Зуботехническое материаловедение с охраной труда

26. Классификация сплавов металлов. Физико-механические свойства

Металлами называются простые вещества, обладающие характерными для них физико-химическими свойствами: электропроводность, теплопроводность, пластичность. В твердом состоянии металлы имеют кристаллическое строение.

Характеристика металлов черной и цветной групп.

Черные металлы:

1. Железные металлы (железо, кобальт и близкие к ним по свойствам).

2. Тугоплавкие металлы, температура плавления которых выше, чем у железа (1539^оС). Применяются как добавки к легированным сталям.

3. Урановые металлы - актиноиды.

4. Редкоземельные металлы.

Цветные металлы:

1. Легкие металлы (алюминий и другие), обладающие малой плотностью.

2. Благородные металлы - платиновой группы (золото, платина, палладий).

3. Легкоплавкие металлы (цинк, кадмий, свинец, олово, висмут и др.) Температура плавления этих металлов ниже, чем у чистого олова (232^оС).

Механическими свойствами называют совокупность свойств, характеризующих сопротивление металла действию приложенных к нему внешних механических сил. К таким свойствам относятся: твердость, прочность, вязкость, упругость, усталость, деформация (см. вопрос 17).

27. Коррозия, виды. Значение при применении металлических восстановительных конструкций в стоматологии

Металлы и сплавы применяемые, в зубопротезировании имеют, контакт с организмом, в результате чего металл находится в сложной, часто меняющейся среде.

Коррозия - (лат. Corrosion - разъедание) разрушение твердых тел, вызванное химическими или электрохимическими процессами при взаимодействии с внешней средой.

В результате коррозии металлическое изделие может потерять ряд своих полезных технических свойств. Коррозия понижает прочность и пластичность металла, портит поверхность металла, ухудшает его электрические и др. свойства.

Зуботехнические материалы должны обладать повышенной стойкостью к жидкости полости рта и среде, возникающей в полости рта при принятии пищи.

Коррозии благоприятствуют температурные условия и знакопеременные нагрузки, испытываемые металлическими зубными конструкциями. Из многочисленных сплавов для изготовления зубных протезов пригодными оказались лишь немногие - золотые, платиновые, хромокобальтовые, нержавеющая сталь и др.

Стойкость металлов может нарушиться под влиянием следующих причин:

1) характер поверхности

2) включения в состав металла

3) режим термической обработки

4) напряжение в металле

На грубой шероховатой поверхности процесс коррозии начинается раньше и протекает более интенсивно. Включения и напряжения приводят к возникновению электрохимической коррозии. Неправильный режим термической обработки, например, нержавеющей стали, может вызвать межкристаллическую коррозию.

Формы коррозийных разрушений.

НАЗВАНИЕ КОРРОЗИИ	МЕСТО ЛОКАЛИЗАЦИИ	ПРИЧИНА ВОЗНИКНОВЕНИЯ	СТЕПЕНЬ РАЗРУШЕНИЯ
РАВНОМЕРНАЯ (ОБЩАЯ)	Вся поверхность, чаще в сплавах образующих твердые растворы.	Взаимодействие с внешней средой.	Менее опасный и медленно протекающий процесс. Мало влияет на механическую прочность изделия.
МЕСТНАЯ	Приводит к разрушению отдельных участков металла в виде пятен и точечных поражений различной глубины.	Возникает в случае неоднородной поверхности при наличии включений в металл или внутреннего напряжения	Наиболее опасен, т.к. приводит к резкому ухудшению механических свойств металла.
МЕЖКРИСТАЛ-ЛИЧЕСКАЯ	Процесс протекает в глубине вещества не вызывая внешнего изменения изделия. При этом нарушается связь между кристаллами и коррозия проникает вглубь металла.	Основная причина нарушение технологических процессов литья, штамповки, паяния, термической обработки и др.	Наиболее опасный вид коррозии, настолько ослабляет изделие, что оно легко ломается руками.

Процессы коррозии делятся на два вида: химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия - взаимодействие металла с агрессивными средами, не проводящими электрического тока. Так, сильное нагревание железа в присутствии кислорода воздуха сопровождается образованием оксидов (окалины).

Электрохимическая коррозия - взаимодействия металла с агрессивными средами под действием электролита. В условиях полости рта металлы находятся во влажной среде ротовой полости. Последняя, являясь электролитом, создает условия для электрохимической коррозии.

При ношении протезов может наблюдаться электрохимическая коррозия. Химическая и электрохимическая коррозия могут протекать одновременно.

28. Природа возникновения и значение гальванических токов в полости рта

Причиной возникновения гальванического тока в полости рта является присутствие разнородных металлов. Для изготовления зубных протезов применяют различные металлы и сплавы: кобальтохромовые, серебряно-палладиевые сплавы, нержавеющие стали, сплавы на основе золота, платины и др. Каждый металл, погруженный в раствор электролита, приобретает свойственный только ему электрохимический потенциал. Если в полости рта находятся сплавы металлов с различными потенциалами, то возникают гальванические токи. Роль электролита выполняет слюна. В норме слюна имеет слабощелочную реакцию, но баланс может быть смещен в кислую сторону. При кислой реакции слюны ее электролитические свойства усиливаются, что приводит к процессам коррозии в металлических деталях протезов. Коррозионные процессы также создают микроэлектротоки. Описанные электрохимические явления могут проявляться синдромом гальванизма, который выражен металлическим вкусом во рту, жжением языка, чувством кислоты, извращением вкуса, сухостью слизистой.

29. Благородные металлы и их сплавы. Характеристика, применение

В словосочетании «благородный металл» понятие «благородный» указывает на химические свойства металла, т.е. такие металлы вступают в химические реакции далеко не со всеми веществами. В частности, благородные металлы не окисляются кислородом воздуха. К этой группе металлов относятся золото, платина, палладий. Серебро не является благородным металлом, хотя относится к группе драгоценных. Сплавы на основе благородных металлов можно условно разделить на группы:

1) золотые;

2) золото-палладиевые;

3) серебряно-палладиевые.

