МЕТАЛИ І СПЛАВИ
У ортопедичної стоматології застосовують самі сплави. За їх хімічним складом сплави можна розділити на три групи: 1) сплави на основі Au, Ag, Pd; 2) сплави на основі Co, Ni, Cr; 3) сплави на основі Cu, Al, Ta, Ni, Ti, а також магнітні сплави (Pd-Co, Pd-Co-Ni, Pd-Ni).
У стоматології застосовують сплави, що володіють такими властивостями, як міцність, твердість, гнучкість, тягучість. Вони відрізняються теплопровідністю, електропровідністю, металевим блиском і особливими магнітними властивостями (парамагнетизм, феромагнетизм). Крім міді і золота, все метали мають білий або сірий колір.
1.Сплави на основі благородних металів застосовують в двох випадках: 1) сплави для виготовлення вкладок, коронок і мостовидних протезів і 2) сплави для облицювання фарфором.
Естетичний ефект при повному збереженні функції протезів дає облицювання каркаса зубного протеза із сплавів благородних металів керамікою, при цьому сплави повинні мати однаковий КТР з керамікою, щоб забезпечити необхідний хімічний зв'язок порцелянової маси з металевою основою протеза, а також мати більш високу температуру плавлення, ніж потрібно для випалу порцелянової маси.
Сплави на основі срібла і паладію
На основі срібла і паладію створені досить недорогі матеріали з високими антикорозійними властивостями, механічною міцністю і хорошими технологічними властивостями.
Срібло є основою таких сплавів, паладій надає їм корозійну стійкість. У ортопедичної стоматології застосовують такі сплави:
ПД-250 (паладій - 24,5%, срібло - 72,1%);
ПД-190 (паладій - 18,5%, срібло - 78,0%);
ПД-150 (паладій - 14,5%, срібло - 84,1%);
ПД-140 (паладій - 13,5%, срібло - 53,9%).
Як легуючі елементів в спав входять: мідь, алюміній, олово, вісмут, сурма, свинець, кадмій, цинк, магній.
Для поліпшення ливарних якостей і захисту срібла від корозії в сплав додають золото.
У ортопедичної стоматології застосовується сплав: срібла - 72%, паладію - 22%, золота - 6%. для виготовлення литих вкладок, кріплень для фасеток в мостовидних протезах. Температура плавлення срібло-паладієвих сплавів 1100-1200 ° С.
Срібло м'якше міді, але твердіше золота. З усіх металів в срібла вища тепло- і електропровідність. У практиці використовуються сплави срібла з міддю (10-15% міді). З'єднання срібла малотоксичні.
Золото - жовтий м'який метал, в природі поширено в чистому самородном стані. Метал виключно тягучий, можна виготовити фольгу товщиною 0,14 мкм. Температура плавлення 1063 ° С, питома вага - 19,3, тобто це один з найважчих металів, усадка при затвердінні 1,2.
Золото - благородний метал, стійкий по відношенню до води, повітря, в фізіологічних рідин. Розчиняється в "царській горілці" (одна частина азотної і 2 частини соляної кислоти), в звичайних умовах не окислюється.
Золото широко застосовується в стоматології у вигляді сплавів з міддю і іншими металами. Найбільш поширеними є сплави золота 900 і 750 проби (метрична вимірювальна система) і припій. До 1927. У Росії існувала золотникова проба (російська система): 96 золотників означало чисте золото. У ряді країн чисте золото відповідає 24 карат (каратная вимірювальна система).
Сплав золота 750 проби містить 75% золота, 8% срібла, 7,8% міді, 9% платини. Платина і мідь роблять його більш твердим, пружним. Сплав має невелику усадку при литті і застосовується для виготовлення каркасів дугових протезів, кламерів, штифтів, вкладок, Крампони і дроту.
Якщо в сплав 750-ої проби додати 5-10% кадмію, то температура плавлення знижується до 800 ° С і сплав можна використовувати як припій.
У стоматології для вилучення чистого золота зі сплавів або його очищення від домішок застосовується технологічний прийом афінаж. Існує три способи його проведення.
1. Сплав разплавляють, виливають у воду для утворення гранул (дрібних зерен), гранули заливають розведеною азотною кислотою (2/3 обсягу). Посудина повільно нагрівають. При цьому срібло, мідь і інші домішки розчиняються, а золото випадає в осад. Для повного видалення домішок виділений осад повторно кип'ятять в азотній кислоті, після чого промивають у воді. Осад плавлять і отримують злиток чистого золота.
