JPH0193473A - 表面にハニカム層を有するセラミック成形体の製造方法 - Google Patents
表面にハニカム層を有するセラミック成形体の製造方法Info
- Publication number
- JPH0193473A JPH0193473A JP62248786A JP24878687A JPH0193473A JP H0193473 A JPH0193473 A JP H0193473A JP 62248786 A JP62248786 A JP 62248786A JP 24878687 A JP24878687 A JP 24878687A JP H0193473 A JPH0193473 A JP H0193473A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- honeycomb
- molded body
- base material
- slurry
- Prior art date
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- Ceramic Products (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は表面にハニカム層を存するセラミック成形体の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
〈従来の技術〉
表面が多孔体であるセラミック成形体については種々知
られており、主たる用途として生体適合性が良く、機械
的強度も比較的大きいことから人工歯根、人工骨などの
硬組織代替材料としてのセラミックインブラントとして
研究開発が精力的に行われている。
られており、主たる用途として生体適合性が良く、機械
的強度も比較的大きいことから人工歯根、人工骨などの
硬組織代替材料としてのセラミックインブラントとして
研究開発が精力的に行われている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
従来の多孔体は孔径が小さく、連通孔が少なく、インブ
ラント基材として用いた場合、骨組織の成長が孔内で行
われ難く、さらに多孔体内部の気孔の滅菌または清掃が
充分行い難いという問題がある。
ラント基材として用いた場合、骨組織の成長が孔内で行
われ難く、さらに多孔体内部の気孔の滅菌または清掃が
充分行い難いという問題がある。
一方、孔径が比較的大きく、かつ連通孔を有する多孔体
をインブラント材として使用する試みもなされている0
例えば、特公昭58−41854号公報には顆粒、バイ
ンダー水溶液およびナフタリンわ】を配合して粘土様可
塑物とし、これを成形後、焼結して多孔質成形体を作り
、この成形体を緻密質セラミック製外套管に挿入して加
熱し、焼結一体化した内部に多孔質部を有するセラミッ
ク成形体を得ることが記載されている。しかしながら、
この方法で得られた成形体は顆粒の接触点における焼結
を利用したもので顆粒間および顆粒と外套管との接合強
度が弱いという問題が見出された。すなわち、基材面と
顆粒との接合は接触点が1点しかなく、顆粒間は6〜1
2点であるので顆粒間の接合よりも接触点数の少ない基
材面と顆粒との接合では、上記のような接触点における
焼結では低い強度しか得られず、さらに顆粒間の接合強
度も必ずしも十分でないことが判った。
をインブラント材として使用する試みもなされている0
例えば、特公昭58−41854号公報には顆粒、バイ
ンダー水溶液およびナフタリンわ】を配合して粘土様可
塑物とし、これを成形後、焼結して多孔質成形体を作り
、この成形体を緻密質セラミック製外套管に挿入して加
熱し、焼結一体化した内部に多孔質部を有するセラミッ
ク成形体を得ることが記載されている。しかしながら、
この方法で得られた成形体は顆粒の接触点における焼結
を利用したもので顆粒間および顆粒と外套管との接合強
度が弱いという問題が見出された。すなわち、基材面と
顆粒との接合は接触点が1点しかなく、顆粒間は6〜1
2点であるので顆粒間の接合よりも接触点数の少ない基
材面と顆粒との接合では、上記のような接触点における
焼結では低い強度しか得られず、さらに顆粒間の接合強
度も必ずしも十分でないことが判った。