Сплавы металлов благородных групп имеют лучшие литейные свойства и коррозионную стойкость, но по прочности уступают сплавам неблагородных металлов.

В России выпускается несколько видов сплавов благородных металлов для ортопедической стоматологии:

- Сплав Голхадент (Супер-ТЗ) - износостойкий термоупрочняемый золотой сплав 750-й пробы. Предназначен для штампованных и литых коронок и мостовидных протезов. Выпускается в виде гранул и дисков толщиной 0,3мм. Имеет желтый цвет.

- Палладиевый сплав (70% палладия и 10% золота) Палладент (Суперпал) для металлокерамических протезов. Сплав обладает высокой прочностью, что позволяет использовать его для мостовидных протезов большой протяженности. Он пригоден для облицовывания различными керамическими массами. Выпускается в виде гранул, имеет серебристый оттенок.

-Плагодент (Супер-КМ) высокопробный золотой сплав (содержание благородных металлов 98%). Разработан для цельнолитых и металлокерамических коронок и мостовидных протезов.

-Сплав-припой Супер-ВП для сплав Плагодент. Имеет высокую прочность на разрыв.

-Бескадмиевый золотой припой для пайки сплавов с высоким содержанием золота Бекадент (Супербекам). Имеет высокие технологические и функциональные свойства и является нетоксичным.

- Супер-ЛБ (литейный бюгельный) - золотой сплав для каркасов бюгельных протезов методом литья по выплавляемым восковым моделям.

- Кэмадент - композиционный материал на основе золота. Применяется для электрохимического золочения зубных протезов из неблагородных сплавов с целью обеспечения инертности и химической стойкости поверхности протезов в полости рта. Выпускается в виде комплекта из 4 растворов.

+ см. вопрос 34.

30. Нержавеющая хромоникелевая сталь. Состав, свойства, применение

Для зубных протезов применяются две марки нержавеющей стали - 20Х18Н9Т и 25Х18Н102С. Состав и свойства этих сталей:

20Х18Н9Т - 0,20% C; 9% Ni; 18% Cr; 1% Si; 2% Mn; 1% Ti; остальное Fe;

25Х18Н102С - 0,25% C; 10% Ni; 18% Cr; 1,8% Si; 2% Mn; остальное Fe.

Марганец, входящий в состав стали, позволяет повысить прочность, улучшает коррозионную стойкость, твердость, стабилизирует аустенит и обеспечивает большой потенциал деформационного упрочнения.

Азот значительно улучшает характеристики упругости, что обеспечивает стабильность сохранения формы в тонких ажурных конструкциях. Сталь содержит 0,2% азота.

Хром является основным легирующим элементом коррозионностойкой стали.

Сталь дает малую усадку (менее 2%). Температура плавления нержавеющей стали составляет 1460-1500^оС. Для паяния стали используется серебряный припой. Из нержавеющей стали 20Х18Н9Т фабричным способом изготавливаются:

- стандартные гильзы, идущие на производство штампованных коронок;

- кламмеры из проволоки круглого сечения;

- эластичные нержавеющие матрицы для контурных пломб ЭН.

Из стали 25Х18Н102С фабричным способом производят:

- зубы стальные для паяных несъемных протезов;

- каркасы стальные для мостовидных протезов.

31. Кобальтохромовый сплав. Состав, свойства, применение

Основу кобальтохромового сплава (КХС) составляет кобальт (66-67%), обладающий высокими механическими качествами, хром (26-30%), вводимый для придания сплаву твердости и повышения антикоррозийной стойкости. При содержании хрома свыше 30% сплав становится хрупким и ухудшаются механические и литейные качества. Никель (3-5%) повышает пластичность, вязкость, ковкость сплава, улучшая технологические свойства. Содержание хрома, кобальта и никеля в сплаве должно быть в сумме не менее 85%. Молибден (4-5,5%) повышает прочность за счет придания мелкозернистости сплаву. Марганец (0,5%) увеличивает прочность, качество литья, понижает температуру плавления, удаляет токсичные сернистые соединения из сплава.

Температура плавления КХС составляет 1458^оС. Механическая вязкость сплавов в два раза выше таковой у сплавов золота. Благодаря хорошим литейным и антикоррозийным свойствам сплав широко используется в ортопедической стоматологии для каркасов литых коронок, мостовидных и дуговых (бюгельных) протезов, съемных протезов с литыми базисами.

Отечественные сплавы для ортопедической стоматологии составляют четыре основные группы:

1) сплавы для литья съемных протезов - Бюгодент;

2) сплавы для металлокерамических протезов - КХ-Дент;

3) никелехромовые сплавы для металлокерамических протезов - НХ-Дент;

4) железоникелехромовые сплавы для зубных протезов - Дентан.

32. Никелехромовые сплавы. Состав, свойства, применение

Никелехромовые сплавы, в отличие от хромоникелевых сталей не содержащие углерод, широко применяются в технологии металлокерамических зубных протезов. Основные элементы:

1) никель (60-65%);

2) хром (23-26%);

3) молибден (6-11%);

4) кремний (1,5-2%).

Сплавы обладают хорошими литейными свойствами: малая усадка и хорошая жидкотекучесть. Очень податливы в механической обработке. Сплавы на основе железа, никеля и хрома используются для литых одиночных коронок, литых коронок с пластмассовой облицовкой. Распространенным из этих сплавов является Вирон-88 (Германия).

Современные сплавы типа Дентан разработаны взамен литейных нержавеющих сталей 12Х18Н9С и 20Х18Н9С2. Эти сплавы обладают более высокой пластичностью и коррозионной стойкостью за счет того, что в их составе почти в три раза больше никеля и на 5% больше хрома.

