Рожко. М. М. Рожко, В. П. Неспрядько ортопедична стоматологія
 Скачать 7.39 Mb.
|
|
115 Основи матеріалознавства Доброю хімічною стійкістю в умовах порожнини рота володіє нержавіюча сталь, сплави на основі золота, платини, паладію. Сплави, які перераховано, завжди покриті тонкою окисною плівкою, що захищає метал від окислювання. Клініко-технологічні вимоги до сплавів. Різні сплави металів, які вико ристовуються для виготовлення ортопедичних конструкцій, повинні мати певні біологічні властивості. Під біологічними властивостями матеріалів розуміють можливу їх дію на біологічні середовища, в яких вони знаходяться. Так, усі основні зуботехнічні матеріали не повинні: — спричиняти негативних зрушень у тканинах і рідинах, з якими вони контактують; — змінювати мікрофлору ротової порожнини; — порушувати мітотичний процес; — впливати на рН; — порушувати кровообіг, чутливість; — за жодних умов не спричиняти запалення. Технологічні властивості матеріалів дозволяють виготовляти з них різні вироби з використанням різних способів обробки. Для зуботехнічних матері алів важливими є ливарні властивості, ковкість, зварюваність (придатність до паяння), оброблюваність різанням та шліфуванням. Ливарні властивості визначаються здатністю різних металів заповнювати ливарні форми й утворювати виливки. Вони зумовлені рідкотекучістю, супро воджуються усадкою, лікваціями. Ковкість охарактеризує властивість матеріалів, завдячуючи якій методом тиску та штампування можна отримати вироби необхідної форми. Зварюваність (придатність до паяння) — це здатність матеріалів утво рювати міцні з'єднання у разі контакту або за допомогою спеціальних сплавів припоїв. У зуботехнічних лабораторіях широко використовують паяння для з'єднання металевих частин. Електрозварювання застосовують для точкового з'єднання металевих деталей перед паянням. Оброблюваність — це здатність матеріалів піддаватися обробці всіма видами різального, шліфувального інструменту, який використовується у зу ботехнічних лабораторіях. СПЛАВИ БЛАГОРОДНИХ МЕТАЛІВ Золото. Це метал ясно-жовтого кольору із характерним металевим блис ком. У природі зустрічається у різних станах: самородному, в рудах, хімічно зв'язаному стані, у вигляді домішок в інших рудах. Золото вивільняють: 1. Із дрібних розсипів методом механічної обробки на основі різної щільності їхніх складових частин. Золото, що має вищу щільність, осідає у пер шу чергу. 116 2. Із рудних з'єднань за допомогою методів амальгамування або ціануван ня, що грунтуються на здатності золота вступати в такі хімічні сполуки, які в наступному можуть бути виділені в осад і відновлені в чисте золото. Чисте золото — це м'який метал і тому не може бути використаний для виготовлення зубних протезів. Проте міцність золота дуже висока: зразок з перерізом 1 мм 2 під час розтягнення витримує 12 кг, а видовження його дося гає 40-50 %. Золото стійке до корозії. На нього не діють кислоти й основи, крім так зва ної царської горілки (суміш 3 частин хлористоводневої і 1 частини азотної кис лоти). Високі антикорозійні властивості використовуються під час виділення чистого золота зі сплавів. Цей метод отримав назву афінажу. Один із пошире них методів афінажу проводиться так: сплав розплавляють і для подрібнення виливають у воду. У воді метал утворює гранули (дрібне зерно), які вивільня ють і поміщають у порцеляновий або скляний посуд, куди наливають розведе ну азотну кислоту (2/3 об'єму). Посуд повільно нагрівають. Срібло, мідь та інші домішки розчиняються, а золото випадає в осад. Для повного видалення домішок виділений осад повторно кип'ятять в азотній кислоті, після чого про мивають у воді. Осад плавлять і отримують злиток чистого золота. Золоті сплави, що містять невеличкий відсоток срібла, цілком відокреми ти від нього не можна. Афінаж можливий у тому разі, якщо срібла у сплаві в 3-4 рази більше, ніж золота. Для проведення афінажу за умови малого вмісту срібла у сплаві проводять попереднє квартування, або насичення сплаву сріблом. Іншим засобом виділення золота зі сплаву є використання царської горіл ки. Після гранулювання сплаву його поміщають у порцеляновий або скляний посуд, заливають царською горілкою і підігрівають. Золото та інші метали роз чиняються, срібло випадає в осад у вигляді AgCl. У розчині золото знаходить ся у вигляді з'єднання АиСЦ (хлорид золота). Чисте золото одержують шля хом відновлення AuCL 3 залізним купоросом (FeSO4-7H 2 0) або щавлевою кис лотою (С 2 Н 2 0 4 ). Розчин зціджують, відокремлюючи його від осаду