本発明の目的は上記の問題点を解消すべく表面にハニカ
ム層を有し、かつハニカムと基材との接合強度が高く、
種々の構造材料、とりわけインブラント材として好適な
セラミック成形体の製造方法を提供することにある。
ム層を有し、かつハニカムと基材との接合強度が高く、
種々の構造材料、とりわけインブラント材として好適な
セラミック成形体の製造方法を提供することにある。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明はセラミック基材表面に基体と同質のセラミック
ハニカム板を基体と同質のセラミック粉末を含む泥漿で
一体化せしめた後、焼結することを特徴とする表面にハ
ニカム層を有するセラミック成形体の製造方法を提供す
ることにある。
ハニカム板を基体と同質のセラミック粉末を含む泥漿で
一体化せしめた後、焼結することを特徴とする表面にハ
ニカム層を有するセラミック成形体の製造方法を提供す
ることにある。
以下、本発明について詳述する。
本発明で使用されるセラミック基材の材質は一般に構造
材料として使用されている高強度を有する緻密質セラミ
ック焼結体、または焼結前の成形体であり、例えばアル
ミナ、ジルコニア等の酸化物、窒化ケイ素、炭化ケイ素
等の非酸化物であり、特に限定されないが、インブラン
ト材として使用する場合は生体に対して偽書性のないも
のを使用する。その点からはアルミナ、ジルコニアが好
ましい。
材料として使用されている高強度を有する緻密質セラミ
ック焼結体、または焼結前の成形体であり、例えばアル
ミナ、ジルコニア等の酸化物、窒化ケイ素、炭化ケイ素
等の非酸化物であり、特に限定されないが、インブラン
ト材として使用する場合は生体に対して偽書性のないも
のを使用する。その点からはアルミナ、ジルコニアが好
ましい。
このセラミック基材は常法により前取って所望の形に成
形したもの、またはこれを焼結したもの、または焼結後
、所望の形に成形加工したものを使用することができる
が、焼結、または焼結後加工されたものが好ましい。
形したもの、またはこれを焼結したもの、または焼結後
、所望の形に成形加工したものを使用することができる
が、焼結、または焼結後加工されたものが好ましい。
本発明において使用されるセラミックハニカム板として
はセラミック基材と同質のセラミックのハニカム状成形
体またはこれらの焼結体が用いられるが焼結体が好まし
い、このハニカム板は押出成形法、射出成形法など通常
の方法で成形されたもの、またはこれを焼結したものが
使用できる。
はセラミック基材と同質のセラミックのハニカム状成形
体またはこれらの焼結体が用いられるが焼結体が好まし
い、このハニカム板は押出成形法、射出成形法など通常
の方法で成形されたもの、またはこれを焼結したものが
使用できる。
ハニカム板の孔の形は多角形、円などいずれでもよい、
孔径は用途に応じて適宜選べばよく、特に限定はされな
いが、少なくとも0.3mm以上が好ましく 、0.3
mm未満では得られる焼結体の孔が埋まる等製造が困難
となる場合があるので好ましくなくい、好ましくは 約
0..3+−〜約20m+s、より好ましくは約0.5
〜約1511IIlであるが、インブラント材の用途と
して用いる場合は孔径が約0.8〜約2餉糟、さらに約
1.0〜約1.5m+wの範囲が好ましく、この孔径の
場合に孔中への新生骨の侵入に望ましい多孔体が形成さ
れる。ここで多角形の場合の孔径は内接円と外接円との
平均直径を意味する。
孔径は用途に応じて適宜選べばよく、特に限定はされな
いが、少なくとも0.3mm以上が好ましく 、0.3
mm未満では得られる焼結体の孔が埋まる等製造が困難
となる場合があるので好ましくなくい、好ましくは 約
0..3+−〜約20m+s、より好ましくは約0.5
〜約1511IIlであるが、インブラント材の用途と
して用いる場合は孔径が約0.8〜約2餉糟、さらに約
1.0〜約1.5m+wの範囲が好ましく、この孔径の
場合に孔中への新生骨の侵入に望ましい多孔体が形成さ
れる。ここで多角形の場合の孔径は内接円と外接円との
平均直径を意味する。
また、ハニカムの枠の肉厚についても特に限定されず、
孔径と強度を勘案して決められるが通常的0.1〜約5
11+m s インブラント部材の用途には約0.1〜
