專(zhuān)利名稱(chēng)：陶瓷切割模板的制作方法
陶瓷切割模板本發(fā)明的主題是一種切割模板(khnittschablone)或者切割塊(S^eblock)，優(yōu)選是用于醫(yī)療技術(shù)中的切割模板或者切割塊。在每個(gè)膝蓋模板植入(Knie-TEP-Implantation)過(guò)程中，將所謂的切割模板或者切割塊固定到股骨上。使用這種切割模板，通常進(jìn)行三次切割來(lái)使得股骨表面與股骨部件的幾何形狀相配合。對(duì)每個(gè)切割來(lái)說(shuō)，在切割模板中存在著一個(gè)引導(dǎo)(在1模板中的3或者4切割引導(dǎo))。在這個(gè)引導(dǎo)中，切割是用擺動(dòng)型鋸條來(lái)進(jìn)行的。現(xiàn)今，鋸條和切割模板主要是由生物相容性金屬合金制成的。取決于制造商，切割塊中的導(dǎo)軌的寬度是1. 2-1. 5mm。由于鋸條的振動(dòng)和鋸條與導(dǎo)軌之間存在的摩擦力，在導(dǎo)軌側(cè)發(fā)生了高的金屬磨損。這種磨屑(Abrieb)不能或者僅僅不充分地在外科手術(shù)期間從傷口上除去。因此，這種磨屑會(huì)變成感染源，和特別的會(huì)導(dǎo)致患者的過(guò)敏反應(yīng)。因此，重要的是充分減少所述的磨屑，并且特別地，在潛在的過(guò)敏癥患者情況下通過(guò)使用陶瓷股骨部件來(lái)進(jìn)行植入反應(yīng)時(shí)應(yīng)該避免這種情況。根據(jù)現(xiàn)今的認(rèn)知，大部分金屬磨屑是通過(guò)在切割模板的導(dǎo)軌上研磨而產(chǎn)生的。 在切割模板在膝蓋模板植入過(guò)程中使用了大約20-40次后，該導(dǎo)軌表現(xiàn)出增加了大約 0.5-1. 5mm的導(dǎo)軌間隙。結(jié)果，該切割模板的引導(dǎo)精度明顯降低。對(duì)于外科醫(yī)生來(lái)說(shuō)，相應(yīng)的結(jié)果是不再能進(jìn)行鋸條的精確切割，股骨切割表面的對(duì)準(zhǔn)和平坦度的背離程度逐漸增加。這導(dǎo)致了切割表面和股骨部件之間較大的間隙。所述的間隙必須通過(guò)大于通常體積的一定體積的骨水泥在外科手術(shù)過(guò)程中填充，這會(huì)對(duì)所述系統(tǒng)的使用壽命(Mandzeit)產(chǎn)生不利影響。本發(fā)明所基于的目標(biāo)是消除現(xiàn)有技術(shù)的切割模板/切割塊的缺點(diǎn)，和特別 ,減少金屬磨屑，其中應(yīng)力爭(zhēng)相對(duì)于迄今的金屬熔體將金屬磨屑減少至多90% ； -提高切割模板的使用壽命和因此節(jié)約成本；
,減少過(guò)敏的風(fēng)險(xiǎn)和感染的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明的目標(biāo)令人驚訝地通過(guò)陶瓷制成的、具有獨(dú)立權(quán)利要求特征的切割模板/ 切割塊(下文中，術(shù)語(yǔ)燒結(jié)模制體(SinterformkSrper)或者燒結(jié)體也用于本發(fā)明的切割模板/本發(fā)明的切割塊)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施方案可以在從屬權(quán)利要求中找到。已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)給定目標(biāo)的解決方案需要具有非常特定組成的燒結(jié)模制體。除了通過(guò)在陶瓷基質(zhì)中嵌入含有穩(wěn)定化氧化物(stabilisierende Oxide)的二氧化鋯所實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換增強(qiáng)之外，根據(jù)第一實(shí)施方案，本發(fā)明提供了作為基質(zhì)的氧化鋁/氧化鉻混合晶體(Mischkristall)。