高強度微細化されたロイサイトガラスセラミックスの結晶化

Crystallization of high-strength fine-sized leucite glass-ceramics.

• X Chen
• T C Chadwick
• R M Wilson
• R Hill
• M J Cattell

抄録

白雲母ガラスセラミックスの製造は、しばしば不均一な微細構造を持つ材料につながります。より大きな結晶-凝集体の周りにマイクロクラックを発生させる結晶-ガラスの熱的ミスマッチは、機械的特性の低下と関連しています。熱的にマッチしたガラスの微細な結晶サイズ（< 1 µm）と均一な微細構造は、二軸曲げ強さ（BFS）を向上させることができるという仮説が立てられました。ガラスを合成し、アトライターで粉砕し、熱処理を行った。ガラスとガラスセラミックスは、XRD,SEM,ダイラトメトリーによって特徴づけられた。実験ガラス（Ａ、Ｍ１Ａ及びＭ２Ａ）及び市販のガラスセラミックスをＢＦＳ試験により試験した。実験用ガラスセラミックスは、ガラス粒子径の減少に伴い、ロイサイト結晶数が増加し、結晶サイズが減少した。白石ガラスセラミックス（１μｍ未満）は、マトリックスのマイクロクラックが最小限であり、ＢＦＳ値は［平均（ＳＤ）ＭＰａ］であった。M1A = 253.8 (53.3); および M2A = 219.5 (54.1)。ガラスセラミックスM1AおよびM2Aは、IPSエンプレスエステティックガラスセラミックスよりも高い平均BFSおよび特性強度を有していた（p＜0.05）。微細な半透明のロイサイト系ガラスセラミックスが合成され，高い平均BFSを示した．

Manufacturing of leucite glass-ceramics often leads to materials with inhomogeneous microstructures. Crystal-glass thermal mismatches which produce microcracking around larger crystals-agglomerates are associated with reduced mechanical properties. The hypotheses were that fine (< 1 µm) crystal size and uniform microstructure in a thermally matched glass would increase the biaxial flexural strength (BFS). Glass was synthesized, attritor-milled, and heat-treated. Glasses and glass-ceramics were characterized by XRD, SEM, and Dilatometry. Experimental (A, M1A and M2A) and commercial glass-ceramics were tested by the BFS test. Experimental glass-ceramics showed an increased leucite crystal number and decreased crystal size with glass particle size reduction. Leucite glass-ceramics (< 1 µm) showed minimal matrix microcracking and BFS values of [mean (SD) MPa]: M1A = 253.8 (53.3); and M2A = 219.5 (54.1). Glass-ceramics M1A and M2A had higher mean BFS and characteristic strength than the IPS Empress Esthetic glass-ceramic (p < 0.05). Fine-grained, translucent leucite glass-ceramics were synthesized and produced high mean BFS.