約0.5+gmの範囲が好ましい。
孔径と強度を勘案して決められるが通常的0.1〜約5
11+m s インブラント部材の用途には約0.1〜
約0.5+gmの範囲が好ましい。
また、本発明においては必要に応じてセラミック基材と
ハニカム層の間にスペーサーを介してもよい、スペーサ
ーの材質としてはセラミック基材と同質のものを使用す
る。
ハニカム層の間にスペーサーを介してもよい、スペーサ
ーの材質としてはセラミック基材と同質のものを使用す
る。
本発明においては上記のセラミック基材、スペーサー、
ハニカム板の何れもが焼結前の成形体、もしくは何れも
が焼結体の組み合わせで製造することができるが、焼結
の際の収縮を考慮すると何れもが焼結体であるのが好ま
しい。
ハニカム板の何れもが焼結前の成形体、もしくは何れも
が焼結体の組み合わせで製造することができるが、焼結
の際の収縮を考慮すると何れもが焼結体であるのが好ま
しい。
セラミック原料粉末としてはセラミック基体と同質のセ
ラミック粉体であって粒径5μ以下、好ましくは1μ以
下のものである。粒径が小さい程焼結性に優れ、泥漿の
安定性がよいので好ましい。
ラミック粉体であって粒径5μ以下、好ましくは1μ以
下のものである。粒径が小さい程焼結性に優れ、泥漿の
安定性がよいので好ましい。
バインダーおよび分散媒は溶解により溶液となる組合せ
を選択すれば特に限定はされず、周知のものが使用でき
る。その例として、分散媒が水の場合はポリビニルアル
コール、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシセルロース
などがあり、非水溶媒の場合はポリビニルアルコール、
ポリメチルメタクリレート、セルロースアセテートブチ
レート等がある。泥漿の調製法は周知の方法で行うこと
ができ、バインダーの溶液中にセラミック粉体をよく分
散させることが重要である。
を選択すれば特に限定はされず、周知のものが使用でき
る。その例として、分散媒が水の場合はポリビニルアル
コール、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシセルロース
などがあり、非水溶媒の場合はポリビニルアルコール、
ポリメチルメタクリレート、セルロースアセテートブチ
レート等がある。泥漿の調製法は周知の方法で行うこと
ができ、バインダーの溶液中にセラミック粉体をよく分
散させることが重要である。
バインダーおよびセラミック粉体の濃度は泥漿の粘度を
支配する重要な因子である。
支配する重要な因子である。
泥漿の粘度はハニカム板と基材を接着一体化し得る程度
のものであればよく、通常は5〜100センチボイズの
範囲で適宜決めることができる。
のものであればよく、通常は5〜100センチボイズの
範囲で適宜決めることができる。
セラミック粉体濃度は泥漿の15〜30重量%の範囲が
好ましい、また、バインダー濃度はセラミック粉体10
0(重量)に対して2〜20の範囲が好ましいが特に限
定されるものではなく、セラミック粉体濃度、泥漿の粘
度を考慮して適宜法めることができる。さらにセラミッ
ク粉末の泥漿を調製する際、一般に使用されている焼結
助剤、可塑剤、分散剤等の添加剤を添加してもよいこと
は勿論である。
好ましい、また、バインダー濃度はセラミック粉体10
0(重量)に対して2〜20の範囲が好ましいが特に限
定されるものではなく、セラミック粉体濃度、泥漿の粘
度を考慮して適宜法めることができる。さらにセラミッ
ク粉末の泥漿を調製する際、一般に使用されている焼結
助剤、可塑剤、分散剤等の添加剤を添加してもよいこと
は勿論である。
次に本発明のハニカム層の形成方法について説明する。
先ずセラミック基材面にセラミック原料粉末の泥漿を注
入、または塗布し、直ちにハニカム板を基材面にのせる
ことにより一体化する。また、他の一態様として、基材
とハニカム板の間にスペーサーを設ける場合は、基材面
に泥漿を塗布し、次いでスペーサーをのせた後に更にス
ペーサー上に泥漿を注入、または塗布し、その後ハニカ
ム板を基材面にのせることによりこれらを一体化する。
入、または塗布し、直ちにハニカム板を基材面にのせる
ことにより一体化する。また、他の一態様として、基材
とハニカム板の間にスペーサーを設ける場合は、基材面