2. Після гранулювання сплаву його поміщають в посудину, заливають "царською горілкою". Золото і інші метали розчиняються, срібло випадає в осад у вигляді хлориду срібла. У розчині знаходиться хлорид золота. Чисте золото отримують шляхом відновлення хлориду золота залізним купоросом або щавлевої кислоти. Золото у вигляді бурого порошку випадає в осад, що після плавлення утворює злиток.
3. Сухий спосібафінажа. Розплавлений метал обробляють селітрою або сіркою. Цим засобом можна видалити сліди свинцю, вісмуту. Оксиди, що утворюються при цьому, чи сірчисті з'єднання металів, що складають домішки, спливають і їх можна сплавити з бурою і видалити.
Для визначення проби золота користуються спеціальними реактивами. До складу їх входять хлорид золота або кислотні розчини.
2. Сплави на основі Со, N і, Сr.На основі цих металів використовують сплави при виготовленні каркасів штучних коронок облицьованих керамікою і дугових протезів методом лиття. Такі сплави відрізняються високою міцністю, твердістю і достатнім лінійної і об'ємної точністюююю.
Розробляються сплави цієї групи охоплюють такі основні системи: Со-Сг, N і -СГ, Ni- Со-Сг.
Кобальтохромового сплавімають такий хімічний склад: кобальт - 40-60%, хром - 20-30%, основна їх відмінність - варіювання легуючих елементів (Ti, А1, Сі, Але, Мп, Sn, Gа, Nb, Si, Mo, Zn, W). Завдяки їх комбінування можна забезпечити міцне з'єднання металу з фарфором.
Хромонікелеві сплави включають в середньому до 70% нікелю і до 25% хрому, інша частина припадає на легуючі елементи Відомо, що ці сплави характеризуються кращим зщепленням з порцеляною, ніж кобальтохромового сплави.
Головною проблемою при розробці сплавів цієї системи є забезпечення міцного зщеплення металу з керамікою. Для зближення КТР сплаву з КТР кераміки хромонікелеєві сплави легують Mo, Fe, B, А1, Si або Fe, Мп, А1.
Використовують сплави цієї системи з температурою плавлення від 960 до 1360 ° С. Низька температура плавлення і заливання сплаву в форму підвищує його ливарні властивості, що дає можливість отримувати якісні виливки. Крім того, низька температура плавлення дозволяє використовувати гіпсові форми.
За кордоном каркаси металокерамічних протезів роблять із сплавів нікелю (до 70%) і хрому (15-20%). У них входять молібден, алюміній, ніобій, марганець і ін. Це такі сплави, як Целль-Н (Росія), Dent-NCB (США), Жемені І Кераміка, Мікро-Бонд (США), храмики, Р-2 (Франція ), Улипратек (Ліхтенштейн), Вирона, Вирона-5. Вирона-77, Вирона-88 (Німеччина).
При лиття сплавів може мати місце сегрегація - неоднорідна кристалізація сплаву в окремих частинах виливки, обумовлена неоднаковою кристалізацією компонентів сплаву. Ізоляція знижує міцність, корозійну стійкість сплаву, пластичність. Ликвацию можна зменшити, знижуючи температуру нагрівання, збільшуючи швидкість заливки металу і сповільнюючи його охолодження.
Для попередження утворення карбідів хрому до складу стали вводять титан, який вступає в зв'язок з вуглецем. При цьому утворюються карбіди титану, а освіту карбідів хрому припиняється, що запобігає корозії сталі.
Введення 2,5% кремнію (сплав ЕІ-95) покращує плинність і жаростійкість стали. Для виготовлення штампованих коронок випускаються стандартні гільзи товщиною 0,25-0,3 мм. Для зняття наклепу гільзи піддаються випалу за допомогою полум'я паяльного апарату при температурі 1050-1100 ° С, що відповідає солом'яно-жовтого кольору. Сплав має температуру плавлення 1450 ° С.
Сталь марок ЕІ-95 і ЕШТ має хороші ливарні властивості, але усадка при литті досить велика (до 3%). Цю сталь використовують для промислового виготовлення стандартних кріплень для фасеток і литих зубів.
