Металлы и сплавы. Общая характеристика сплавов. Золотые и серебряные сплавы в ортопедической стоматологии. Виды сплавов и их применение. Работу подготовил: студент Медицинского Факультета Крылов Илья. Группа: М-37-3-19 Металлы - Металлами являются вещества, характеризующиеся в обычных условиях высокими электро- и теплопроводностью, ковкостью, «металлическим» блеском, непрозрачностью и другими свойствами, обусловленными наличием в их кристаллической решетке большого количества не связанных с атомными ядрами подвижных электронов проводимости.
Свойства металлов объясняются особенностями их строения: - расположением и характером движения электронов в атомах;
- расположением атомов, ионов и молекул в пространстве;
- размерами, формой и характером кристаллических образований
- При разных температурах некоторые химические элементы имеют 2 и более устойчивых типа кристаллических решеток. Существование одного металла в различных кристаллических формах (модификациях) при разных температурах называется полиморфизмом, или аллотропией, а переход из одного строения в другое — полиморфным (аллотропическим) превращением.
- полиморфные металлы:
- кобальт (Со),
- олово (Sn),
- марганец (Мn ),
- железо (Fe). В свою очередь изменение строения кристаллической решетки вызывает изменение свойств — механических, химических и магнитных свойств, электропроводности, теплопроводности, теплоемкости и др.
- один тип кристаллической решетки(изоморфные):
- алюминий (А1),
- медь (Си),
- никель (Ni),
- хром (Сг),
- ванадий (W) и др.
- Температура плавления у металлов широко варьируется. В связи с этим выделяют легкоплавкие металлы с температурой плавления ниже, чем у чистого олова (232° С), а также тугоплавкие металлы, температура плавления которых выше, чем у железа (1535° С). Между этими полюсами расположены средние температуры плавления, свойственные большинству металлов и сплавов. Температура плавления и температура затвердевания чистых металлов всегда постоянны, и, пока не исчезнет одна фаза — расплавление твердой части при нагревании или затвердевание жидкой части при охлаждении,— температура остается неизменной.
- Пластическая деформация (ом. с. 21) приводит к изменению физических свойств металла, а именно:
- повышению электросопротивления;
- уменьшению плотности;
- изменению магнитных свойств.
- Все внутренние изменения, которые происходят при пластической деформации, вызывают упрочнение металла. Прочностные характеристики (временное сопротивление, предел текучести, твердость) повышаются, а пластические — снижаются.
- ♦Упрочнение металла под действием пластической деформации называют наклепом.
- Нагартованные (имеющие наклеп) металлы более склонны к коррозионному разрушению при эксплуатации. Для полного снятия наклепа металлы подвергаются рекристаллизационному отжигу (см. с. 65).
- ♦Рекристаллизация — это процесс возникновения и роста новых недеформированных кристаллических зерен поликристалла за счет других зерен.
- Рекристаллизацию применяют на практике для придания материалу наибольшей пластичности. Причем она протекает особенно интенсивно в пластически деформированных материалах при более высоких температурах. Температура рекристаллизации имеет важное практическое значение. Чтобы восстановить структуру и свойства наклепанного (на-гартованного) металла (например, при продолжении штамповки коронки под прессом после наколачивания гильзы на мелотовой модели), его надо нагреть выше температуры рекристаллизации.
- ♦Совокупность свойств, характеризующих сопротивление металла и сплава действию приложенных к нему внешних механических сил (нагрузок), принято называть механическими свойствами.
- Металлические сплавы — это макроскопически однородные системы, состоящие из двух или более металлов с характерными металлическими свойствами. В широком смысле сплавами называются любые однородные системы, получаемые сплавлением металлов, неметаллов, оксидов, органических веществ.
- Структура и свойства чистых металловсущественно отличаются от структуры и свойств сплавов, состоящих из двух и более металлов.
- Фазы сплава-образование новых однородных веществ при взаимном проникновении атомов.
- В расплавленном состоянии все компоненты обычно находятся в атомарном состоянии, образуя неограниченный жидкий однородный раствор, в любой точке которого химический состав статистически одинаков. При затвердевании расплава атомы компонентов укладываются в порядке кристаллической решетки, образуя твердое кристаллическое вещество — сплав.