に泥漿を塗布し、次いでスペーサーをのせた後に更にス
ペーサー上に泥漿を注入、または塗布し、その後ハニカ
ム板を基材面にのせることによりこれらを一体化する。
平坦な基材の表面上、あるいは円柱、角柱等の周囲に成
形する場合は適当な型枠を使用すると操作が容易である
。基体上に形成された凹部に形成する場合は一層容易で
ある。
形する場合は適当な型枠を使用すると操作が容易である
。基体上に形成された凹部に形成する場合は一層容易で
ある。
しかる後、セラミック原料粉末の泥漿を注入して粒子を
泥漿に浸漬した状態にし、次いで乾燥させる。乾燥させ
ることによりセラミック原料粉末はハニカム板と基体の
各接触点に濃縮凝集する。
泥漿に浸漬した状態にし、次いで乾燥させる。乾燥させ
ることによりセラミック原料粉末はハニカム板と基体の
各接触点に濃縮凝集する。
次いで必要ならば脱型し、その後常法により加熱して脱
バインダーを行い、ついで焼結することにより表面にハ
ニカム層を有するセラミック成形体が得られる。セラミ
ック原料粉末の泥漿の注入量は必ずしも浸漬に到らしめ
る必要はなく、ハニカム板が十分に濡れる量であればよ
い。
バインダーを行い、ついで焼結することにより表面にハ
ニカム層を有するセラミック成形体が得られる。セラミ
ック原料粉末の泥漿の注入量は必ずしも浸漬に到らしめ
る必要はなく、ハニカム板が十分に濡れる量であればよ
い。
本発明の方法によるとセラミック基材面とハニカム板の
接触点にセラミック原料粉体が基体面とハニカム板間に
接合した状態で焼結するので、得られた焼結体の基体面
とハニカム板は一体化し、高強度が発現する。
接触点にセラミック原料粉体が基体面とハニカム板間に
接合した状態で焼結するので、得られた焼結体の基体面
とハニカム板は一体化し、高強度が発現する。
本発明の方法で得られるセラミック成形体の用途の一例
を示す、第1図においてはセラミック成形体を関節用イ
ンブラント材として用いた場合の例を概略で示す。すな
わち、セラミック基体1とセラミックハニカム板2およ
びスペーサー3が強固に接合したインブラント材であり
、これと骨4とを嵌合一体化する。5は摺動面である骨
組織がハニカム板の孔内に侵入、成長してインブラント
と骨が強固に結合する。セラミック成形体は身体の部位
に応じて所望の形状のものを製造し、使用できる。
を示す、第1図においてはセラミック成形体を関節用イ
ンブラント材として用いた場合の例を概略で示す。すな
わち、セラミック基体1とセラミックハニカム板2およ
びスペーサー3が強固に接合したインブラント材であり
、これと骨4とを嵌合一体化する。5は摺動面である骨
組織がハニカム板の孔内に侵入、成長してインブラント
と骨が強固に結合する。セラミック成形体は身体の部位
に応じて所望の形状のものを製造し、使用できる。
このインブラント材は強度が高く、使用前の滅菌または
清掃操作が容易で確実である。
清掃操作が容易で確実である。
〈発明の効果〉
本発明によれば、表面にハニカム層を有し、基材とハニ
カム層が強固に接合したセラミック成形体を得ることが
でき、この成形体は構造材料として種々の用途に使用で
き、特にインブラント材として有用である。
カム層が強固に接合したセラミック成形体を得ることが
でき、この成形体は構造材料として種々の用途に使用で
き、特にインブラント材として有用である。
〈実施例〉
以上本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが本
発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではな
い。なお、実施例において部は重量部を意味する。
発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではな
い。なお、実施例において部は重量部を意味する。
実施例1
微粒アルミナ粉体(住友化学工業■製AKP−20、平
均粒径0,5μ−) 100部、焼結助剤として微粒マ
グネシア粉末(協和化学工業■製キリーワマグ030、
平均粒径0.35 μm)0.2部、バインダーとして
ポリビニルブチラール(種水化学工業■製ニスレックス
@B BLS) 8部、可塑剤としてジブチルフタレー
ト3.6部、分散剤としてグリセリントリオレート1.
