VITROCERÁMICA,. ASÍ COMO SU FABRICACIÓN Y UTLIZACIÓN.

[0001] La invención se refiere a una vitrocerámica, un procedimiento de fabricación de esta vitrocerámica así como su utilización para fines dentales. [0002] En vitrocerámicas se trata notoriamente de cuerpos sólidos, en los cuales están presentes zonas cristalinas además de la fase vítrea. La microestructura de tales vitrocerámicas se puede describir también de manera que en una o varias fases vítreas (la llamada matriz vitrea) están almacenados cristales que forman la llamada fase cristalina. [0003] Las vitrocerámicas se utilizan ya desde principios de los años sesenta también en la técnica dental, en particular como las así llamadas cerámicas de recubrimiento para el revestimiento/recubrimiento de estructuras en la mayoría de los casos metálicas. Referente al estado histórico de la técnica se indican en el presente caso las dos patentes US 3,052,982 y 3,052,983 de Weinstein. En estas aplicaciones se combina la leucita (tetragonal) como fase cristalina con un alto coeficiente de dilatación térmica 25° (valor WAK, 25° C a 500° C) de aprox. 20 x 10-6/K con una fase vitrea que presenta un bajo valor WAK de por ejemplo aprox. 8 x 10-6/K. Por selección de las condiciones de mezcla de estos componentes se pueden ajustar de esta manera diferentes coeficientes de dilatación térmica para la vitrocerámica. [0004] La patente EP 1253116 describe una vitrocerámica prensable que contiene además de la leucita sintética un porcentaje muy alto (30 - 90 % en peso) de vidrio de silicato de litio. La leucita sintética se obtiene en este caso por mezcla de carbonato de potasio, óxido de aluminio y dióxido de silicio en una proporción estequiométrica y un sucesivo tratamiento térmico de la mezcla. La leucita obtenida de esta manera se muela a fin de obtener un polvo con un tamaño medio de grano de entre 1 y 100 µm. [0005] La patente EP 1245548 se refiere a un procedimiento de fabricación de una vitrocerámica con contenido en leucita, según el cual la leucita no se introduce como componente separado en la vitrocerámica sino se forma en el transcurso de un tratamiento térmico. Para ello se añade a un material vítreo una cantidad pequeña de cristales de semillas de leucita con un tamaño preferido de entre 30 y 60 µm y a continuación se trata térmicamente. [0006] En la patente US 5,944,884 se describe una vitrocerámica adecuada para productos dentales, que comprende cristales de leucita con un diámetro de < 10 µm, preferiblemente de < 5 µm. La limitación del tamaño de grano debe conducir a una superficie uniforme y evitar irritaciones en la cavidad bucal. En formas de realización más preferidas, el diámetro de los cristales de leucita se sitúa por debajo de 1 µm. Las vitrocerámicas contienen Li2O en un porcentaje de 0,5 - 3 % en peso, preferiblemente de 0,7 - 1,5 % en peso. [0007] La aplicación en la técnica dental requiere exigencias especiales a las vitrocerámicas, justo también en vista de su cargabilidad mecánica. Así, la leucita que forma la fase cristalina (fase secundaria) representa en un punto débil potencial para fisuras o incluso un punto de ruptura en el material. Conforme a ello ha de evitarse una formación de fisuras, particularmente en la fase vítrea y también dentro de la fase cristalina. Las microestructuras realizadas hasta ahora de las vitrocerámicas correspondientes de la fase vitrea y leucita generalmente no rinden esto. [0008] Por un lado, en las vitrocerámicas correspondientes se utilizan cristales de leucita con un tamaño de hasta 60 µm. Dichas vitrocerámicas presentan frecuentemente fisuras tanto en la fase vítrea como también en la fase cristalina (fase de leucita) a causa de la diferencia grande de los valores del coeficiente de dilatación térmica de los componentes individuales y a causa de los cristales de leucita comparativamente grandes. La fase de leucita está distribuida de manera heterogénea en estas vitrocerámicas en la fase vitrea / matriz vitrea. [0009] En otro grupo conocido de vitrocerámicas se utilizan cristales de leucita más pequeños. Así, la patente EP 0 690 030 describe vitrocerámicas que contienen además de una fase de leucita aún una fase de fluorapatita como otra fase cristalina, debiendo presentar los cristales de leucita contenidos unos tamaños de grano intermedios de < 5 µm. También la patente US 5,653,791 describe vitrocerámicas con determinadas composiciones químicas que contienen cristales de leucita, cuyos tamaños de grano no sobrepasan 10 µm. [0010] También las vitrocerámicas con cristales de leucita