- Существуют три типа взаимоотношений компонентов сплава:
- образование механической смеси, когда каждый элемент кристаллизуется самостоятельно, при этом свойства сплава будут усредненными свойствами элементов, которые его образуют;
- образование твердого раствора, когда атомы компонентов образуют кристаллическую решетку одного из элементов, являющегося растворителем, при этом тип решетки основного металла сохраняется;
- образование химических соединений, когда при кристаллизации разнородные атомы могут соединяться в определенной пропорции с образованием нового типа решетки, отличающейся от решеток металлов сплава. Образование химического соединения —сложный процесс, при котором создается новое вещество с новыми качествами, а решетка при этом имеет более сложное строение. Соединение теряет основное свойство металла — способность к пластической деформации, становится хрупким.
Хром, молибден, палладий
Никель, медь, свинец
Титан, цинк
Твердость сплавов - Твердость как характеристика сплава тесно связана с другими его параметрами. Так, например, по мере повышения твердости сплавов золота предел текучести и прочность на растяжение также увеличиваются, а при повышении твердости и прочности удлинение снижается.
- Микротвердость сплава металлов можно изменять в процессе литья воздействием на него электромагнитного поля различной частоты, что позволяет получить сплав с заданными свойствами [Бобров А. П., 2001].
- В результате циклических напряжений металл «устает», прочность его снижается, и наступает разрушение образца (протеза). Такое явление называют усталостью, а сопротивление усталости — выносливостью. Разрушение от усталости происходит всегда внезапно вследствие накопления металлом необратимых изменений, которые приводят к возникновению микроскопических трещин — трещин усталости, возникающих в поверхностных зонах образца. При этом чем больше на поверхности царапин, выбоин и других дефектов, вызывающих концентрацию напряжения, тем быстрее образуются трещины усталости.
Общие требования, предъявляемые к сплавам металлов, применяемым в клинике ортопедической стоматологии: - биологическая индифферентность и антикоррозионная стойкость к воздействию кислот и щелочей в небольших концентрациях;
- высокие механические свойства (пластичность, упругость, твердость, высокое сопротивление износу и др.);
- наличие набора определенных физических (невысокой температуры плавления, минимальной усадки, небольшой плотности и т. д.) и технологических свойств (ковкости, текучести при литье и др.), обусловленных конкретным назначением
Классификация сплавов -Международными стандартами ISO все сплавы металлов разделены на следующие группы: -Сплавы благородных металлов на основе золота -Сплавы благородных металлов, содержащих 25-50% золота илиплатины или других драгоценных металлов -Сплавы неблагородных металлов -Сплавы для металлокерамических конструкций: А) с высоким содержанием золота(больше 75%) Б) с высоким содержанием благородных металлов(золота и платины или золота или палладия) -Сплавы на основе палладия(более 50%) -Сплавы на основе неблагородных металлов Классификация сплавов - Сплавы на основе благородных металлов подразделяются на:
- золотые;
- золото-палладиевые;
- серебряно-палладиевые.
- Сплавы металлов благородных групп имеют лучшие литейные свойства и коррозионную стойкость, однако по прочности уступают сплавам неблагородных металлов.
- Сплавы на основе неблагородных металлов включают:
- хромоникелевую (нержавеющую) сталь;
- кобальтохромовый сплав;
- никелехромовый сплав;
- кобальтохромомолибденовый сплав;
- сплавы титана;
- вспомогательные сплавы алюминия и бронзы для временного пользования. Кроме того, применяется сплав на основе свинца и олова, отличающийся легкоплавкостью
Сплавы золота, платины и палладия - Чистое золото — мягкий металл. Для повышения упругости и твердости в его состав добавляются так называемые лигатурные металлы — медь, серебро, платина. Сплавы золота различаются по проценту его содержания. Чистое золото в метрической пробирной системе обозначается 1000-й пробой. В России до 1927 г. существовала золотниковая пробирная система. Высшая проба в ней соответствовала 96 золотникам.