7部、分散媒としてトリクロロエチレン230部および
エタノール70部を用い、これらからなる混合物をボー
ルミルにて96時間混合し、アルミナ泥漿を調製した。
均粒径0,5μ−) 100部、焼結助剤として微粒マ
グネシア粉末(協和化学工業■製キリーワマグ030、
平均粒径0.35 μm)0.2部、バインダーとして
ポリビニルブチラール(種水化学工業■製ニスレックス
@B BLS) 8部、可塑剤としてジブチルフタレー
ト3.6部、分散剤としてグリセリントリオレート1.
7部、分散媒としてトリクロロエチレン230部および
エタノール70部を用い、これらからなる混合物をボー
ルミルにて96時間混合し、アルミナ泥漿を調製した。
他方、パラフィンワックスにて内寸7 X 13m−で
深さ8s+m、厚み1s+mの型枠を作製した。この中
に基材として7 X 13+*al X厚み211+1
のアルミナ緻密焼結体を敷き、この上に上記のアルミナ
泥漿を塗布した。更にこの上に スペーサーとして1.
5X7ms+×厚み1mmのアルミナ緻密焼結板2枚を
基板の両端部に置いた。このスペーサー上に上記のアル
ミナ泥漿を塗布し、その上に7 X 13mm X厚み
1mmのアルミナハニカム板(目開き1.6m+w X
1.6mm 、枠の厚み0.4mm)を置いた。その
後、上記アルミナ泥漿を型枠中にハニカム板が全部浸漬
されるまで注入した。その後、室温にて一夜乾燥し、脱
型した後、250”Cにて3時間加熱して脱バインダー
し、続いて1600℃にて1時間加熱して焼結せしめた
。
深さ8s+m、厚み1s+mの型枠を作製した。この中
に基材として7 X 13+*al X厚み211+1
のアルミナ緻密焼結体を敷き、この上に上記のアルミナ
泥漿を塗布した。更にこの上に スペーサーとして1.
5X7ms+×厚み1mmのアルミナ緻密焼結板2枚を
基板の両端部に置いた。このスペーサー上に上記のアル
ミナ泥漿を塗布し、その上に7 X 13mm X厚み
1mmのアルミナハニカム板(目開き1.6m+w X
1.6mm 、枠の厚み0.4mm)を置いた。その
後、上記アルミナ泥漿を型枠中にハニカム板が全部浸漬
されるまで注入した。その後、室温にて一夜乾燥し、脱
型した後、250”Cにて3時間加熱して脱バインダー
し、続いて1600℃にて1時間加熱して焼結せしめた
。
得られた焼結体はハニカム板、スペーサーおよびアルミ
ナ基材の各間に架橋する形でアルミナ層が形成されてお
り、接合は強固であった。
ナ基材の各間に架橋する形でアルミナ層が形成されてお
り、接合は強固であった。
実施例2
微粒アルミナ粉体(住友化学工業■製AKP−20゜平
均粒径0.5μM) 100部、微粒マグネシア粉末(
協和化学工業■製 キョーワマグ030、平均粒径0.
35 μ+m)0.05部、ポリビニルアルコール(ク
ラレ■製 ポバール@217)2部、PHが2の塩酸水
溶液567部からなる混合物を水槽中で30分間超音波
による分散を行いアルミナ泥漿を調製した。その他の条
件は実施例1と同様に行って焼結体を製造した。得られ
た焼結体はアルミナ基板上にハニカムおよびスペーサー
が強固に接合していた。
均粒径0.5μM) 100部、微粒マグネシア粉末(
協和化学工業■製 キョーワマグ030、平均粒径0.