本發(fā)明進(jìn)一步提供了嵌入到基質(zhì)中的二氧化鋯和與氧化鋁一起形成混合晶體的氧化鉻處于彼此規(guī)定的摩爾比。這種措施使得甚至在較高二氧化鋯份額的情況中(其對(duì)于保持特別好的斷裂韌度可能是必需的)，也能夠?qū)崿F(xiàn)所需的硬度值。另一方面，在低二氧化鋯份額的情況中，會(huì)存在著相對(duì)低的氧化鉻含量，由此抵消材料變脆。關(guān)于含有穩(wěn)定化氧化物的二氧化鋯和氧化鉻是以一定的摩爾比存在的論述自動(dòng)產(chǎn)生了其他成分的特定比例，因?yàn)槔珉S著二氧化鋯的份額以及穩(wěn)定化氧化物的份額相對(duì)于該燒結(jié)模制體的降低，同時(shí)另一方面，氧化鋁的份額提高。基于該燒結(jié)模制體的氧化鋁， 該氧化鉻的存在重量是0. 004-6. 57重量％，其中，但是，不應(yīng)當(dāng)忽視的是氧化鉻與含有穩(wěn)定化氧化物的二氧化鋯處于所述的摩爾關(guān)系中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)氧化鈰作為穩(wěn)定化氧化物是非常特別有利的。根據(jù)另外一種有利的實(shí)施方案，該燒結(jié)模制體中的基質(zhì)材料的份額至少是70體積％，并且是由氧化鋁/氧化鉻混合晶體形成的，氧化鉻份額是0. 1-2. 32重量％，基于氧化鋁，其中2-30體積％的氧化鋯嵌入到基質(zhì)中，并且二氧化鋯包含0. 27-2. 85摩爾％的氧化釔，基于二氧化鋯和氧化釔的混合物，該氧化鋯主要是以四方晶系變體而存在，平均晶粒尺寸不超過(guò)2 Mfflo基于二氧化鋯和氧化釔混合物為0. 27-2. 85摩爾％量的氧化釔對(duì)應(yīng)于基于二氧化鋯為0. 5%-5. 4重量％的氧化釔。在這樣的燒結(jié)模制體的情況中，該含有氧化釔的二氧化鋯與氧化鉻是以370 1-34 1的摩爾比而存在的。根據(jù)本發(fā)明另外一種特別優(yōu)選的實(shí)施方案，該基質(zhì)材料的組成為氧化鋁/氧化鉻混合晶體和式SrAl12_xCrx019的另外的混合晶體，其中χ值是0. 0007-0. 045。同樣在這種實(shí)施方案中，其除了對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施方案，嵌入到混合晶體基質(zhì)中的二氧化鋯具有增韌效果之外，而加入鉻能夠抵消由于二氧化鋯份額引起的硬度下降。令人驚訝地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在氧化鍶存在下，片狀體(Platelet)是以微結(jié)構(gòu)形成的，該片狀體對(duì)應(yīng)于通式SrAl12_xCrx019。通過(guò)加入氧化鍶而另外形成的式SrAl12_xCrx019m混合晶體具有另外的效果，S卩，它賦予了該燒結(jié)模制體進(jìn)一步提高的韌性，甚至在高溫也是如此。因此還提高了這些燒結(jié)模制體在提高的溫度影響下的耐磨損性。同樣在這種實(shí)施方案中，已經(jīng)證明氧化鈰是特別合適的。即使該基質(zhì)不包含Cr2O3時(shí)也形成了片狀體。根據(jù)另外一種實(shí)施方案，該燒結(jié)模制體的耐磨損性可以通過(guò)在其中嵌入基于該基質(zhì)材料為2-25體積％的元素周期表的第四和第五副族的金屬的碳化物、氮化物和碳氮化物中的一種或者多種而進(jìn)一步提高。優(yōu)選地，這些硬材料的份額是大約6-15體積％。特別合適的是氮化鈦，碳化鈦和碳氮化鈦。根據(jù)本發(fā)明一種特別優(yōu)選的另外的實(shí)施方案，含有穩(wěn)定化氧化物的二氧化鋯與氧化鉻的摩爾比是取決于本發(fā)明的燒結(jié)模制體中所存在的二氧化鋯份額，以這樣的方式來(lái)設(shè)定的，即，在低二氧化鋯份額的情況中，該氧化鉻的量也是低的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果二氧化鋯氧化鉻的摩爾比設(shè)定在下面的范圍，則它是特別合適的