33. Сплавы на основе серебра и палладия

Сплавы на основе серебра и палладия содержат небольшие количества легирующих элементов (цинк, медь), а для улучшения литейных качеств в сплав добавляют золото. По физико-механическим свойствам они напоминают сплавы золота, но уступают им по коррозионной стойкости и темнеют в полости рта, особенно при кислой реакции слюны. Эти сплавы пластичные, ковкие. Применяются при протезировании вкладками, коронками и мостовидными протезами.

Паяние серебряно-палладиевых сплавов проводится золотым припоем. Отбелом служит 10-15% раствор соляной кислоты.

Сплав ПД-250 содержит 24,5% палладия, 72,1% серебра. Выпускается в виде дисков диаметром 18, 20, 23, 25 мм и полос толщиной 0,3 мм.

Сплав ПД-190 включает 18,5% палладия, 78% серебра.

Сплав ПД-150 содержит 14,5% палладия и 84,1% серебра.

Сплав ПД-140 - 13,5% палладия и 53,9% серебра.

34. Сплавы благородных металлов на основе золота. Состав, свойства, применение

Чистое золото является очень мягким металлом. Для повышения упругости и твердости в его состав добавляются лигатурные металлы - медь, серебро, платина. Сплавы золота различаются по проценту его содержания. Чистое золото обозначается 1000-й пробой. Сплав золота 900-й пробы используется при протезировании коронками и мостовидными протезами. Выпускается в виде дисков диаметром 18, 20, 23, 25 мм и блоков по 5 г. Состав: золото 90%, медь 6%, серебро 4%. Температура плавления 1063^оС. Обладает пластичностью и вязкостью, легко поддается штамповке, вальцеванию, ковке и литью. Сплав золота 750-й пробы применяется для каркасов дуговых (бюгельных) протезов, кламмеров, вкладок. Состав: золото 75%, серебро и медь по 8%, платина 9%. Обладает высокой упругостью и малой усадкой при литье. Эти качества приобретаются за счет добавления платины и увеличения количества меди. Сплав золота 750-й пробы служит припоем, когда в него добавляется 5-12% кадмия. Это снижает температуру плавления припоя до 800^оС, что предотвращает оплавление основной детали протеза при пайке. Отбелом для золота служит соляная кислота (10-15%).

35. Технологические свойства металлов и сплавов металлов

Под технологическими свойствами металлов и сплавов понимают способность металла подвергаться различным видам обработки. К технологическим свойствам металлов и сплавов относятся: термическая обработка и обработка сплавов давлением.

Термическая обработка - процесс теплового воздействия - обжиг, отжиг, закалка, отпуск.

1. Обжиг - нагрев и выдержка при высокой температуре, для придания им необходимых свойств и удаление примеси.

2. Отжиг - нагрев до определенной температуры, выдержка и медленное охлаждение, для улучшения структуры и обрабатываемости, снятия внутреннего напряжения.

3. Закалка - нагрев до определенной температуры и последующее быстрое охлаждение; для фиксации высокотемпературного состояния материала.

4. Отпуск - термическая обработка, нагрев ниже нижней критической точки, выдержка и охлаждение; для снятия внутреннего напряжения.

Обработка сплавов давлением основана на свойстве, изменять первоначальную форму под действием внешних сил без разрушения и сохранять новую форму после снятия нагрузки. Ковка, штамповка, волочение, прокатка.

1. Ковка - процесс последовательный деформации металлов под ударами молотка совершающий возвратно - поступательное движения, при этом изменение формы не ограничивается какими-либо строго ограниченными пределами (ковка гильзы на наковальне).

2. Штамповка - деформируемое металлическое изделие придавливается к стенкам заранее подготовленной формы, при этом форма полностью определяет конфигурацию изготовляемого изделия. (предварительная и окончательная штамповка коронок).

3. Прокатка - процесс обжатия металлов двумя вращающимися валиками прокатного устройства (прокатка золотых дисков для штампованных коронок через вальцы).

4. Волочение - процесс протягивания металлического прутка через отверстие в матрице имеющие меньшие размеры поперечного сечения, чем исходный пруток. (получение проволоки различного сечения).

36. Припой для зуботехнических сплавов. Состав, свойства, применение

Припой - металл или сплав, заполняющий зазор между соединяемыми деталями при паянии.

ПРИПОИ

Текучесть припоя увеличивается с повышением температуры, поэтому расплавленный припой течет в направлении от холодных частей к горячим. Этим свойством пользуются в процессе пайки, передвигая пламя вдоль места спайки. Припой течет за пламенем, и получается хороший шов. Иногда припой кладут на одну часть спаиваемой детали, а нагрев ведут другой, встык расположенной. Перетекая к детали , припой заполняет щель, и детали спаиваются. Для получения высокой прочности спайки расстояние между деталями должно быть минимально, чтобы количество припоя тоже было минимальным. В месте соприкосновения деталей и припоя происходит диффузия ( проникновение ) одного металла в другой. Скорость диффузии зависит от материала протеза и припоя, а также температуры.

Для предотвращения растекания припоя на поверхности детали на расстоянии 2 - 2,5 мм от места пайки при помощи карандаша наносят слой графита.

Зуботехнические припои поставляются в виде : стружки, стержней, проволоки и кубиков с ребром длиной 1 мм.

Припои для золота

Припой для золота имеет более низкую пробу, чем золото идущее на изготовление протеза.

Температура плавления золотых припоев 750 - 800?С.

Припой 750-й пробы. Состав : золота - 75 % , серебро - 5 % , медь - 13 % , кадмий - 5 % , латунь - 2 %. Цвет припоя бледно - желтый с красноватым оттенком. Температура плавления колеблется от 791 - 810 ?, в зависимости от количества кадмия. Применяется при пайке мостовидных протезов, штифтовых зубов, бюгельных протезов.