35 μ+m)0.05部、ポリビニルアルコール(ク
ラレ■製 ポバール@217)2部、PHが2の塩酸水
溶液567部からなる混合物を水槽中で30分間超音波
による分散を行いアルミナ泥漿を調製した。その他の条
件は実施例1と同様に行って焼結体を製造した。得られ
た焼結体はアルミナ基板上にハニカムおよびスペーサー
が強固に接合していた。
実施例3
3 X 7mmX深さ2.5mmの凹部を存する40×
4011111×厚み10++mのアルミナ緻密焼結体
板の凹部に実施例1と同様にアルミナ泥漿塗布後、スペ
ーサー配置、アルミナ泥漿塗布、ハニカム板配置および
ア・ルミナ泥漿による浸漬を行い、ついで乾燥、焼結を
行った。
4011111×厚み10++mのアルミナ緻密焼結体
板の凹部に実施例1と同様にアルミナ泥漿塗布後、スペ
ーサー配置、アルミナ泥漿塗布、ハニカム板配置および
ア・ルミナ泥漿による浸漬を行い、ついで乾燥、焼結を
行った。
得られた焼結体はハニカム板、スペーサーがアルミナ基
材に強固に結合しており、表面にハニカム層を有するア
ルミナ成形体が得られた。
材に強固に結合しており、表面にハニカム層を有するア
ルミナ成形体が得られた。
第1図は本発明により得られたセラミック成形体をイン
ブラントとして用いた場合のインブラント材と骨との接
合した状態の一例を示す模式図である。 1−・−・・・−セラミック基材、2 −−−−−セラ
ミックハニカム層、3−・−・−・スペーサー、4−−
−一骨、5・−・・−摺動面
ブラントとして用いた場合のインブラント材と骨との接
合した状態の一例を示す模式図である。 1−・−・・・−セラミック基材、2 −−−−−セラ
ミックハニカム層、3−・−・−・スペーサー、4−−
−一骨、5・−・・−摺動面
Claims (1)
- セラミック基材表面に同質のセラミックハニカム板を
同質のセラミック粉末を含む泥漿で一体化した後、焼結
することを特徴とする表面にハニカム層を有するセラミ
ック成形体の製造方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62248786A JPH0193473A (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 表面にハニカム層を有するセラミック成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62248786A JPH0193473A (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 表面にハニカム層を有するセラミック成形体の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0193473A true JPH0193473A (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=17183375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62248786A Pending JPH0193473A (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 表面にハニカム層を有するセラミック成形体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0193473A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003031371A1 (fr) * | 2001-10-02 | 2003-04-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Corps structural en nid d'abeille et procede de fabrication |
WO2004087020A1 (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Olympus Corporation | 生体組織補填材及びその製造方法 |
WO2004089254A1 (ja) * | 2003-04-01 | 2004-10-21 | Olympus Corporation | 生体組織補填材及びその製造方法 |
KR100743182B1 (ko) * | 2006-09-11 | 2007-07-27 | 주식회사 메가젠 | 골 충진재 및 그 제조 방법 |
-
1987
- 1987-10-01 JP JP62248786A patent/JPH0193473A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003031371A1 (fr) * | 2001-10-02 | 2003-04-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Corps structural en nid d'abeille et procede de fabrication |
WO2004087020A1 (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Olympus Corporation | 生体組織補填材及びその製造方法 |
JP2004298407A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Olympus Corp | 生体組織補填材及びその製造方法 |
WO2004089254A1 (ja) * | 2003-04-01 | 2004-10-21 | Olympus Corporation | 生体組織補填材及びその製造方法 |
KR100743182B1 (ko) * | 2006-09-11 | 2007-07-27 | 주식회사 메가젠 | 골 충진재 및 그 제조 방법 |
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