2-5體積％的二氧化鋯1000 :1-100 1
>5-15體積％的二氧化鋯 200 1-40 1 >15-30體積％的二氧化鋯 100 1-20 1 >30-40體積％的二氧化鋯 40 1-20 1。為了確保二氧化鋯主要以四方晶系變體形成存在，根據(jù)本發(fā)明，需要將二氧化鋯的晶粒尺寸設(shè)定為不超過(guò)2 Mm。除了立方晶系變體中的二氧化鋯份額之外(其允許至多5 體積％的量)，少量的單斜晶系變體也是允許的；但是，它們也不能超過(guò)最大5體積％的量， 并且優(yōu)選小于2體積％，特別優(yōu)選的甚至小于1體積％，這樣優(yōu)選大于90體積％是以四方晶系變體而存在的。因?yàn)槌藢?zhuān)利權(quán)利要求所述的成分之外，該燒結(jié)模制體另外僅僅包含以不可避免的方式引入的雜質(zhì)，其根據(jù)本發(fā)明的另外一種優(yōu)選的實(shí)施方案，不大于0.5體積％，該燒結(jié)
6模制體僅僅由氧化鋁-氧化鉻混合晶體組成，或者在氧化鍶和氧化鉻存在時(shí)，由這種混合晶體和式SrAl12_xCrx019的混合晶體以及二氧化鋯(其包含穩(wěn)定化氧化物，并且被嵌入到所述混合晶體的基質(zhì)中)組成。另外的相例如諸如晶界相(其是在氧化鋁和氧化鎂一起使用時(shí)形成的)，或者另外的晶相(其是通過(guò)加入本領(lǐng)域已知的物質(zhì)例如YNbO4或者YTaO4而產(chǎn)生的，并且其具有不足夠高的軟化點(diǎn))不存在于本發(fā)明的燒結(jié)模制體中。同樣，MruCi^Pi^ 的氧化物(其是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，并且其還導(dǎo)致形成了另外的相)引起軟化點(diǎn)降低和導(dǎo)致低的邊緣強(qiáng)度。因此本發(fā)明不使用這些材料。優(yōu)選地，該二氧化鋯的存在量不大于30體積％。優(yōu)選該二氧化鋯的存在量也不小于15體積％。如果二氧化鋯的存在量是15-30體積％，則含有穩(wěn)定化氧化物的二氧化鋯與氧化鉻的摩爾比特別優(yōu)選是40 :1到25 :1。根據(jù)另外一種非常特別優(yōu)選的實(shí)施方案，以四方晶系變體存在的二氧化鋯的份額大于95體積％，其中僅僅總共至多5體積％是以立方晶系和/或單斜晶系變體而存在的。 非常特別優(yōu)選的是嵌入的二氧化鋯的晶粒尺寸符合0.2-1. 5 Mm的范圍。與此相反，該氧化鋁/氧化鉻混合晶體的平均晶粒尺寸在0.8-1. 5 Mm的范圍被發(fā)現(xiàn)是特別合適的。如果另外還使用元素周期表的第四和第五副族的金屬的碳化物、氮化物和碳氮化物中的一種或者多種，則它們所用的晶粒尺寸是0.8-3 Mm。式SrAl12_xCrx019m混合晶體粒子的長(zhǎng)度/厚度比是5:1-15:1。它們的最大長(zhǎng)度是12 Mm，和它們的最大厚度是1.5 Mm。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)合適的片狀體不僅可以用氧化鍶，而且還可以用某些其他氧化物以微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生。形成片狀體的前提條件是“原位”形成片狀體的六方晶系晶體結(jié)構(gòu)。如果將材料體系A(chǔ)l2O3-Cr2O3-ZrO2-Y2O3(CeO2)用作基質(zhì)，則可以用許多不同的氧化物來(lái)“原位”形成下面的片狀體。通過(guò)加入合金元素aulegierimg)堿金屬氧化物，形成了相應(yīng)的堿金屬^、-,(^(^片狀體，通過(guò)加入合金元素堿土金屬氧化物，形成了相應(yīng)的堿土金屬_Al12_xCrx019片狀體，通過(guò)加入合金元素CdO，PbO、HgO，形成了相應(yīng)的(Cd， 1 或者HgAl12_xCrx019)片狀體，和通過(guò)加入合金元素稀土氧化物，形成了相應(yīng)的稀土元素-Al1^CrjA8片狀體。