más pequeños manifiestan sin embargo frecuentemente una tendencia grande a la formación de fisuras (tanto en la fase vítrea como también en la fase de leucita) con fisuras de la magnitud de hasta 1 µm. Además, los cristales de leucita de muchas de estas cerámicas en el caso de incendios múltiples tienden a un crecimiento descontrolado del cristal y a consecuencia de ello surgen otra vez tensiones y fisuras. [0011] Conforme a ello, la invención se propone evitar las desventajas de las vitrocerámicas descritas del estado de la técnica. Así, la formación de fisuras en la vitrocerámica debe ser suprimida en gran parte y a ser posible incluso ser 2 completamente evitada. Mediante una microestructura optimizada en gran parte, las vitrocerámicas correspondientes deben ser adecuadas de una manera particular para la utilización en el sector dental. [0012] Esta tarea se resuelve mediante la vitrocerámica con las características de la reivindicación 1 y el procedimiento con las características de la reivindicación 9. Las formas de realización preferidas de esta vitrocerámica y este procedimiento están descritos en las reivindicaciones dependientes 2 a 8 o 10 a 12. Las reivindicaciones 13 a 15 definen un uso según la invención de la vitrocerámica reivindicada o una correspondiente prótesis dental. El texto de todas las reivindicaciones en el presente caso hace referencia al contenido de esta descripción. [0013] La vitrocerámica según la invención posee una fase vítrea continua y una fase cristalina de leucita tetragonal. Al mismo tiempo, la fase vítrea está exenta de fisuras (según el entendimiento común en una contemplación microscópica), y la fase cristalina está repartida de manera esencialmente homogénea en esta fase vítrea. Los cristales de leucita presentan en la fase cristalina según la invención la distribución granulométrica definida abajo, con tamaños de grano de < 1 µm y tamaños de grano de 1 µm. [0014] Contrariamente al estado de la técnica por lo tanto están presentes según la invención los cristales de leucita en la vitrocerámica, que poseen tamaños de grano de < 1 µm y se encuentran por consecuencia en el rango nanométrico. La microestructura de la vitrocerámica reivindicada puede ser denominada por consiguiente también como "nanoestructura de leucita". Los cristales de leucita existentes en total están repartidos de manera esencialmente homogénea en la fase vítrea /matriz vítrea sin fisuras. Bajo esta "distribución esencialmente homogénea" debe entenderse que en una contemplación microscópica/ microscópica de electrones en los mismos rangos de la fase vítrea se encuentran en el promedio aproximadamente la misma cantidad de cristales de leucita. [0015] Por motivos de completitud deberá mencionarse que la leucita se representa por la fórmula química K[AlSi2O6] y según la invención se aplica en su estructura tetragonal. [0016] En referencia a los vidrios/matriz vítrea utilizados fundamentalmente no está limitada la invención. Preferentemente se pueden utilizar según la invención los vidrios de silicato, teniendo que destacarse en el presente caso particularmente los vidrios con porcentajes mencionables de iones metálicos alcalinos, es decir los llamados vidrios de silicato alcalino. [0017] En todas las indicaciones anteriores y las que seguirán aún, los valores de % en peso se refieren a la vitrocerámica en total. [0018] Las vitrocerámicas según la invención contienen los componentes - 60 % en peso a 70 % en peso de SiO2, - 10 % en peso a 15 % en peso de Al2O3, - 0 % en peso a 15 % en peso de K2O, - 2 % en peso a 7 % en peso de Na2O, - 0 % en peso a 0,3 % en peso de Li2O, - 0,1 % en peso a 0,5 % en peso de Sb2O3, - 0,1 % en peso a 0,5 % en peso de BaO, - 0,5 % en peso a 1,0 % en peso de CaO, - 0,1 % en peso a 0,4 % en peso de F. [0019] De estas a su vez son preferidas aquellas vitrocerámicas que contienen los siguientes componentes: - 63 % en peso a 67 % en peso de SiO2, - 12 % en peso a 15 % en peso de Al2O3, - 10 % en peso a 14 % en peso de K2O, - 2 % en peso a 6,5 % en peso de Na2O, - 0,1 % en peso a 0,2 % en peso de Li2O, - 0,1 % en peso a 0,3 % en peso de Sb2O3, - 0,1 % en peso a 0,3 % en peso de BaO, - 0,6 % en peso a 1,0 % en peso de CaO, - 0,1 % en peso a 0,3 % en peso de F. ES 2 365 844 T3 [0020]... [Seguir leyendo]