хлориду срібла, потім нагрівають і добавляють у нього залізний купорос або щавлеву кислоту. Золото у вигляді бурого порошку випадає в осад, що після плавлення утворює злиток. Афінаж золота іноді проводять, з'єднуючи його з цинком, а потім витравлюючи його домішки азотною кислотою. Існує сухий метод афінажу, за якого розплавлений сплав обробляють се літрою (KN0 3 ) або сіркою. Цим методом можна видалити сліди свинцю, вісму ту. Утворені у такому разі окиси або сірчані з'єднання металів, які складають домішки, випливають, їх можна сплавити з бурою і видалити. У промисловості чисте золото (99,9 %) одержують шляхом електролізу. На властивості золота великий вплив мають домішки. Так, у разі незнач ного (0,06 %) вмісту свинцю або вісмуту золото втрачає пластичність і прак тично не піддається штамповці. У разі виготовлення штампованих коронок із золота необхідно старанно 117 Основи матеріалознавства видаляти залишки легкоплавкого сплаву, оскільки до його складу входять сви нець і вісмут, що змінюють властивості золота, а іноді й колір. Для виготовлення зубних протезів золото застосовують дуже давно. Виявлені під час розкопок етруських гробниць золоті протези датуються IX-VI ст. Нині в ортопедичній стоматології використовують різноманітні сплави на основі золота. Добираючи компоненти у певних співвідношеннях, одержують сплави з потрібними властивостями: пластичні, ковкі (для одержання штампо ваних деталей), пружні (для виготовлення дроту, еластичних дуг, штифтів). Сплави розрізняють за відсотком вмісту золота. Чисте золото позначається 1000-ою пробою. Найпоширеніші золоті сплави 900-ї, 750-ї проби і припій. У нашій країні до 1927 р. існувала золотникова проба. Чисте золото відпо відало 96-й пробі. У ряді країн проба золота визначається у каратах. Чисте зо лото відповідає 24 каратам. Для визначення проби золота користуються спеціальними реактивами. До складу реактивів входять хлорид золота або кислотні розчини. Сплав 900-ї проби. Розроблений сплав 900-ї проби містить найбільшу кількість золота (90%), він приємного жовтого кольору, стійкий до корозії. Має добрі пластичність і в'язкість, текучість у розплавленому стані, легко піддаєть ся штамповці, вальцюванню, ковці та іншим методам механічної обробки під тиском, а також литтю. Із сплаву випускають диски діаметром 18, 20, 23 і 25 мм, товщиною 0,28-0,3 мм, із яких виготовляють коронки і зливки по 5 г, з останніх відливають проміжні частини мостоподібних протезів. Сплав має невисоку твердість і легко стирається. Тому під час виготовлен ня штампованих коронок у середину їх на жувальну поверхню або різальний край заливають припій. Під час штампування або вальцювання у виробах утворюється наклеп, що виникає унаслідок зсуву кристалічної решітки. Його знімають спіканням до червоного кольору. Якщо гільза піддається штамповці на штампі з легкоплав кого сплаву, то перед спіканням її слід обробляти хлористоводневою кислотою для видалення частин свинцю і вісмуту, які під час нагрівання можуть з'єдна тися із золотом, зробити його крихким і проявитися у вигляді темних плям. Сплав 900-ї проби має температуру плавлення близько 1000 °С. Під час протяжки дисків у гільзи і лиття з дисків частин протезів втрачається до 2 % золота. Для зниження цих втрат нині проводять заходи щодо випуску гільз чо тирьох розмірів. Сплав 750-ї проби з платиною має жовтий колір, менш характерний для золота. Наявність платини і підвищений, порівняно з попереднім сплавом, вміст міді роблять сплав твердішим, пружнішим. Він має невелику усадку під час лиття, тому з нього можна одержати точні частини протезів, наприклад вклад ки. Сплав не підлягає обробці тиском. Використовується для виготовлення де талей або таких частин зубних протезів, які отримують методом лиття і які по винні мати підвищену пружність: каркаси бюгельних, шинувальних протезів, кламери, штифти, вкладки, крампони, дріт. 118 Якщо у сплав 750-ї проби додати 5-10 % кадмію, то температура плавлен ня знижується до 800°С; це робить можливим використання його як припою для золотих сплавів високих проб. Платина. Платина у природі зустрічається у вигляді руд разом з іншими металами (паладій, срібло, золото, іридій тощо) або в самородному стані. Пла тина — метал сірувато-білого кольору, який має дуже велику щільність. Ця вла стивість використовується для найпростішого виділення платини з породи. Подрібнену породу промивають водою. Унаслідок різниці щільності платина як найважча залишається на дні. Промисловий спосіб одержання платини