此夕卜，LEI2O3可以形成化合物L(fēng)Eta9Al11IxCrxO19t5但是，即使該基質(zhì)不包含Cr2O3，也會(huì)形成片狀體。不存在氧化鍶而形成的片狀體對(duì)應(yīng)于通式堿金屬-Al11O17, 堿土金屬-Al12O19, (Cd、Pb 或者 HgAl12O19)或者稀土元素-A112018。根據(jù)本發(fā)明，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該基質(zhì)材料包含氧化鋁/氧化鉻混合晶體和另外的根據(jù)下面通式之一的混合晶體=Me1AlihCrxO17, Me2Al12^xCrxO19, Me2'Al12^xCrxO19或者 Me3Aln_xCrx018，其中Me1代表堿金屬，Me2代表堿土金屬，Me2’代表鎘、鉛或者汞，和Me3代表稀土金屬。La0.9Al1L76_xCrx019也可以作為混合晶體加入該基質(zhì)材料中。x可以取0. 0007-0. 045 的值。即使基質(zhì)不含Cr2O3，也會(huì)發(fā)生本發(fā)明所設(shè)想的“原位”片狀體增強(qiáng)。根據(jù)本發(fā)明特別設(shè)想的是，硬度值的降低不干擾。不使用Cr2O3而形成的片狀體因此對(duì)應(yīng)于通式 Me1Al11O17, Me2Al12O19' Me2’ Al12O19或者M(jìn)e3Al12018。借助這些燒結(jié)模制體，也可以提供同樣優(yōu)選的實(shí)施方案，正如借助在基質(zhì)材料中包含Cr2O3的燒結(jié)模制體那樣。在這方面，上面給出的關(guān)于在基質(zhì)材料含有Cr2O3的燒結(jié)模制體的解釋類(lèi)似地應(yīng)用于基質(zhì)材料中沒(méi)有Cr2O3的燒結(jié)模制體。本發(fā)明的燒結(jié)模制體的維氏硬度大于1750[HVtlJ，但是優(yōu)選高于1800[HVtlJ。
本發(fā)明的燒結(jié)模制體的微結(jié)構(gòu)沒(méi)有微裂紋，并且孔隙度不大于1. 0%。該燒結(jié)模制體還可以包含晶須，但該晶須不是由碳化硅形成的。該燒結(jié)模制體優(yōu)選不包含經(jīng)常用作晶粒生長(zhǎng)抑制劑的物質(zhì)例如諸如氧化鎂。權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)中所用的術(shù)語(yǔ)“混合晶體”不理解為表示單晶；而是，氧化鉻在氧化鋁或者鋁酸鍶中的固熔體。本發(fā)明的燒結(jié)模制體或者切割模板是多晶的。在燒結(jié)過(guò)程中，穩(wěn)定劑氧化物溶于^O2晶格中并且穩(wěn)定了 ^O2的四方晶系變體。 為了生產(chǎn)該燒結(jié)模制體和為了實(shí)現(xiàn)沒(méi)有另外的不期望的相的微結(jié)構(gòu)，使用了高純度原料， 即，氧化鋁和二氧化鋯的純度大于99%。優(yōu)選地，雜質(zhì)程度為顯著更低。特別地，基于最終的燒結(jié)模制體大于0.5體積％份額的SiO2是不期望的。不受這個(gè)規(guī)則約束的是不可避免存在二氧化鉿，其在二氧化鋯以至多2重量％的少量存在。該燒結(jié)模制體的制造是如下來(lái)進(jìn)行的不受壓燒結(jié)(druckloses Sinter)或者熱壓氧化鋁/ 二氧化鋯/氧化鉻和穩(wěn)定化氧化物的混合物，或者使用這些成分的混合物，其另外還加入有氧化鍶或者代替氧化鍶的堿金屬氧化物，堿土金屬氧化物，CdO, PbO, HgO，稀土氧化物或者La2O3和/或元素周期表的第四和第五副族的金屬的碳化物、氮化物和碳氮化物中的一種或者多種。示例性的混合物在表1中給出。氧化釔和氧化鉻的加入還可以以氧化釔鉻(YCrO3)的形式來(lái)進(jìn)行，而氧化鍶的加入可以?xún)?yōu)選以鍶鹽的形式來(lái)進(jìn)行，特別是碳酸鍶 (SrCO3)的形式。