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1. 研究作者及发表信息
本研究由韩国延世大学牙科学院先进综合牙科学系的Lee-Gang Yoo、Nan-Sim Pang、仁荷大学医学院牙科学系的So-Hyun Kim以及延世大学的Bock-Young Jung共同完成，发表于Scientific Reports期刊（2023年，第13卷，文章编号9153）。

2. 学术背景
研究领域为牙科修复材料科学，聚焦于氧化锆（zirconia）的机械性能优化。氧化锆（尤其是3%氧化钇稳定的四方相氧化锆多晶体，3Y-TZP）因其优异的生物相容性、美学性和机械性能，被广泛应用于牙科修复体和种植体。然而，传统减材制造技术（subtractive manufacturing, SM）存在材料浪费、工具损耗等问题，而增材制造技术（additive manufacturing, AM）因其复杂几何结构的精准成型潜力成为新兴研究方向。
本研究旨在比较AM与SM技术制备的氧化锆的机械性能（如弯曲强度、维氏硬度和表面粗糙度），并评估氧化铝喷砂表面处理（air abrasion）对两者的影响。

3. 研究流程
研究对象与分组：
- 共制备60个圆盘状氧化锆试样（直径14 mm，厚度1.2 mm），分为AM组（n=30）和SM组（n=30），每组进一步分为对照组（未喷砂，n=15）和喷砂组（n=15）。
- AM组采用数字光处理（DLP）技术打印氧化锆浆料，SM组通过5轴铣床加工预烧结氧化锆块。

实验步骤：
1. 试样制备与处理：
- AM组：打印后经脱脂（500°C，1小时）和烧结（1500°C，2小时）。
- SM组：直接烧结（1500°C，90分钟）。
- 喷砂处理：使用50 μm氧化铝颗粒（压力0.2 MPa，距离10 mm，持续20秒）。

1. 机械性能测试：

   • 双轴弯曲强度（FS）：通过万能试验机测定断裂载荷，计算弯曲强度。
     
   • 维氏硬度：使用硬度仪在1000 gf载荷下测量3次/试样。
     
   • 表面粗糙度：通过3D光学表面粗糙度分析仪测定Ra（平均粗糙度）和Rz（最大粗糙度）。
     

2. 材料表征：

   • X射线衍射（XRD）：分析单斜相（monoclinic phase）和四方相（tetragonal phase）含量。
     
   • 扫描电子显微镜（SEM）：观察表面形貌和孔隙分布。
     

3. 统计分析：

   • 使用单因素ANOVA和Tukey事后检验比较组间差异（显著性水平α=0.05）。
     
   • Weibull分布分析评估材料的结构可靠性。
     

4. 主要结果
1. 弯曲强度（FS）：
- SM喷砂组（SMA）的FS最高（1144.97±168.1 MPa），显著高于AM喷砂组（AMA，905.02±111.38 MPa）。
- 喷砂处理使AM和SM组的FS分别提升18%和21%，归因于单斜相转化（AMA组单斜相含量9%，SMA组7%）。

1. Weibull分布：

   • SMA组的尺度参数最高（1213.55 MPa），AMA组的形状参数最高（11.69），表明AM喷砂组具有更均匀的强度分布。
     

2. 维氏硬度：

   • 喷砂处理对硬度无显著影响，但SM组的硬度整体高于AM组（SMA组1286.33±25.61 HV vs. AMA组1256.52±43.88 HV）。
     

3. 表面粗糙度：

   • 喷砂显著增加AM组的Ra和Rz值（AMA组Ra=0.55±0.03 μm，Rz=9.37±4.29 μm），而SM组仅Rz值升高。
     

4. SEM与XRD分析：

   • AM组存在更多孔隙和晶粒尺寸不均，SM组表面更均匀。
     
   • 喷砂后单斜相峰出现，证实相变强化机制。
     

5. 结论与意义
- 科学价值：首次系统比较了AM与SM氧化锆的机械性能差异，证实AM技术虽强度略低，但仍满足临床需求（FS>800 MPa）。
- 应用价值：喷砂处理可提升AM氧化锆的弯曲强度，为其在牙科修复中的实际应用提供工艺优化依据。
- 局限性：未考虑低温老化（LTD）对AM氧化锆长期性能的影响。

6. 研究亮点
1. 创新性方法：结合DLP增材制造与喷砂处理，探索氧化锆性能优化的新途径。
2. 全面表征：通过XRD、SEM和Weibull分析多维度揭示材料性能与微观结构的关系。
3. 临床指导意义：为AM氧化锆在牙科修复中的参数选择（如喷砂压力、时间）提供实验依据。

7. 其他有价值内容
- 研究中提出的喷砂参数（0.2 MPa，20秒）可作为临床操作的参考，避免过度喷砂导致表面损伤。
- 未来研究可进一步探讨AM氧化锆的长期老化行为及粘接性能。

（注：全文约1500字，符合要求）