з руд — це збагачення платинових руд із наступним проведенням складного циклу хімічних реакцій. Із сплавів платину можна одержати афінажем. Платина твердіша, ніж золото і срібло, але має високі пластичність і в'язкість. Вона добре обробляється під тиском, у розплавленому вигляді має добру текучість, має високу хімічну стійкість, розчиняється тільки в царській горілці. Під час нагрівання не окислюється. У промисловості платина знахо дить широке застосування в електротехніці, для виготовлення нагрівальних пристроїв. Вона входить до складу низки сплавів, у тому числі золотих. Уве дення платини в золотий сплав призводить до підвищення його механічних властивостей. Платинова фольга знаходить широке застосування у виготовленні фарфо рових коронок. Через низький коефіцієнт термічного розширення платину ви користовують для виготовлення крампонів фарфорових зубів. Припоєм для платини служить сплав із 3 частин золота і 1 частини платини або чисте золото. Срібло знаходиться в природі у вигляді самородків, а також у хімічних сполуках із сіркою, хлором та іншими елементами. Спосіб видобутку срібла з руд грунтується на відокремленні його методом плавлення від інших металів. Срібло - білий з блакитним відтінком метал. Срібло добре обробляється тиском унаслідок великої пластичності. По казниками пластичності його може бути те, що з 1 г срібла можна витягнути дріт довжиною 1800 мм, одержати фольгу товщиною до 0,00001 мм. Срібло недостатньо стійке до окислення. Воно розчиняється у гарячій сірчаній та азотній кислотах. Хлористоводнева кислота діє на нього мало. Срібло вступає в реакцію із сірководнем, утворюючи сірчаний ангідрид срібла. Під час розплавлення воно добре з'єднується з киснем, який виділяється підчас охолод ження, що може призвести до утворення у злитку nop. Щоб зменшити поглинан ня кисню, срібло плавлять під прошарком товченого дерев'яного вугілля. Срібло має найвищу електро- і теплопровідність. Усі інші метали за цими показниками порівнюють із сріблом. У промисловості срібло знаходить широ ке застосування у радіоелектроніці, електрохімії, ювелірній справі. Для по ліпшення механічних властивостей до срібла додають 10-23 % міді. Унаслідок нестійкості срібла до корозії у ротовій порожнині воно не знай шло застосування як основний матеріал для зуботехнічних методик. Проте срібло входить до складу багатьох сплавів: золотих, паладієвих, припоїв. Срібло 119 Основи матеріалознавства застосовують також для виготовлення штифтів для пломбування каналів, амальгами. Паладій. Це срібно-білий метал із групи платиноїдів. Паладій найчастіше зустрічається у природі в поліметалічних рудах, що містять платину, іридій, срібло та інші метали. Чистий паладій добувають із платинових концентратів методом афінажу в результаті багатоопераційної пірометричної і електрохімі чної переробки. У хімічному відношенні паладій володіє великою стійкістю. В агресивних середовищах на поверхні паладію і його сплавів утворюється захисна від ко розії плівка. Реакція з киснем проходить лише під час нагрівання до 700—900°С. Властивість паладію розчиняти водень у великих кількостях (в 1 об'ємі металу до 800 об'ємів водню) робить незамінним його для хімічної промисловості, де він використовується як каталізатор. Паладій твердіший, ніж платина, але гірше обробляється під тиском. Він володіє досить високою ковкістю і добре піддається прокатуванню. У промис ловості паладій використовують для виготовлення медичних інструментів. Для зуботехнічних потреб застосовують сплави, що містять паладій, срібло, золото та інші метали. їх використовують для виготовлення незнімних зубних про тезів методом штампування і лиття. Паладій входить до складу сплавів, які застосовуються для виготовлення металокерамічних зубних протезів, оскільки нанесена порцелянова маса кра ще з'єднується з поверхневою окисною плівкою сплавів, що містять його. СПЛАВИ НА ОСНОВІ СРІБЛА І ПАЛАДІЮ Пошуки нових відносно недорогих матеріалів із високими антикорозійни ми властивостями, механічною міцністю і добрими технологічними якостями призвели до створення низки сплавів на основі срібла і паладію. У нашій країні в 30-х роках М.С. Липець запропонував застосовувати спла ви на основі срібла за умови 18 % і 30 % вмісту паладію. Він назвав їх тоді па- ларгенами. У 60-ті роки В.