Припой 583 -й пробы. Состав : золота - 58,3 % , серебра 13,7 % , меди 28 % . Цвет красновато - желтый. Применяется для пайки штифтовых зубов, бюгельных протезов.

Припои для нержавеющей стали.

Для нержавеющей стали применяют припой предложенный Цитриным Д.Н, ПСР - 37. Состав : серебро - 37 % , медь - 38 % , цинк - 15 % , кадмий - 0,5 % , марганец - 5,2 % , никель 4 % , магний 0,3 % . Температура плавления 800?. Хорошо растекается, хорошо диффундирует в спиваемую поверхность.

На пайку техник списывает 0,15 г припоя.

Требования к припоям :

1) по физико-химическим свойствам должны приближаться к спаиваемым металлам

2) иметь t плавления на 50 - 100? С ниже , чем спаиваемые детали

3) обладать хорошими антикоррозийными свойствами

4) не должны быть токсичными и разрушаться в полости рта

5) должны обладать высокой прочностью, текучестью, хорошо смачиваться флюсом.

37. Вспомогательные металлы. Свойства, применение

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Группа вспомогательных металлов, применяющихся в ортопедической стоматологии и зубопротезной технике, объединена по принципу их назначения и применения.

К вспомогательным металлам относятся медь, алюминий, свинец, цинк, олово, висмут, кадмий, сурьма, магний.

Вспомогательные металлы применяются для изготовления сплавов. Сплавы используются для отливки штампов и контрштампов, зуботехнических инструментов, комбинированных (гипс и легкоплавкий сплав) моделей. Некоторые металлы (медь, цинк, магний, кадмий) входят в состав сплавов, применяющихся для непосредственного изготовления протезов и припоев.

Сплавы, составленные из группы вспомогательных металлов, употребляются для временных протезов при лечении переломов челюстных костей и переломов зубов, для ортодонтических аппаратов.

38. Развитие и перспектива применения металлов в стоматологии. Современные сплавы на основе титана и циркония

СПЛАВЫ ТИТАНА

Титан - серебристый металл , на который не действуют ни кислоты , ни щелочи. Он не темнеет ни в морской воде , ни на воздухе. Коррозийная стойкость его превышает таковую у нержавеющей стали, от термостойкий ( t плавления 1670? С ) , прочный, не намагничивается.

Соединения титана используются в качестве катализаторов полимеризации полимеров, красителей, наполнителей высокомолекулярных соединений.

Сплавы на основе титана применяются в хирургии, они биосовместимы, инертны. Из них изготавливают имплантаты.

В настоящее время сплавы титана используются для получения цельнолитых каркасов зубных протезов.

Сплавы титана, легированные алюминием ( марка ВТ5Л ) обладают высокими показателями прочности и хорошими литейными свойствами. Линейная и объемная усадка этого сплава составляет 0,8 - 1 % и 3%, что близко к таковым у золотых сплавов. Каркасы, отлитые из этого сплава , могут быть подвергнуты аргонно - дуговой сварке.

Плавку и литье сплавов титана проводят в вакумно - дуговой гарниссажной литьевой установке. Плавку ведут в графитовом тигле с гарниссажем. ( гарниссаж - слой металла , подвергаемого плавке, который покрывает внутреннюю поверхность тигля ). С помощью центробежной установки расплавленный металл сливается в металлоприемник контейнера с формами, охлаждение контейнера проводится в вакууме или в среде аргона. Далее отливка подвергается пескоструйной обработке.

Обработка изделий из титановых сплавов осуществляется механической шлифовкой и полировкой или электрополировкой.

Выдерживание изделий из титана в атмосфере азота при t 850 - 950? приводят к образованию на их поверхности золотистой пленки нитрида титана. Технология изготовления зубных протезов из титановых сплавов разработана в Японии. Примерный состав сплава: титан - 90 %, алюминия - 6 % , вольфрам - 4 %.

39. Сплавы для металлокерамических конструкций

В Европе и США каркасы под металлокерамику чаще всего делают из золотосодержащих сплавов. С возрастанием цен на золото в промышленности были разработаны сплавы с пониженным содержанием золота. Большое содержание серебра в сплавах себя не оправдало, так как часто возникает зеленоватая окраска керамики. Вследствие этого, появились сплавы на основе палладия в комбинации с серебром и медью. Но медь тоже вызывает со временем потемнение сплава и просвечивает через керамику. Некоторые стоматологи отвергают эту группу сплавов и работают только со сплавами с высоким содержанием золота или сплавами без драгоценных металлов. Примерно с 1968 года для металлокерамики, наряду с каркасами из благородных сплавов, все чаще стали применяться каркасы из сплавов на основе никеля. Дальнейшее развитие стоматологии и поиски новых сплавов привели к появлению без никелевых, кобальтохромовых вариантов. Модуль упругости таких сплавов вдвое выше, чем у благородных сплавов. При одинаковой конструкции протеза они дают большую надежность и стойкость к деформации под действием жевательного давления. Пониженная твердость у Вирон 99 и легкая обработка Виробонда С особенно ценятся в технике фрезерования и в комбинированных работах. Основное требование предъявляемое к этим сплавам, чтобы коэффициент термического расширения сплава был приближен к КТР керамики. В противном случае облицовка из керамики отвалиться.

Сплавы используемые для металлокерамических работ :

1. Германия - Бондилой, Супраниум, Виробонд, Вирон, Дентарум, Хераниум, Ультратек

2. США - Интерпрайзес, Розенсон, Герадиум

3. Россия - НХ - дент, КХ - дент, Целлит, Дентал, Гранат - 1

Сплавы для керамики

ВЫСОКОБЛАГОРОДНЫЕ-(золотоплатиновые, золото-паллдиевые) содержащие более 60% благородных метал-лов, золота не менее 40 % Дегудент, Панталлойд (на основе золота и платины), Бестогар ( на основе золота и палладия).

