การเตรียมและการวิเคราะห์สมบัติของเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์สำหรับงานทันตวัสดุ

Abstract

ซิลิคอนไนไตรด์เซรามิก เป็นวัสดุที่มีความแข็ง ความแข็งแรง ความเหนียว และความเฉื่อยทางชีวภาพสูง จึงเป็นที่สนใจนำมาเตรียมเป็นวัสดุทันตกรรมครอบฟันเทียม ในงานวิจัยนี้ได้เตรียมวัสดุซิลิคอนไนไตรด์เซรามิกที่มีสีขาวจากส่วนผสมของแอลฟาซิลิคอนไนไตรด์ร้อยละ 89 โดยน้ำหนัก ร่วมกับตัวช่วยในการเผาผนึก ในอัตราส่วนร้อยละโดยน้ำหนักของ ซิลิกา : แมกนีเซีย : อิตเทรีย เท่ากับ 3:3:5 บดผสมด้วยบอลล์มิลล์เป็นเวลา 24 ชั่วโมง โดยใช้เอธิลแอลกอฮอล์ และพอลิไวนีลบิวทีรอล ร้อยละ 1 โดยน้ำหนัก ทำการขึ้นรูปด้วยการอัดไฮดรอลิก เผาไล่ตัวเชื่อมประสานที่ 600 องศาเซลเซียสในอากาศ และเผาผนึกเบื้องต้นที่อุณหภูมิ 1450 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ภายใต้บรรยากาศไนโตรเจน เพื่อให้สามารถเกลาขึ้นรูปเป็นครอบฟันเทียม แล้วจึงทำการเผาผนึกอีกครั้งที่ 1650 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ภายใต้บรรยากาศไนโตรเจน ซึ่งมีค่าการหดตัวหลังเผาร้อยละ 19.9 ซึ่งใกล้เคียงกับแท่งเซอร์โคเนียบล็อกทางการค้าที่นิยมใช้กันในทางทันตกรรม จนได้ชิ้นงานครอบฟันเทียมก่อนจะนำไปเคลือบผิวด้วยเคลือบฟันเทียม โดยใช้ผงแก้วบอโรซิลิเกต (Pyrex) ที่มีขนาดต่ำกว่า 150 ไมครอน ผสมเซอร์โคเนีย (ที่ทำให้เสถียรบางส่วนด้วยอิตเทรีย ร้อยละ 3) ปริมาณร้อยละ 5 โดยน้ำหนัก ผสมกับสารละลายพอลิไวนีลแอลกอฮอล์ (ความเข้มข้นร้อยละ 5 โดยน้ำหนัก) จำนวนร้อยละ 30 โดยน้ำหนักของส่วนผสมเคลือบฟันเทียม หลังจากทาส่วนผสมเคลือบฟันเทียมลงบนชิ้นงานครอบฟันเทียมเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ด้วยพู่กันแล้วทำการเผาในเตาไฟฟ้าแบบท่อ ที่อุณหภูมิ 1000-1200 องศาเซลเซียส พบว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมในการเผาเคลือบผิวฟันเทียมคือ 1100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 15 นาที โดยได้ผิวเคลือบที่มีผลึกของคริสโตบาไลต์เพียงเล็กน้อยซึ่งเป็นผลจากการเติมเซอร์โคเนีย มีการยึดเกาะผิวที่ดี มีความเรียบและมันเงา ไม่มีตำหนิ ไม่พบการรานตัว โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ 3.98x10⁻⁶ ต่อองศาเซลเซียส มีสีค่อนข้างขาวและมีความทึบแสงพอสมควร และมีความแข็งที่ 4.0 จิกะพาสคัล ซึ่งใกล้เคียงกับเคลือบฟันมนุษย์