能代替氧化鍶使用的堿金屬氧化物，堿土金屬氧化物，氧化鎘，氧化鉛，氧化汞，稀土氧化物或者氧化鑭可以?xún)?yōu)選以它們的鹽的形式加入，特別是碳酸鹽的形式加入。 但是，三元化合物(它們本身在燒結(jié)過(guò)程中分解和重排(umlagern))也是可能的。不同的陶瓷混合物是通過(guò)研磨來(lái)生產(chǎn)的。將臨時(shí)粘合劑加入到該研磨的混合物中，隨后將該混合物噴霧干燥。此后，將該噴霧干燥的混合物壓成生坯(GrtokSrper)，并且在標(biāo)準(zhǔn)條件下燒結(jié)，例如以不受壓的方式燒結(jié)，或者預(yù)燒結(jié)，并且在氬氣氛中進(jìn)行氣壓燒結(jié)方法。術(shù)語(yǔ)“不受壓燒結(jié)”包括在大氣條件下、在保護(hù)氣體下或者在真空中燒結(jié)。優(yōu)選地， 該模制體首先在無(wú)壓力下預(yù)燒結(jié)到理論密度的90-95%，隨后通過(guò)熱靜等壓或者氣壓燒結(jié)再壓縮(nachverdichten)。該理論密度由此可以提高到直至大于99. 5%的值。制造生坯的一種備選方式是直接由懸浮液來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為此，將固含量大于50體積％的混合物在含水懸浮液中研磨。將該混合物的PH值設(shè)定為4-4. 5。在研磨之后，加入尿素以及一定量的酶尿素酶(其適于在所述懸浮液傾倒入模具之前降解尿素)。歸因于該酶催化的尿素分解，該懸浮液的PH值變?yōu)?，其中該懸浮液凝結(jié)。在脫模之后，將以此方式制造的生坯干燥和燒結(jié)。該燒結(jié)方法可以以不受壓的方式進(jìn)行，但是預(yù)燒結(jié)，隨后熱等靜壓再壓縮也是可能的。關(guān)于這種方法(DCC方法)進(jìn)一步的細(xì)節(jié)公開(kāi)在W094/0M^和 W094/24064中，將其完全并入作為參考。當(dāng)基于所述多組分體系來(lái)制造陶瓷時(shí)，一系列因素會(huì)是非常重要的。特別是在粉末混合物準(zhǔn)備過(guò)程中，分散和研磨會(huì)對(duì)本發(fā)明的陶瓷性能產(chǎn)生特別的影響。研磨方法和研磨單元本身會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。同樣，所用研磨懸浮液的固含量會(huì)另外影響分散。在下面的實(shí)施例中，更詳細(xì)地說(shuō)明了影響參數(shù)和它們對(duì)于機(jī)械性能的作用。對(duì)于各試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，使用了下面的固體組合
Al2O3 73. 11 重量 ％ ZrO223. 57 重量 ％La2O3 2. 48 重量 ％ YCrO3 0. 84 重量 ％。對(duì)于試驗(yàn)V1-V4來(lái)說(shuō)，使用了 60重量％的漿體。在試驗(yàn)V5中，固含量降低到55 重量％。為了進(jìn)行試驗(yàn)VI，使用了振動(dòng)磨。試驗(yàn)V2和V3是使用實(shí)驗(yàn)室立式球磨來(lái)進(jìn)行的； V2的研磨時(shí)間是lh，V3的研磨時(shí)間是大致2h。在試驗(yàn)V4中，已經(jīng)在連續(xù)立式球磨中加工了 30kg的量。試驗(yàn)V5是在實(shí)驗(yàn)室立式球磨中進(jìn)行的，并且持續(xù)研磨池。下面，列出了各個(gè)試驗(yàn)的強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果
.flij —.IMP —L+ Jiio Ihnm t+l·WeibuIl mV1 V2692 .789.480 i 835 29 i 942+105 ... 1627 4V31033695 124311310I V41214930 13739315V5 ！ 99 781 11569613
表1