БЛАГОРОДНЫЕ- (палладиевосеребрянные) с высоким содержанием палладия, содержащим не менее 25% благородных металлов

ОСНОВНЫЕ - (никельхромовые, никелехромобериллиевые, кобальтохромовые) , содержащие менее 25 % благородных металлов

40. Изменение свойств сплавов на технологических этапах

Изготовление любого протеза представляет собой сложный технологический процесс, в ходе которого материал подвергается различным механическим, термическим и химическим воздействием. В результате этого в материале происходят сложные структурные изменения. Знание механизма и сущности указанных процессов дает возможность управлять ими.

Литье. Свойства сплава обуславливается его составом. Расплавленный металл заполняет литейную форму и постепенно затвердевает с образованием кристаллической решетки. Этому способствует некоторое уменьшение объема отливки или усадка. Затвердевание начинается с поверхности. Скорость затвердевания в утолщенных местах отливки меньше, чем в тонких сечениях, где металл затвердевает раньше. Расплавленный металл оттягивается к участкам с более быстрой кристаллизацией и происходит образование усадочных раковин.

Обработка сплавов давлением. Обработка давлением возможна для металлов обладающих пластичностью. Она основана на свойстве, изменять первоначальную форму под действием внешних сил без разрушения и сохранять новую форму после снятия нагрузки. К обработке металлов давлением относится ковка, штамповка, прокатка, вытяжка и др.

В зубопротезном деле наиболее употребляемый вид - штамповка металлических коронок. Штамповка это процесс последовательной деформации металла под ударами молотка. Деформированный металл придавливается к стенкам заранее приготовленной формы, при этом форма полностью повторяет конфигурацию изготавливаемого изделия.

При штамповке происходит пластическая деформация металлов, что вызывает сложный процесс структурной перестройки. В кристаллических зернах происходят сдвиги в связи с пластическим смещением отдельных кристаллов, потеря аустенитной структуры. Такое состояние носит название наклеп. Появление его говорит технику о том, что дальнейшая деформации металла невозможна во избежание его разрушения.

Термическая обработка. Термическая обработка сплавов проводится с целью изменения структуры и свойств сплавов в желательном направлении. Она заключается в нагреве до определенной температуры, выдержке нагретого металла при этой температуре и охлаждение. В основе термической обработки лежат сложные процессы внутриструктурных преобразований. Так , при нагревании стали свыше 730? С ее структура начинается превращаться в аустенитную. При различных скоростях охлаждения можно получить стали с различными физико - механическими свойствами и структурами : очень твердый - мартенсит, мягкие - перлит.

41. Легкоплавкие сплавы

Легкоплавкие сплавы в изделиях стоматологического назначения занимают важное место, хотя и относятся к вспомогательным материалам. Наибольшее значение имеют легкоплавкие сплавы, служащие материалом для штампов и моделей, применяемых в технологии коронок и некоторых других протезов.

Такой материал должен обладать рядом свойств, из которых важнейшими являются:

1. легкоплавкость, облегчающая отливку индивидуальных штампов и моделей, отделение штампов от изделий;

1. относительная твердость, обеспечивающая устойчивость штампа в процессе штамповки;

2. минимальная усадка при охлаждении, гарантирующая точность штампованных изделий.

Основными компонентами, применяемыми для составления подобных сплавов, являются висмут, свинец, олово и кадмий. Наименьшей усадкой и наибольшей твердостью обладают легкоплавкие сплав, содержащие около 50% висмута.

Температура плавления наиболее распространенных рецептур ограничена в пределах 63--115° С. Все эти сплавы имеют серый цвет. Они представляют собой механические смеси и выпускаются в виде блоков. Состав наиболее распространенных сплавов приведен в следующей таблице.

Составы легкоплавких сплавов.

Номер сплава	Компоненты сплава (в % по массе)	Температура плавления, 0С
	висмут	свинец	олово	кадмий
1	55.5	---	33.38	11.12	95
2	52.5	32.0	15.50	---	96
3	50.1	24.9	14.20	10.80	70
4	55.0	27.0	13.00	10.00	70
5	48.0	24.0	28.00	---	63

Сплав № 2 известен под названием сплава Розе, сплав № 5 называется сплавом Меллота.

К другим вспомогательным сплавам и металлам относятся латунь и бронза, которые создаются на основе меди и имеют желтый цвет. Некоторое время сплав латуни применяли в зубопротезной практике, он считался даже заменителем золота и назывался Рондольф. Но быстрое его окисление в полости рта и вредное воздействие на организм привели к запрещению использования этого сплава у нас в стране, что оговорено законом.

42. Адгезия

Адгезия - сила, которая соединяет два разнородных материала, приведенных в близкий контакт.

Адгезия между твердыми материалами.

На атомном уровне все поверхности являются неровными (шероховатыми). Это означает, что если их привести в контакт, то они будут соприкасаться только выступами на поверхности. В этих точках возникает очень высокое давление, в результате которого при отсутствии загрязняющих веществ на, может появиться эффект, называемый локальной адгезией или холодной сваркой. Если мы попробуем переместить путем скольжения одну поверхность по отношению к другой, то почувствуем сопротивление, которое называется трением. Причиной трения является необходимость сдвига или разрыва связей, образованных локальной адгезией. Обычно прочность локальной адгезии настолько высока, что процесс разрыва протекает не по границе раздела между выступами поверхности, а внутри твердого вещества. Этим объясняется такое явление как стирание материала в результате трения - износ.