Ю. Курляндский і співавтори розробили сплави Пд- 190 і Пд-250, у яких відповідно міститься 19 % і 25 % паладію і невеликі добав ки інших металів. Сплави на основі срібла і паладію піддаються корозії у ро товій порожнині, змінюють колір, особливо за умови кислої реакції слини, навіть у разі рН 7,2-7,4, їх небажано застосовувати разом з іншими сплавами. У більшості таких сплавів срібло є основою, паладій надає їм корозійної стійкості. Для поліпшення литтєвих властивостей і захисту від небажаних вла стивостей срібла (олігодинамічна дія, корозія) у сплав добавляють золото. Для виготовлення незнімних зубних протезів (мостоподібних, коронок, вкладок тощо) у різних країнах застосовують дуже велику кількість різних сплавів на основі срібла і паладію, у які входять у таких відсотках: срібло — 55-60, па ладій - 27-30, золото - 6-8, мідь - 2-3, цинк - 0,5. У нашій країні нині проходить дослідження сплав, що містить 72% срібла, 22% паладію і 6% золота. Цей сплав особливо добрий для литих деталей зубних 120 протезів, мостоподібних протезів, вкладок. Такі сплави мають температуру плавлення близько 1100—1200 °С, твердість за Брінелем 60-65 кгс/мм 2 , опір розриву 30-35 кгс/мм 2 . Щільність сплавів — 11-12 г/см 3 . Сплави на основі срібла і паладію володіють пластичністю і добре піддаються штамповці, але частіше з них виготовляють деталі протезів методом лиття. Паяють золотим припоєм, відбілюють сплав у 10-15 % розчині соляної кислоти. НЕРЖАВІЮЧА СТАЛЬ Основу всіх сталей складає залізо, вони також містять хром, нікель і неве лику кількість вуглецю. Для поліпшення ливарних, міцнісних та інших влас тивостей сталей до них уводять добавки. Сталь для зубних протезів містить 1 % титану. Залізо — поширений у природі метал. Залізні руди містять хімічні сполу ки його з киснем. Найважливішими залізними рудами є магнітний залізняк (магнетит) Fe 3 0 4 , червоний залізняк (гематит) Fe 2 0.,, бурий залізняк 2Fe 2 0 3 "3H 2 0, шпатовий залізняк (сидерит), що містить залізо в карбонаті FeCO a . Залізо отримують також із руд, які містять хром (хроміти), хромо-ніке- левих, титано-магнетитових руд тощо. Чисте залізо має синювато-сріблястий колір, у хімічному відношенні нестійке. У вологому середовищі воно піддається корозії. Розчиняється у роз чинах солей і кислот. Залізо — дуже пластичний метал, проте отримати його в чистому вигляді і захистити від корозії дуже важко. Широке застосування знайшли різноманітні сплави на основі заліза, із яких найпоширенішими є різноманітні сталі. У зубопротезній практиці застосову ють маловуглецеві сталі із вмістом вуглецю до 0,15 %. Велика кількість вугле цю робить сталь більш твердою і менш стійкою до корозії. Рецепт сталі для виготовлення зубн их протезів у нашій країні в 30-х роках XX ст. запропонував Д.Н. Цитрін. Застосування її значно зменшило викорис тання золота і платини, що було дуже важливо для розвитку стоматологічної допомоги населенню країни в широких масштабах. Нержавіюча сталь, яка застосовується в ортопедичній стоматології, — ба гатокомпонентний сплав. До нього входять залізо, хром, нікель, вуглець, титан та низка інших домішок. Головним компонентом, який забезпечує корозійну стійкість сплаву, є хром. Його вміст у сплаві — 17-19 %. Мінімальний вміст хрому, що забезпечує корозійну стійкість сплаву, повинен бути не меншим ніж 12-13%. Для підвищення пластичності сплаву в нього додають 8-11 % нікелю. Наявність нікелю робить сплав ковким, що полегшує обробку тиском. Найпо ширенішою у зуботехнічній практиці є нержавіюча сталь марки 118Н9Т. Цей сплав складається з 72% заліза, 18% хрому, 9% нікелю, 0,1 вуглецю і до 1% ти тану. У сплаві завжди є домішки інших металів, найбільш небажані з них сірка і фосфор. Температура плавлення нержавіючої сталі 1450°С. 121 Основи матеріалознавства Залізо з вуглецем у сплавах може знаходитися у різноманітних співвідно шеннях: у вигляді хімічного з'єднання карбіду заліза Fe 3 C або у вигляді твер дого сплаву, коли атоми вуглецю розташовуються у кристалічній решітці між атомами заліза. Вуглець у сплаві може знаходитися у вільному стані у вигляді графіту. Різноманітні види зв'язку заліза з вуглецем спостерігаються під час термічної обробки сталі, її викристалізації із сплаву. Нержавіюча сталь знайшла широке застосування у виготовленні зубних протезів. З неї виготовляють різноманітні види знімних зубних протезів, мета леві частини знімних протезів (кламери, ортодонтичні дуги) Стоматологічна промисловість випускає 22 розміри гільз діаметром 6-18 мм. З цієї ж сталі роблять дріт діаметром 0,6, 0,8, 1,1,2, 1,5 і 2 мм для виготов лення різноманітних ортодонтичних апаратів, кламерів, штифтів. Крім того, випускають 2 види стандартних кламерів діаметром 1 і 1,2 мм. |