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  值）测验标明，所制备牙冠的上色指数与天然牙齿的梯度外观相符。氧化铁和氧化钇的含量对机械功用和烧结缩短率影响较小。牙冠顶部选用未掺杂的组分时，可取得最高的通明度参数。本研讨经过闪耀机制成功处理了陶瓷资料功用梯度增材制作中的工艺难题，一起完成了氧化锆牙冠的色彩与通明度梯度调控，为美学牙科范畴带来了具有潜在突破性的开展。

  功用梯度资料（FGMs）可在单一构件内完成成分与功用的空间突变，在需求特定部位功用适配的使用场景中益发重要。增材制作（AM），特别是光固化成型技能，凭仗其高空间分辨率和数字化控制才能，为功用梯度资料的制备供给了强壮渠道。但是，因为生坯后处理过程中存在浆料交流、固化精度及层间剥离等问题，完成成分梯度陶瓷结构的制备仍面对应战。牙冠是陶瓷功用梯度资料的抱负使用场景——天然牙齿从牙釉质到牙本质，其色彩、通明度和结构本就出现突变特征。比较之下，传统氧化锆牙冠成分均一，难以再现天然牙齿的层次感和光学复杂性。虽然数字光处理（DLP）技能已成为制备陶瓷牙科修正体的抢手办法，但大多数DLP打印氧化锆牙冠仍为成分均一结构，对光学梯度的调控才能不行。此外，传统接连曝光DLP技能常因散射导致过度固化，下降梯度结构的尺度精度和界面分辨率。为处理这些限制，本研讨选用闪耀式DLP技能进行氧化锆牙冠的功用梯度增材制作。经过短脉冲、高强度的光照按捺散射效应、进步固化精度，完成单颗牙冠内色彩掺杂剂和氧化锆成分的可控调理。该战略在坚持结构完整性和打印精度的一起，同步完成色彩与通明度梯度，为制备更挨近天然牙齿外观的牙科修正体供给了可行途径。

  本研讨旨在同步完成氧化锆牙冠的色彩与通明度梯度，并经过自主研制的薄膜式DLP体系（图1a）——选用闪耀技能运转——处理功用梯度牙冠制备中的打印及后处理难题。依据图1b所示的成分规划，选用闪耀照明和接连照明两种办法，以15微米的层厚打印兼具色彩与通明度梯度的功用梯度牙冠。

  如图2a所示，接连打印导致严峻的过度固化，牙冠中空区域彻底阻塞。比较之下，选用闪耀照明打印的牙冠结构坚持了形状完整性和精度（图2c）。一切打印样品在氮气气氛中以0.5℃/min的升温速率于625℃下脱脂后，均取得无裂纹的素坯。在空气气氛中1500℃下烧结后，可取得色彩与通明度梯度结构；但是，接连打印样品在功用梯度结构的底部界面出现大裂纹（图2b），将牙冠沿裂纹界面切开后，观察到很多残留粉末，且烧结后的牙冠彻底不通明，功用梯度成分未出现任何通明度梯度特征。相反，闪耀照明打印的样品烧结后无裂纹和层间剥离（图2d），功用梯度牙冠质地更均匀，色彩与通明度梯度明晰可辨。

  一切功用梯度成分均满意ISO 6872:2024规范中牙科陶瓷资料的最低曲折强度要求。图3显现了一切成分在1500℃下的最大曲折强度：未掺杂的5YSZ样品强度较低（约550MPa），而氧化铁掺杂的3YSZ和4YSZ样品强度更高。

  关于3YSZ和4YSZ样品，曲折强度随氧化铁掺杂量的添加略有下降。例如，0.02wt%氧化铁掺杂的4YSZ样品强度为696.40MPa，当氧化铁含量添加至0.06wt%时，强度降至约670MPa。已有研讨标明，氧化钇掺杂会促进晶粒成长，而氧化铁掺杂会导致剩余孔隙率添加，这两种要素均会导致机械功用略有劣化。