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^La2O3 ；*^Er2O3 ；^*BaO ；^*Dy2O3 。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的金屬制成的切割模板或者切割塊，金屬磨屑減少了至多90%。本發(fā)明的切割模板或者切割塊的使用壽命得到相當(dāng)大的提高，這是因?yàn)樵谠撉懈钅０迳蟽H僅發(fā)生了很少的磨損。這降低了成本。此外，降低了患者過(guò)敏或者過(guò)敏反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)和感染的風(fēng)險(xiǎn)。該切割模板優(yōu)選用于醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于處理骨頭的外科手術(shù)中，在優(yōu)選的方式中用于膝蓋模板植入中。本發(fā)明的陶瓷切割模板或者制造其的陶瓷的優(yōu)點(diǎn)是 ^該切割模板表現(xiàn)出極低的磨損。>該材料是生物相容性的。,如果本發(fā)明的切割模板是通過(guò)激光標(biāo)記的，則該模板是很清楚可見(jiàn)的和易讀的，并因此能夠降低該切割模板使用過(guò)程中的誤操作。,該切割模板具有非常好的摩擦學(xué)性能。

圖1-4以不同的視圖表示了本發(fā)明的陶瓷制成的切割模板1。圖5表示了常規(guī)的金屬制成的切割模板的形狀圖和在外科手術(shù)中的使用。
圖1-4表示了本發(fā)明的切割模板1，其也稱(chēng)作切割塊。這樣的切割模板1用于在人造膝蓋關(guān)節(jié)植入過(guò)程中弓I導(dǎo)外科手術(shù)鋸條。該切割模板是由基體2組成的，其帶有狹縫狀凹進(jìn)3，用于插入和精確引導(dǎo)板狀鋸條，其中該狹縫狀凹進(jìn)3具有彼此對(duì)置的引導(dǎo)表面4。在該鋸割過(guò)程中，鋸條(參見(jiàn)圖5)緊密配合到這些引導(dǎo)表面4。通孔5鉆入到基體2中，該通孔用于將切割模板1螺紋連接到股骨上。在本發(fā)明上下文中，術(shù)語(yǔ)燒結(jié)模制體/燒結(jié)體表示切割模板或者切割塊形式的陶瓷，或者，表示用作切割模板或者切割塊的陶瓷。
權(quán)利要求
1.切割模板，其由下列成分制成a)60-98體積％的基質(zhì)材料，該基質(zhì)材料是由氧化鋁/氧化鉻混合晶體形成的，b)2-40體積％的嵌入在所述基質(zhì)材料中的二氧化鋯，所述二氧化鋯c)包含作為穩(wěn)定化氧化物的、大于10至15摩爾％的鈰、鐠和鋱的氧化物中的一種或者多種，基于二氧化鋯和穩(wěn)定化氧化物的混合物，其中d)對(duì)穩(wěn)定化氧化物的加入量如此選擇以使得二氧化鋯主要以四方晶系變體存在，和e)含有該穩(wěn)定化氧化物的二氧化鋯與氧化鉻的摩爾比是10001-20 1,f)全部成分的份額總和是100體積％的燒結(jié)模制體。
2.切割模板，其由下列成分制成a)至少70體積％的基質(zhì)材料，該基質(zhì)材料是由氧化鋁/氧化鉻混合晶體形成的，其中氧化鉻份額是0. 01-2. 32重量％，基于氧化鋁，b)2-30體積％的嵌入到該基質(zhì)材料中的二氧化鋯，所述二氧化鋯c)包含0.27%-2. 85摩爾％的氧化釔，基于二氧化鋯和氧化釔的混合物，其中對(duì)氧化釔的加入量如此選擇以使得二氧化鋯主要以四方晶系變體存在，和d)含有該穩(wěn)定化氧化物的二氧化鋯與氧化鉻的摩爾比是10001-20 :1，和e)全部成分的份額總和是100體積％的該切割模板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的切割模板，其中含有該穩(wěn)定化氧化物的二氧化鋯與氧化鉻的摩爾比是 370 1-34 :1ο