Адгезия между твердыми материалами и жидкостью

Если взять стекло после дождя и попробовать вытереть его тряпкой, то на его поверхности сохранится тонкий слой воды. Чтобы удалить всю воду с поверхности надо приложить большие усилия и может быть не одну сухую тряпку. Этим примером можно проиллюстрировать хорошую адгезию, возникшую между жидкостью и твердым веществом. Жидкость образовывает очень близкий межмолекулярный контакт с твердым материалом, в нашем случае со стеклом, на большей площади поверхности.

Адгезия между твердым веществом и жидкостью гораздо выше, чем между двумя твердыми веществами

Данное положение ученые используют для повышения адгезии между двумя твердыми веществами, вводя в пространство между ними третье вещество - жидкость, которое и обеспечивает повышение адгезии.

Адгезив - вещество, которое соединяет два материала.

Условия, обеспечивающие адгезию

1. Перед соединением двух поверхностей необходимо убедиться в их идеальной чистоте, в противном случае будет невозможно образование адгезивных связей. Присутствие на поверхности загрязняющего веществ препятствует проникновению адгезива в субстрат.

2. Смачиваемость субстрата адгезивом. Адгезив должен быть совместим с поверхностью, подлежащей соединению. Гидрофобные (не смачиваемые водой полимеры) не склеиваются с гидрофильными (смачиваемыми водой ) поверхностями .

3. Вязкость адгезива. (адгезив должен легко растекаться по поверхности, но не настолько, чтобы мы могли управлять его текучестью. Этому способствует вязкость. Высокая вязкость может препятствовать легкому растеканию адгезива .

4. Рельеф поверхности субстрата. Площадь поверхности шероховатого субстрата выше, чем гладкого, на большей площади поверхности сможет образовываться большее число связей, адгезия будет выше.

Значение адгезии. Адгезия это сложное явление. Различают три вида адгезионных связей: механическую, физическую и химическую. Чаще присутствует не одна а две, а то и три адгезионные связи. Фиксация протезов. Для того, чтобы добиться адгезии зубного протеза, необходимо добиться полного соответствия его поверхности и поверхности тканей протезного ложа. Между двумя конгруэнтными поверхностями (твердое небо и протез), разделенными тонким слоем слюны (адгезив), возникают силы молекулярного сцепления, способствующие удержанию протеза на челюсти. Сила прилипания зависит от точности повторения микрорельефа слизистой оболочки и площади протезного ложа. Применение комбинированных материалов в стоматологии. Особое значение играет явление адгезии при использовании в стоматологии комбинированных материалов: базисной пластмассы и мягкой прокладки, соединение металлического каркаса с керамической облицовкой, использование стоматологических цементов. Например: использования базисной пластмассы с мягкой прокладкой. Материалы разные пластмасса и силикон. Вопрос стоит так, чтобы подобрать такой адгезив, который начал реагировать и с пластмассой и с силиконом, соединяя, таким образом, обе поверхности с образованием прочных химических связей.

43. Стоматологическая керамика. История применения перспективы развития

Фарфоровыми стоматологическими массами называются композиции, выпускаемые медицинской промышленностью с целью использования их для изготовления искусственных зубов, коронок, вкладок, и других видов металлокерамических конструкций зубных протезов. Освоение фарфора, как керамического материала известно, со времен глубокой древности. Первый фарфор предложен китайскими мастерами более 3 тысяч лет назад. Фарфор остается лучшим материалом до настоящего времени. В Европе фарфор появился в 17 веке. В России первые фарфоровые изделия изготовлены кустарным способом, а с 1747 года начали изготавливать его на фарфоровых фабриках. Изготовление зубов и базиса протеза - это процесс одноэтапный. Дюбуа Клементон (владелец фарфорового завода) в 1788 году получил патент во Франции на изготовление протезов из фарфора фабричным путем. Однако протезы, изготовленные целиком из фарфора, имели много недостатков, вследствие тяжести, отсутствия прилипаемости, значительной усадки после обжига, частых поломок из-за хрупкости. Первый фарфоровый зуб - Италия1808 г. - Фончи. Зуб содержал крампон. Массовое изготовление искусственных зубов из фарфора было начато лишь в 1825 году. В начале ХХ века фарфор широко применялся повсеместно в разнообразных формах и цветах. В СССР производство искусственных зубов началось в 1929 году в Ленинграде, а в 1930 году в Харькове.

44. Классификация стоматологической керамики

Материаллы делятся на:

1. Фарфор.

2. Сикор (ситалл для коронок).

3. Ситалл литьевой для передних зубов.

4. Ситалл литьевой для боковых зубов.

5. Ситалл литьевой для покрытия кобальто-хромовых сплавов.

6. Ситалл литьевой для базисов съемных протезов.

По своему назначению фарфоровые массы являются исходным материалом для:

1. Заводского создания стандартных искусственных зубов.

2. Заводского получения стандартных фарфоровых коронок и заготовок для фарфоровых вкладок.

3. Индивидуального создания фарфоровых коронок в условиях зуботехнической лаборатории.

4. Индивидуального получения вкладок в условиях зуботехнической лаборатории.

5. Облицовки цельнолитых каркасов, металлических несъемных зубных протезов (коронок и мостовидных протезов).

45. Состав, свойства, технологические процессы получения керамической массы

Керамика - изделия и материалы, полученные спеканием глин и их смесей с минеральными добавками, а также оксидов и других неорганических соединений.

К керамике стоматологического значения относятся фарфор и ситалл.

Фарфор - керамический продукт, получаемый в результате обжига фарфоровой массы, приготовленной из основных компонентов - каолина, полевого шпата, кварца и красителей.

Ситалл - твердые стеклокерамические материалы, состоящие из одной или двух фаз, равномерно распределенных в стекловидной фазе, называется еще стеклокерамикой.