1. Vitrocerámica con una fase vítrea continua y una fase cristalina de leucita tetragonal, estando la fase vítrea exenta de fisuras y la fase cristalina de cristales de leucita está repartida de manera esencialmente homogénea en la fase vítrea y presenta la siguiente distribución granulométrica: - aprox. 5 % a aprox. 50 % de un primer grupo de cristales con tamaños de grano de < 1 µm y - aprox. 50 % a aprox. 95 % de un segundo grupo de cristales con tamaños de grano de 1 µm, presentando hasta aprox. 1 % de los cristales del segundo grupo unos tamaños de grano de > 7 µm y el resto con respecto a 100% presenta tamaños de grano de entre 1 µm y 7 µm, y la vitrocerámica contiene los siguientes componentes: - 60 % en peso a 70 % en peso de SiO2, - 10 % en peso a 15 % en peso de Al2O3, - 10 % en peso a 15 % en peso de K2O, - 2 % en peso a 7 % en peso de Na2O, - 0 % en peso a 0,3 % en peso de Li2O, - 0,1 % en peso a 0,5 % en peso de Sb2O3, - 0,1 % en peso a 0,5 % en peso de BaO, - 0,5 % en peso a 1,0 % en peso de CaO, - 0,1 % en peso a 0,4 % en peso de F. 2. Vitrocerámica según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la misma contiene los siguientes componentes: - 63 % en peso a 67 % en peso de SiO2, - 12 % en peso a 15 % en peso de Al2O3, - 10 % en peso a 14 % en peso de K2O, - 2 % en peso a 6,5 % en peso de Na2O, - 0,1 % en peso a 0,2 % en peso de Li2O, - 0,1 % en peso a 0,3 % en peso de Sb2O3, - 0,1 % en peso a 0,3 % en peso de BaO, - 0,6 % en peso a 1,0 % en peso de CaO, - 0,1 % en peso a 0,3 % en peso de F. 3. Vitrocerámica según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que aprox. 5 % a aprox. 35%, particularmente aprox. 5 % a aprox. 20 % de los cristales forman parte del primer grupo. 4. Vitrocerámica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que los cristales del primer grupo presentan tamaños de grano de < 0,5 µm y preferiblemente de < 0,3 µm. 5. Vitrocerámica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que los cristales del segundo grupo presentan tamaños de grano de 1 µm a 7 µm. 6. Vitrocerámica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por la siguiente repartición granulométrica de los cristales de leucita en la fase vítrea: - aprox. 5 % a aprox. 50 % de cristales del primer grupo, - hasta aprox. 0,5 % de cristales con tamaños de grano > 7 µm, y - el resto con respecto a 100% está constituido de cristales con tamaños de grano de 1 µm a 7 µm. 7. Vitrocerámica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que la fase cristalina está esencialmente exenta de fisuras. 8. Vitrocerámica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que la vitrocerámica presenta un coeficiente de dilatación térmica (valor WAK 25° C a 500° C) de 11 a 16,5 x 10-6/K y una temperatura de cocción comprendida entre 700° C y 950° C. 9. Procedimiento de fabricación de la vitrocerámica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por 7 ES 2 365 844 T3 el hecho de que los cristales de leucita que presentan la distribución granulométrica apropiada y partículas vítreas se mezclan los unos con los otros y la mezcla obtenida de esta manera se somete a un tratamiento térmico a una temperatura comprendida entre 700° C y 1.100° C. 10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el tratamiento térmico se realiza a una temperatura comprendida entre 850° C y 1.050° C, preferiblemente a una temperatura de aprox. 1.000° C. 11. Procedimiento según la reivindicación 9 o la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el tratamiento térmico se lleva a cabo durante 10 min. a 2 horas, preferiblemente durante 30 min. a 1,5 horas, en particular durante aprox. 1 hora. 12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por el hecho de que los cristales de leucita se fabrican como sigue: - pesado estequiométrico de los componentes correspondientes, preferiblemente K2O, Al2O3 y SiO2, - fusión de la mezcla obtenida de esta manera a una temperatura comprendida entre 1.400° C y 1.600° C, - tratamiento térmico del producto obtenido, preferiblemente a una temperatura de aprox. 1.000° C, durante un período de 1 hora, y - desmenuzamiento del producto tratado térmicamente para obtener la distribución granulométrica deseada, preferiblemente con ayuda de al menos un proceso de molienda. 13. Utilización de la vitrocerámica según una de las reivindicaciones 1 a 8 para fines dentales, en particularmente como material dental. 14. Utilización según la reivindicación 13 para el recubrimiento de la prótesis dental, en particular para la prótesis dental metalocerámica. 15. Prótesis dental, en particular prótesis dental metalocerámica, caracterizada por el hecho de que la misma presenta una vitrocerámica según una de las reivindicaciones 1 a 8, estando revestida o recubierta particularmente con una tal vitrocerámica. 8