂志，1995，30(4):201
(收稿：1998-03-01 修回：1999-03-12), 百拇医药