- 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. Содержит 90% золота, 6% меди и 4% серебра. Температура плавления равна 1063° С. Обладает пластичностью и вязкостью, легко поддается штамповке, вальцеванию, ковке, а также литью.
- Сплав золота 750-й пробы применяется для каркасов дуговых (бю-гельных) протезов, кламмеров, вкладок. Содержит 75% золота, по 8% меди и серебра, 9% платины. 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 (см. с. 244), когда в него добавляется 5-12 % кадмия (см. табл. 101). Последний снижает температуру плавления припоя до 800° С. Это дает возможность расплавлять его, не оплавляя основные детали протеза. Отбелом (см. с. 241) для золота служит соляная кислота (10-15%).
- Супер-ТЗ — это «твердое золото», термически упрочняемый износостойкий сплав, который содержит 75% золота и имеет красивый желтый цвет. Он универсален и технологичен — может использоваться для штампованных и литых стоматологических конструкций: коронок и мостовидных протезов. Основные характеристики сплава представлены в таблице 29. Из данного вида сплава изготавливаются также золотые иглы для акупунктуры
- Фирма «Галеника» (Югославия) рекомендует использовать М-Па-ладор — сплав золота, палладия и серебра для несъемных протезов. Устойчив к воздействию химических элементов, не вступает в химические реакции в полости рта, не содержит в своем составе никель, бериллий и кадмий. Температура плавления составляет 1090° С, плотность - 11,5 г/ см3.
- Фирмой «Сандр и Мето» (Швейцария) разработан сверхтвердый сплав V-Классик с высоким содержанием золота. Сплав не содержит галлия, кобальта, хрома, никеля и бериллия. Доля неблагородных металлов в сплаве не превышает 2%. Сплав предназначен прежде всего для металлокерамических протезов. В связи с хорошим коэффициентом термического расширения он совместим с такими керамическими массами, как Биодент, Керамико, Дуцерам, Вита, Вивадент и др.
- Фирмой «Дегусса» (Германия) разработаны надежные сверхтвердые золотопалладиевые сплавы Стабилор-G и Стабилор-GL для коронок и мостовидных протезов с уменьшенным содержанием золота. Они стабильны в полости рта, имеют высокую прочность и легко обрабатываются, в том числе и в приборе (аппарате) для электролитической полировки (см. гл. 10).
- Альтернативой сплавов благородных металлов для литых коронок и мостовидных протезов, в которых доля золота составляет 60%, является несодержащий бериллия и никеля сплав неблагородных металлов Санбёрст (фирма «Уолрд Эллойз и Рефайнин», США). Этот сплав, кроме хороших литейных свойств, полностью соответствует цвету и физическим свойствам 60% сплава золота.
- Этой же фирмой разработан сплав неблагородных металлов Комэнд для создания каркасов металлокерамических протезов. Этот сплав с жесткостью по Виккерсу 220 обладает хорошими литейными свойствами и после полирования приобретает светло-серый цвет.
Сплавы серебра и палладия - 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. Выпускается в виде дисков толщиной 1 мм при диаметре 8 и 12 мм и лент толщиной 0,5; 1,0 и 1,2 мм.
- Сплав ПД-150 содержит 14,5% палладия и 84,1 % серебра, а сплав ПД-140 - соответственно 13,5% и 53,9%.
- Кроме серебра и палладия, сплавы содержат небольшие количества легирующих элементов (цинк, медь), а для улучшения литейных качеств в сплав добавляют золото.
- По физико-механическим свойствам (см. табл. 34) 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 (см. табл. 101). Отбелом служит 10-15% раствор соляной кислоты.
- Компанией «ЗМ» (США) из эластичного сплава серебра и олова освоен выпуск стандартных временных коронок Изо-Форм для защиты моляров и премоляров после их препарирования. Такие ко-ронки не только легко поддаются обработке, но также легко растягиваются и изменяют свою форму при сохранении прочности
Припой - металл или сплав, заполняющий зазор между соединяемыми деталями при паянии. - 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.
Требования к припоям : - 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.
- 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.
|
Скачать 0.93 Mb.