3. Сплави на основі інших металів.Новій напрямок в стоматологічному матеріалознавстві для виготовлення зубних протезів - це використання сплавів на основітанталу і ніобію. Тантал і ніобій можуть застосовуватися для виготовлення імплантатів. Ці сплави добре поєднують в собі корозійну стійкість, біологічну інертність і необхідну пластичність.
Сплави на основі титану, широко застосовують в хірургічної та ортопедичної стоматології для виготовлення імплантатів в якості опори незнімних і знімних протезів, а також як конструкційний матеріал для незнімних протезів. Використовують такий сплав: титан - 90%, алюміній - 6%, вольфрам - 4%. Технологія виготовлення зубних протезів з титанових сплавів розроблена в Японії.
Легкоплавкие сплави застосовуються для виготовлення штампів, які використовуються при отриманні коронок, кап, базисів протезів методом штампування. Легкоплавкие метали для штампів повинні мати такі властивості: низьку температуру плавлення, бути досить жорсткими і не деформуватися при штампуванні, при затвердінні, після лиття не давати усадки, що змінює величину штампа, не бути крихким. До складу легкоплавких сплавів входять такі метали: олово, свинець, вісмут, кадмій, сурма і рідше цинк, мідь.
Температура плавлення цих сплавів набагато нижча за температуру плавлення кожного з компонентів.
Свинець має температуру плавлення 327 ° С, олово 232 ° С, вісмут - 271 ° С, кадмій - 320 ° С. Сплав, виготовлений з цих металів має температуру від 47 ° С до 95 ° С, що залежить від процентного складу металів.
До складу всіх сплавів входить 40-50% вісмуту, що забезпечує хорошу корозійну стійкість і твердість.
Колір легкоплавкого сплаву сріблясто-білий, на лінії зламу зерниста будова.
У практиці зарекомендували себе сплави: Мелота (олова 5, свинцю 3, вісмуту 8 вагових одиниць). Температура плавлення 63 ° С. Сплав Вуда (олова 2, свинцю 4, вісмуту 7, температура плавлення 70 ° С). Наліт легкоплакого сплаву при старіння наклепу на золотих деталях протезів сплавляється з золотом. Для видалення легкоплавкого металу, золоту коронку треба занурити в кислоту на 20-30 хвилин або прокип'ятити в соляній кислоті протягом 1-2 хвилин, а потім промити в воді.
ТЕХНОЛОГІЯ МЕТАЛІВ І СПЛАВІВ МЕТАЛІВ
Метали в природі залягають у вигляді рудних родовищ в поєднанні з киснем, сіркою та іншими елементами. Металеві руди зустрічаються в супроводі різних домішок, так звана "порода".
Виділення металів з рудних з'єднань здійснюється:
Витісненням більш активним металом ряду Бекстова (K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Ni, Sn, Cu, Au).
Методом електролізу (Cu, Ag, K, Na, Alта ін.)
Метали мають кристалічну будову (зернистість), що особливо видно на зламі металу. При швидкому охолодженні структура буде дрібнозернистий, що визначає твердість, пружність металу. Тому необхідно проводити лиття в холодну кювету, щоб отримати дрібнозернисту структуру.
Корозія металу (сплаву) - окислення під впливом зовнішнього середовища (рівномірна або зовнішня), місцева (подряпина, тріщина) і інтеркрісталічна (поширюється по кристалах). Корозія посилюється при впливі на метал розчинів кислот, деяких солей. При нагріванні до 550-850 ° С нержавіюча сталь піддається інтеркрісталічній корозії, тому що по межах зерен (кристалів) металу випадають карбіди, що створює умови для проникнення кисню і підвищення корозійних властивостей металу. Тому деталі з нержавіючої сталі при випалюванні потрібно нагрівати до температури 1000-1100 ° С до солом'яно-жовтого кольору з подальшим охолодженням на повітрі або в воді.
При обробці металів або сплавів шляхом прокатки, кування штампування, протягування виникає так званий наклеп. Метал стає твердим, втрачає гнучкість, в товщині металу можуть утворитися тріщини. Для відновлення властивостей металу його піддають випалу. Щоб не виникло окислення, необхідно протез полірувати до дзеркального блиску.
Сплав - суміш двох і більше різних металів з абсолютно новими якостями. Сплави металів утворюються у вигляді:
Механічних сумішей (легкоплавкі сплави);
Твердих розчинів (частки металів взаємно введені один в одного - хромонікелевий, міднонікелевого сплав, сплав платини з золотом).
Хімічних сполук, наприклад, AlCu2.