  通明度方面，如图3所示，0.10wt%和0.08wt%氧化铁掺杂的3YSZ样品比较4YSZ和5YSZ样品更不通明：前者的通明度参数（TP）低于12，而一切4YSZ样品的TP值均高于15；未掺杂氧化铁的5YSZ样品通明度最高（TP20），成为三种氧化锆资猜中通明度最优的资料——这是因为高氧化钇掺杂量使氧化锆中各向同性立方相含量较高所造成的。

  综上，本研讨经过闪耀式DLP战略，处理了陶瓷资料功用梯度增材制作的工艺限制，并经过制备兼具色彩与通明度梯度的氧化锆牙冠，满意了牙科修正体的美学需求。闪耀照明（0.2秒亮光时刻、1秒间隔时刻）可大大下降散射诱导的过度固化程度：在高氧化铁掺杂量（如0.06wt%及以上）的浆猜中，接连固化的过度固化程度约为80%，而闪耀固化可将其降至14%。此外，与接连打印样品不同，烧结后的功用梯度牙冠无裂纹发生。氧化钇掺杂量对氧化锆资料的曲折强度和烧结缩短率影响较小。通明度参数（TP）验证了通明度梯度的存在：5YSZ样品的最大TP值约为22，而0.10wt%氧化铁掺杂的3YSZ样品TP值约为11。

  本研讨团队隶属于韩国资料科学研讨所（KIMS）先进生物与健康资料研讨部，专心于3D打印工艺开发及生物资料（包含陶瓷和金属）的增材制作研讨。

  Hui-suk Yun（通讯作者），韩国资料科学研讨所（KIMS）先进生物与健康资料研讨部首席研讨员。研讨方向：陶瓷增材制作、安排工程、净零排放。

  Shakeel Abbas（榜首作者），研讨方向：增材制作（AM）、陶瓷3D打印、功用梯度资料（FGMs）。

  Chang Woo Gal，韩国资料科学研讨所（KIMS）先进生物与健康资料研讨部高档研讨员。研讨方向：增材制作、粉末/聚合物加工技能、生物陶瓷。

  Yeong-Jin Choi，韩国资料科学研讨所（KIMS）先进生物与健康资料研讨部高档研讨员。研讨方向：生物陶瓷3D打印及使用、再生医学。

  Insup Kim，韩国资料科学研讨所（KIMS）先进生物与健康资料研讨部高档研讨员。研讨方向：增材制作（AM）、陶瓷3D打印。

  Muhammad Bilal，研讨方向：增材制作（AM）、多资料制备、生物医学植入物。

  《先进陶瓷（英文）》于2012年创刊，清华大学主办，清华大学出书社出书，清华大学新式陶瓷资料全国重点实验室供给学术支撑，创刊主编为我国工程院院士、清华大学李龙土教授，主编为我国科学院院士、清华大学林元华教授、郑州大学周延春教授和广东工业大学林华泰教授。该刊首要宣布先进陶瓷范畴的高质量原创性研讨和总述类学术论文，触及先进陶瓷的制备、结构表征、功用点评的各个细节，特别偏重新资料研制和先进陶瓷根底科学研讨等重要方面，致力于在世界先进陶瓷范畴建立学术交流渠道，引领和促进先进陶瓷学科的开展。已被SCIE、Ei Compendex、Scopus、DOAJ、CSCD等数据库录入。现为月刊，2024年发文量为174篇；2025年6月发布的影响因子为16.6，接连5年位列Web of Science中心合集“资料科学，陶瓷”学科33种同类期刊第1名；2024年11月当选“我国科技期刊杰出行动计划二期”英文领军期刊项目；2025年当选我国科学院文献情报中心期刊分区表资料科学1区Top期刊。2023年起，本刊完毕与世界出书商的协作，改由清华大学出书社自主研制、具有自主知识产权的科技期刊世界化数字出书渠道SciOpen独家发布，标志着该刊完毕多年来“借船出海”的办刊形式，回归本乡独立运营，也是我国优质英文期刊中最早回归国产渠道的期刊之一。

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