Свойства фарфора зависят от многих факторов. Главные из них - химический состав компонентов, степень их размельчения (дисперсность), температура и продолжительность обжига. Фарфор относится к группе материалов, представляющих собой смесь, содержащую глинистые вещества. В этой смеси каолин как глинистый материал играет главную роль связующего вещества, скрепляющего частицы наполнителя - кварца. Оба эти вещества образуют твердую основу фарфора, отдельные зерна которого цементируются во время обжига третьим элементом - полевым шпатом. Современный стоматологический фарфор является результатом совершенствования твердого, то есть бытового, декоративного фарфора.

Каолин (белая глина) - белая или светлоокрашенная глина, вводимая в состав керамики в качестве связующего вещества.

Кварц - самый распространенный в земной коре породообразующий материал, диоксид кремния. Входит в состав стоматологического фарфора и облицовочных формовочных материалов.

Полевой шпат - группа самых распространенных породообразующих материалов, представляющих изоморфные смеси алюмокремниевых солей калия, натрия и кальция; входит в состав стоматологического фарфора.

46. Материалы для облицовки металлокерамических протезов. Связь между металлом (сплавом) и фарфором

Металлокерамика - технологическое объединение двух материалов - металлического сплава и стоматологического фарфора, или ситалла, - в котором первый служит каркасом, основной, а фарфор, или ситалл, - облицовкой.

Облицовка - покрытие поверхности изделия природным или искусственным материалом, отличающимся эксплуатационными (защитными) и декоративными качествами.

В стоматологии облицовка протезов выполняет несколько целей: маскирование и изоляцию каркаса зубного протеза, и, самое главное, имитирование твердых тканей естественных зубов.

Материалы для облицовки. Долговечность сохранения эстетических свойств протеза зависит от надежности соединения облицовки с металлическим каркасом и способности материала облицовки сохранять первоначальный цвет и основные физико-химические свойства при функционировании в условиях полости рта.

Основные требования к материалам для облицовки:

- отсутствие токсичности; - наличие комплекса физико-механических показателей (прочность при изгибе, сжатии, ударе; стойкость к стиранию и др.); - способность к окрашиванию цвета, имитирующие окраску твердых тканей зуба; - прочность адгезионного соединения с металлом каркаса протеза; - способность сохранять адгезионное соединение при высокой влажности, температурных колебаниях и жевательных нагрузках; - обеспечение оптимальных эстетических свойств конструкции; - коэффициенты термического расширения металла и облицовочного материала должны быть близки друг к другу; - простота приготовления, нанесения и обжига; - наличие большого рабочего интервала использования (возможность использовать массу через несколько часов после ее приготовления).

Керамику считают оптимальным облицовочным материалом. Фарфоровое покрытие выполняется многослойным и состоит из: - непрозрачной грунтовой массы (толщиной 0,2 - 0,3 мм); - полупрозрачного дентинного слоя (толщиной 0,65 - 0,8 мм); - прозрачного слоя, имитирующего режущий край зуба.

Связь между металлом (сплавом) и фарфором может быть механической и химической. Важную роль играет создание пограничного слоя между металлическим каркасом и фарфоровой массой. Хорошо известна роль оксидной пленки, обуславливающей химическую связь между металлом и фарфором (только для сцепления фарфора с золотом). Сцепление фарфора с поверхностью неблагородных сплавов достигается в основном за счет механических факторов.

Механическое соединение создается за счет проникновения керамики в микроцарапины на поверхности металлического каркаса.

Химическое соединение образуется благодаря формированию оксидного слоя на металле и прочность соединения которого увеличивается во время обжига.

Сила сжатия развивается из-за разницы коэффициента термического расширения между металлом и керамикой. При остывании керамика обхватывает металл.

Силы Ван-дер-Вальса возникают при взаимном напряжении заряженных молекул.

47. Материалы для изготовления цельнокерамических протезов

Циркон

Циркон - это самый старый и наиболее распространенный минерал земной коры. Из него изготавливают высокопрочный материал оксид циркония (диоксид циркония стабилизированный иттрием), который вот уже более десяти лет успешно применяется в ортопедии для изготовления головок суставов.

Сегодня мы можем использовать этот очень трудно обрабатываемый материал в стоматологии. Благодаря своим выдающимся биологическим свойствам, циркон является наиболее перспективным среди всех современных стоматологических керамических материалов. С начала 90 - х годов оксид циркония находит все более широкое применение в стоматологии. По разным оценкам сегодня из этого материала изготавливается от 15.000 до 20.000 ежедневно. Согласно результатам исследования, мостовидные протезы из оксида циркония обладают высоким пределом прочности на разрыв, сравнимым с металлокерамическими протезами с каркасами из сплавов на основе благородных металлов.

Для получения протеза из оксида циркония используется высокоточная техника. Мостовидный протез или коронка вырезается из целого куска циркония, используя систему CAD \ CAM. Далее он окрашивается и наносится специальная керамика.

Цирконовая керамика обладает светлой окраской и определенной степенью прозрачности. Поэтому изготовленные из нее протезы по внешнему виду напоминают натуральные зубы

48. Ситаллы. Физико-механические свойства. Применение

Ситаллы - стеклокерамические материалы, состоящие из одной или нескольких кристаллических фаз, равномерно распределенных в стекловидной фазе.

Показания к применению.

Используются при протезировании переднего отдела зубного ряда в виде искусственных коронок или мостовидного протеза небольшой протяженности.

Положительные свойства

1. Токсикологическая инертность

2. Высокая прочность

3. Высокая твердость

4. Химическая и термическая стойкость

5. Низкий коэффициент расширения

6. В базисном слое практически нет трещин в отличие от керамики

7. Сокращается время изготовления коронки, т.к. масса наносится одномоментно, полностью восстанавливается форма зуба и проводится один обжиг в отличие от послойного нанесения керамики

8. Обжиг массы ведется на огнеупорной модели или с применением золотой фольги

Отрицательные свойства.

