Wewnętrzne wzmocnienie ceramiki dentystycznej uzyskuje się poprzez rozproszenie kryształów, cząstek lub włókien drugiej fazy w matrycy. Te substancje drugiej fazy są rozproszone w osnowie, co może powodować przesunięcie, rozgałęzienie, stępienie lub zatrzymanie powstałych pęknięć, zwiększając w ten sposób wytrzymałość i udarność materiału. Do powszechnie stosowanych substancji drugiej fazy należą cząstki Al2O3, cząstki ZrO2, cząstki tytanu, kryształy macierzyste tetrafluorokrzemu, kryształy granatu, kryształy MgO, spiczaste kryształy magnezu i glinu, kryształy apatytu, kryształy wolastonitu, kryształy macierzyste fluorozłota, włókna stali nierdzewnej itp. Badania wykazały że Al2O3 może poprawić wytrzymałość i udarność osnowy poprzez hamowanie wzrostu cząstek ZrO2. Gdy zawartość Al2O3 osiągnie 30% (ułamek masowy), wytrzymałość na zginanie ceramiki kompozytowej wynosi 986 MPa, a odporność na pękanie 13,7 Mpa·m1/2.
(2) Obróbka powierzchniowa
Kruche pękanie uzupełnień ceramicznych jest często spowodowane powstawaniem i rozszerzaniem się mikropęknięć powierzchniowych. Dlatego też pewna obróbka powierzchniowa uzupełnienia może zagoić mikropęknięcia powierzchniowe powstałe podczas przygotowania. Obróbka powierzchniowa obejmuje polerowanie, glazurowanie, wzmacnianie chemiczne i wzmacnianie termiczne. Istnieją dwie metody szkliwienia: szkliwienie szkliwiono-ceramiczne i samoszkliwienie. Glazura ceramiczna polega na nałożeniu spiekanej glazury porcelanowej na powierzchnię odpowiednio oszlifowanego uzupełnienia ceramicznego w celu utworzenia jednolitej, cienkiej warstwy szkła. Samoglazurowanie polega na ponownym umieszczeniu uzupełnienia ceramicznego w piecu do porcelany, podniesieniu temperatury powyżej temperatury zeszklenia, tak aby na powierzchni ceramiki wytworzyła się szklista warstwa płynąca, naprawiająca mikropęknięcia powierzchniowe. Ponadto można zastosować obróbkę laserową powierzchni ceramicznej w celu poprawy jej wytrzymałości. Po obróbce powierzchni ceramiki dentystycznej laserem XeCl 308rm, chropowatość uległa znacznemu zmniejszeniu, a chropowatość powierzchni była mniejsza przy mocy 6,28J/cm2 w porównaniu z mocą 1,57J/cm2 i 3,14J/cm2 dla tej samej mocy. czasie jak ten sam materiał ceramiczny. Ceramika stomatologiczna leczona laserem XeCl, ze względu na obecność na jej powierzchni mikropęknięć i pęcherzyków, wymaga jednak dalszej obróbki. Badając wpływ obróbki powierzchni i obróbki cieplnej na wytrzymałość ceramiki dentystycznej, odkryli, że ze względu na warstwę naprężeń ściskających spowodowaną zmianą fazową, wypolerowane i piaskowane próbki po obróbce cieplnej mają wyższą wytrzymałość. Ponadto próbki, których kierunek szlifowania jest równoległy do osi zginania próbki, są mocniejsze niż próbki, których kierunek szlifowania jest prostopadły do osi zginania próbki.
Wzmocnienie chemiczne wykorzystuje głównie technologię wymiany jonowej, zwaną także wypełnianiem jonowym. Zwykle do wymiany porcelany skaleniowej stosuje się jony sodu o mniejszych średnicach. Mechanizm hartowania jonowymiennego obejmuje głównie dwa następujące punkty: ① Zastąpienie jonów większymi jonami mniejszymi jonami w temperaturze poniżej temperatury mięknienia szkła. Sztywność materiału zapobiega uwalnianiu się wprowadzonych naprężeń, tworząc warstwę dociskową na powierzchni; ② Zastąp jony sodu jonami litu, aby zmniejszyć współczynnik rozszerzalności cieplnej wierzchniej warstwy materiału, tak aby wierzchnia warstwa ceramiki podczas procesu chłodzenia znajdowała się w stanie ściśniętym, co zwiększa energię potrzebną do propagacji pęknięć. Na efekt wymiany jonowej wpływają takie czynniki, jak czas wymiany, temperatura i stężenie jonów. Najczęściej stosowana jest pasta, której głównym składnikiem jest K2HPO4 czyli azotan potasu, którą nakłada się na powierzchnię porcelany i podgrzewa w standardowym piecu laboratoryjnym dentystycznym w celu dokończenia reakcji wymiany jonowej.
Wnioski z badań Odkąd materiały ceramiczne weszły na rynek odbudowy zębów, były one szeroko stosowane ze względu na dobrą biokompatybilność oraz piękne i realistyczne efekty, jednak ich wrodzone wady, takie jak niewystarczająca wytrzymałość i duża kruchość, znacznie ograniczyły ich zastosowanie w odbudowie zębów. Dlatego pracownicy zajmujący się materiałami wykonali wiele pracy, aby hartować i wzmacniać ceramikę dentystyczną, np. wzmacniając wewnętrzne, obróbkę powierzchni, hartowanie cząstek, hartowanie ze zmianą fazową itp., i opracowali serię hartowanych i wzmocnionych materiałów ceramicznych w oparciu o badania teoretyczne. Opracowane pokrewne produkty również osiągnęły dobre wyniki w zastosowaniach klinicznych, jak np. system InCeram wprowadzony na rynek przez niemiecką firmę VITA oraz szklana ceramika infiltracyjna Al2O3 typu GLⅡ opracowana przez IV Wojskową Akademię Medyczną mojego kraju. Wśród nich system In-Ceram zapewnia lepsze krótko- i długoterminowe efekty kliniczne, a jego zastosowanie kliniczne rozszerzyło się od koron w odcinku przednim po korony i mosty w odcinku bocznym.
Jako materiały do odbudowy koron i mostów o wysokiej wytrzymałości, ludzie pokładają duże nadzieje w ceramice Al2O3, ceramice ZrO2, ceramice kompozytowej Al2O3-ZrO2 i ceramice powlekanej hydroksyapatytem. Jak wszyscy wiemy, struktura materiału determinuje jego właściwości użytkowe. Zwiększenie mechanizmu absorpcji energii w mikrostrukturze ceramicznej i zwiększenie ścieżki propagacji pęknięć jest głównym problemem poprawy wytrzymałości ceramiki. Wraz z poprawą właściwości mechanicznych materiałów ceramicznych i wzrostem niezawodności, zastosowanie materiałów ceramicznych w odbudowie zębów z pewnością przyniesie ogromny postęp i rozwój.