4.切割模板，其由下列成分制成al) 60-98體積％的基質(zhì)材料，其中該基質(zhì)材料包含至多a2)67. 1-99. 2體積％的氧化鋁/氧化鉻混合晶體a3)至多0.8-32.9體積％的另外的混合晶體，其選自根據(jù)下面通式之一的至少一種混合晶體:SrAl12_xCrx019, La0.9Al1L76_xCrx019' Me1Al11^xCrxO17' Me2Al12^xCrxO19, Me2'Al12^xCrxO19 和 / 或Me3Aln_xCr018，其中Me1代表堿金屬，Me2代表堿土金屬，Me2'代表鎘、鉛或者汞，和Me3代表稀土金屬，χ對(duì)應(yīng)于0. 0007-0. 045的值，和b)該基質(zhì)材料包含2-40體積％的嵌入到該基質(zhì)材料中的四方晶系經(jīng)穩(wěn)定化的二氧化鋯，和c)所述成分的份額總和是100體積％的該切割模板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的切割模板，特征在于作為用于氧化鋯的穩(wěn)定劑，使用2-15摩爾％ 的鈰、鐠和鋱的氧化物中的一種或者多種和/或0. 2-3. 5摩爾％的氧化釔，基于二氧化鋯和穩(wěn)定化氧化物的混合物，其中對(duì)穩(wěn)定化氧化物的加入量如此選擇以使得二氧化鋯主要以四方晶系變體存在，和立方晶系變體的份額是大約0-5體積％，基于二氧化鋯。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者權(quán)利要求5的切割模板，特征在于含有所述穩(wěn)定化氧化物的二氧化鋯與氧化鉻的摩爾比是1000 1-20 :1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中一項(xiàng)或多項(xiàng)的切割模板，特征在于該二氧化鋯的晶粒尺寸不超過(guò) 2 Mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中一項(xiàng)或多項(xiàng)的切割模板，特征在于該基質(zhì)材料另外還包含2-25 體積％的元素周期表的第四和第五副族的金屬的碳化物、氮化物和碳氮化物中的一種或者多種，基于該基質(zhì)材料。
9.切割模板，其由下列成分制成a)60-85體積％的基質(zhì)材料，該基質(zhì)材料是由氧化鋁/氧化鉻混合晶體和基于該基質(zhì)材料為2-25體積％的元素周期表的第四和第五副族的金屬的碳化物、氮化物和碳氮化物中的一種或者多種形成的，b)大于15至40體積％的嵌入到該基質(zhì)材料中的二氧化鋯，其c)包含作為穩(wěn)定化氧化物的、大于10至15摩爾％的鈰、鐠和鋱的氧化物中的一種或者多種和/或0. 2-3. 5摩爾％的氧化釔，基于二氧化鋯和穩(wěn)定化氧化物的混合物，其中d)對(duì)穩(wěn)定化氧化物的加入量如此選擇以使得二氧化鋯主要以四方晶系變體存在，和e)含有該穩(wěn)定化氧化物的二氧化鋯與氧化鉻的摩爾比是1001-20 1,f)全部成分的份額總和是100體積％的燒結(jié)模制體，g)該二氧化鋯的晶粒尺寸不超過(guò)2Mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的切割模板，特征在于含有穩(wěn)定化氧化物的二氧化鋯與氧化鉻的摩爾比滿足對(duì)于2-5體積％的二氧化鋯，1000 1-100 1>5-15體積%的二氧化鋯，200 1-40 1>15-30 體積 % 的二氧化鋯，100 1-20 1>30-40 體積 % 的二氧化鋯，40 1-20 :1ο
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中一項(xiàng)或多項(xiàng)的切割模板，特征在于包含不大于30體積％的二氧化鋯。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中一項(xiàng)或多項(xiàng)的切割模板，特征在于該二氧化鋯具有至少95 體積％的四方晶系變體。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中一項(xiàng)或多項(xiàng)的切割模板，特征在于所述二氧化鋯的總共0-5 體積％以立方晶系和/或單斜晶系變體存在。