1. Одноцветность массы

2. Возможность коррекции цвета только нанесением на поверхность красящих элементов

3. Специальное оборудование

Попытки улучшить свойства стекла и применять его при протезировании принимались давно и многократно. И только в последние 40 лет увенчались успехом. Это стало возможным благодаря разработке способов кристаллизации расплавленной стекломассы под действием катализаторов ( окислов металлов - LiO2 K2O Na2O ZnO Al2O3 и др. ). Полученный материал имеет мелкозернистую структуру. Величина кристаллов ситалла по сравнению с фарфором примерно в 50 раз меньше и, как правило, меньше 1 мкм.

Представители.

Пирокерам (США); Витрокерам (Германия); Сикор (ситалл для коронок), Симет (для ситаллометаллических протезов), литьевой ситалл - Россия.

49. Полимеры. Общие сведения о полимерах и процессах полимеризации

Полимеры - вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев.

Полимеры основа пластмасс, химических волокон и др. Различают два типа полимеризации, то есть механизма получения полимеров: полиприсоединение и поликонденсация. При первой реакции не образуется побочных продуктов и элементарный состав мономера и полимера одинаков. Во втором случае образуются побочные продукты (чаще вода, реже аммиак, спирты), и поэтому элементарный состав мономера и полимера различен.

Полимеризация - химическая реакция, при которой из двух или нескольких молекул одного и того же вещества получается соединение, имеющее тот же состав, но более высокий молекулярный вес. Другими словами, это процесс превращения мономеров в полимеры.

Основными исходными соединениями для получения полимерных стоматологических материалов являются мономеры и олигомеры (моно -, ди- три - и тетра (мет) акрилаты). Моноакрилаты летучи, поэтому их используют в комбинации с высокомолекулярными эфирами, это позволяет уменьшить усадку полимера. Ди - (три-, тетра-) (мет) акрилаты содержаться в большинстве композиционных восстановительных материалов, а также в базисных пластмассах в качестве сшивагентов.

Для облегчения переработки полимеров и придания им комплекса требуемых физико-механических (прочность на удар, излом, изгиб, растяжение, сжатие и др.; соответствие цвету твердых тканей зубов или слизистой оболочке полости рта, твердость, абразивная стойкость), химических (прочность соединения с искусственными зубами, минимальное содержание остаточного мономера), технологических (простота, удобство и надежность переработки) и других свойств в их состав вводят различные компоненты - наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, сшивагенты, антимикробные агенты, которые хорошо смешиваются в полимере с образованием однородных композиций и обладают стабильностью этих свойств в процессе переработки и эксплуатации полимерного материала.

50. Классификация полимерных материалов, применение в ортопедической стоматологии

Классификация полимеров:

1. По происхождению: - природные, или биополимеры (например, белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук); - синтетические (например, полиэтилен, полиамиды, эпоксидные смолы), получаемые методами полиприсоединения и поликонденсации.

2. По природе: - органические; - элементоорганические; - неорганические.

3. По форме молекул: - линейные, в которых структура молекул полимера или сополимера представлена в виде длинной цепочки, состоящей из мономерных звеньев. Такие молекулы-цепочки изогнуты, переплетены, но они могут взаимно перемещаться при нагревании материала. Представитель АКР-15, Этакрил. - «сшитые» полимеры, в которых структура полимера представлена в виде цепочек, связанных и «сшитых» в отдельных местах «перемычками», «мостиками сшивающего агента». Структуру полимера можно сравнить с сеткой, в которой цепочки не могут свободно перемещаться друг относительно друга. Такой материал не может раствориться не в одном растворителе, но может размягчаться при нагревании и набухать в некоторых растворителях. Представитель Акрел. - «привитые» сополимеры содержат так называемый привитой сополимер, способный к сополимеризации, т.е. полимер типа фторсодержащего каучука, молекулы которого химически присоединены («привиты») к линейно-цепным молекулам другого полимера, например ПММА. Структура материалов этого типа неоднородна, мельчайшие частицы делают материал не прозрачным, придают ему повышенную эластичность и ударопрчность. Представители Фторакс, Акронил.

По назначению: -основные, которые используются для съемных и несъемных зубных протезов: 1) базисные(жесткие) полимеры; 2) эластичные полимеры, или эластомеры ( в том числе силиконовые, тиоколовые и полиэфирные оттискные массы); 3) полимерные (пластмассовые) искусственные зубы; 4) полимеры для замещения дефектов твердых тканей зубов - материалы для пломб, штифтовых зубов и вкладок; 5) полимерные материалы для временных несъемных зубных протезов; 6) полимеры облицовочные 7) полимеры реставрационные (быстротвердеющие); - вспомогательные; - клинические.

51. Базисные материалы, требования предъявляемые к ним. Состав свойства и правила применения современных базисных пластмасс

Пластмассы - материалы, основу которых, составляют полимеры, находящиеся в период формования в вязкотекучем или высокоэластичном, а при эксплуатации в стеклообразном или кристаллическом состоянии. Базисные материалы и другие пластмассы, применяемые в ортопедической стоматологии, в связи с условиями назначения, применения и переработки должны иметь следующие медико-технические свойства:

1) не раздражать слизистую оболочку полости рта и быть безвредными для организма;

2) обладать достаточной прочностью при создании жевательного давления на протез;

3) прочно соединяться с искусственными зубами, металлом и фарфором (лучшим соединением является химическая связь, а не механическая);

4) не деформироваться и не изменять объема в процессе пользования протезом, при изменении температуры в полости рта;

5) обладать высоким усталостным сопротивлением на изгиб в связи с податливой подвижностью слизистой оболочки и переменным жевательным давлением на базис;

6) иметь достаточную твердость и низкую истираемость;