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中一項(xiàng)或多項(xiàng)的切割模板，特征在于該氧化鋁/氧化鉻混合晶體的平均晶粒尺寸是0.6-1. 5 Mm。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中一項(xiàng)或多項(xiàng)的切割模板，特征在于該二氧化鋯的晶粒尺寸是 0. 2-1. 5 Mm。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-14中一項(xiàng)或多項(xiàng)的切割模板，特征在于包含不大于0.5體積％的不可避免的雜質(zhì)，基于該燒結(jié)模制體。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-14中一項(xiàng)或多項(xiàng)的切割模板，特征在于維氏硬度[Hv0.5]>1800。
18.切割模板，其包含基質(zhì)材料，特征在于該基質(zhì)材料包含根據(jù)下面通式之一的至少一種片狀體SrAl12^xCrxO19, La0.9Al1L76_xCrx019> Me1Al11O17, Me2Al12O19, Me2’ Al12O19 和 / 或 Me3Al12O18，其中Me1代表堿金屬，Me2代表堿土金屬，Me2’代表鎘、鉛或者汞，和Me3代表稀土金屬，并且該基質(zhì)材料包含四方晶系經(jīng)穩(wěn)定的二氧化鋯。
19.用于制造根據(jù)權(quán)利要求1-18中一項(xiàng)或多項(xiàng)的切割模板的方法，特征在于研磨這樣的混合物，該混合物含有氧化鋁，二氧化鋯，氧化鉻，穩(wěn)定四方晶系二氧化鋯的氧化物和選自氧化鍶，堿金屬氧化物，堿土金屬氧化物，CdO, PbO, HgO，稀土氧化物和/或La2O3的至少一種氧化物，將臨時(shí)粘合劑加入到該經(jīng)研磨混合物中，將該混合物噴霧干燥，將該混合物壓成生坯，并將后者在標(biāo)準(zhǔn)條件下燒結(jié)?！?9.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，特征在于將該生坯以不受壓的方式預(yù)燒結(jié)到90-95%的密度，隨后經(jīng)歷熱等靜壓再壓縮.
20.制造根據(jù)權(quán)利要求1-18中一項(xiàng)或多項(xiàng)的切割模板的方法，特征在于在固含量大于 50體積％的含水懸浮液中研磨這樣的混合物，該混合物含有氧化鋁，氧化鉻，四方晶系氧化鋯，任選的穩(wěn)定化氧化物和選自氧化鍶，堿金屬氧化物，堿土金屬氧化物，CdO, PbO, HgO,稀土氧化物和/或La2O3的至少一種氧化物，其中保持pH值為4-4. 5，隨后向其中加入尿素和尿素酶，傾倒入模具中，在隨后的凝結(jié)之后進(jìn)行脫模，和燒結(jié)或者預(yù)燒結(jié)和熱等靜壓再壓縮。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的切割模板的用途，用于醫(yī)療技術(shù)中，特別是用于處理骨頭的外科手術(shù)中。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-18任一項(xiàng)的切割模板用于膝蓋模板植入的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種切割模板或者切割塊，優(yōu)選是用于醫(yī)療技術(shù)中的切割模板或者切割塊。
文檔編號(hào)C04B35/119GK102448385SQ201080023948
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者韋克 H., 埃施勒 M., 普雷伊斯 R. 申請(qǐng)人:陶瓷技術(shù)有限責(zé)任公司