Сплавы. Стоматологические сплавы
 Скачать 30.29 Kb.
|
|
Введение В природе немногие металлы (золото, платина, серебро, ртуть и ряд других) встречаются в свободном (чистом) состоянии. Однако и они не нашли применения в чистом виде, а получили распространение в виде сплавов. Сплавом называется вещество, полученное путем сплавления двух или более элементов. Сплав, приготовленный преимущественно из металлических элементов и обладающий металлическими свойствами, называется металлическим сплавом. Естественно, что строение сплава более сложное, чем чистого металла и зависит, главным образом, от того, в какие взаимодействия вступают компоненты, составляющие его. Взаимодействия компонентов, в свою очередь, зависят от условий процесса литья. В твердом состоянии может не быть химического взаимодействия между компонентами и простыми веществами, образующими сплав. Тогда строение сплава является механической смесью отдельных частиц, зерен обоих компонентов. Такие сплавы образуют сурьма и свинец, кадмий и висмут и другие. Металл в стоматологии занимает центральное место среди материалов. Из стоматологических сплавов отливают (или штампуют) большинство несъёмных протезов, каркасы съемных протезов. Сплавы в стоматологии используют как вспомогательные материалы, для пайки и штамповки. Из них делают стоматологические инструменты. До 30го года нержавеющая сталь закупалась в Германии (крупповская сталь). 1930г инженером Крутинским предложен рецепт аналогичный крупповской стали. Следом появились припои для нержавеющей стали. Сейчас в стоматологии используют больше 500 сплавов. Стоматологические сплавы По международным стандартам от 1989г все сплавы металлов делятся на группы: 1)Сплавы благородных металлов на основе золота 2) Сплавы благородных металлов, содержащих до 50% золота или платины 3)Сплавы неблагородных металлов 4)Сплавы для металлокерамических конструкций Требования сплавов: -биологическая индифферентность и антикоррозийная стойкость к воздействию кислот и щелочей небольших концентраций; -высокие механические свойства (пластичность, упругость, твердость, сопротивление износу); -наличие набора определённых физических свойств (невысокая температура плавления, минимальная усадка, большая плотность); -наличие технологических свойств (ковкость и текучесть при литье) Свойства сплавов, из которых изготавливаются комбинированные протезы (например металлокерамика): -быть способным к сцеплению с фарфором; -температура плавления должна быть выше обжига фарфора; -коэффициент термического расширения должен быть сходным с фарфоровым сплавом. Особенно важно соответствие коэффициента термического расширения двух материалов, что предупреждает возникновение силовых напряжений в фарфоре, которые могут привести к отколу или трещине покрытия. К сплавам благородных металлам относятся: -золотые сплавы -золото-палладиевые сплавы - серебряно-палладиевые сплавы К неблагородным металлам относятся: -хромоникелевая нержавеющая сталь -кобальтохромовый сплав -никелехромовый сплав - кобаль-хром-молибденовый сплав 4 -сплавы титана -вспомогательные сплавы на основе свинца и олова Драгоценные сплавы(золото, платина, палладий): -они обладают хорошими технологическими свойствами -устойчивы к коррозии -прочны -токсикологически инертны Хромоникелевые и хромокобальтовые сплавы, применяемые в ортопедической стоматологии Кобальта-хромовые сплавы. Основа кобальта-хромовых сплавов (КХС) составляет: • кобальт-66% • хром-26% • никель-3% • молибден-4% • марганец- 0,5% Температура плавления КХС- 1458°С. Благодаря хорошим литейным пять коррозийным свойствам слав используется не только в ортопедической стоматологии-для каркасов литых коронок, мостовидных и дуговых бюгельных съемных протезов, но и в челюстно-лицевой хирургии для проведения остеосинтеза. В последние годы КХС заменены на сплавы титана. Выпускается в виде цилиндрических заготовок. В России выпускается для ортопедической стоматологии 4 основные группы: 1.Сплавы для литых съемных протезов (Бюгодент) 2. Сплавы для металло-керамических протезов (КХ-ДЕНТ) 3.Никеле-хромовые сплавы для металлокерамических протезов (НХ-ДЕНТ) 4. Железо-никелево-хромовые сплавы для зубных протезов (Дента) Бюгодент выпускается в виде нескольких видов: 5 • Бюгодент мягкий • Бюгодент нормальный • Бюгодент твердый • Бюгодент жидкий Никелево-хромовые сплавы. Основной состав: • Никель- 60% • Хром-23% • Молибден-6% • Кремний- 1,5% Имеют хорошие литейные свойства, малую усадку, хорошую жидко-текучесть, очень податлив к механической обработке. Сплавы на основе железа, никеля и хрома используют для литых одиночных коронок, литых коронок с пластмассовой облицовкой, но более популярным является сплав Верон 88-Германия. НХ-дент не содержит бериллия и сплавы галия. Обладает высокой твердостью и прочностью. Каркасы протезов легко шлифуются и полируются. Сплав ДЕНТАМ Д обладает высокой пластичностью и коррозионной устойчивостью. Сплав ДЕНТАМ ДМ- жидко-текуч, прочен. Комохром (Сербия)- сплав кобальта-хрома, молибдена для каркасов съемных зубных протезов. Сплавы золота (900 и 750 пробы) Сплав 900 пробы был предложен Долниковым. Используется для протезирования коронками и мостовидными протезами. Выпускается в виде дисков диаметром 18, 20, 23 и 25 мм и блоков по 5 г. Состоит из 90% золота, 6% меди и 4% серебра. Температура плавления 1063С Свойства: пластичные, вязкие, легко поддаются штамповке, вальцеванию, ковке и литью. Сплав золота 750 пробы применяется для каркасов протезов, кламмеров, вкладок. 6 Состоит из 75% золота, 8% меди, 8% серебра, 9% платины. Свойства: высокая упругость, малая усадка при литье. Служит припоем, если в него добавляется 5-12% кадмия. Этим снимают температуру плавления до 800С. Отбелом служит 10-15% HCL Легкоплавкие сплавы Относятся к вспомогательным материалам. Свойства: 1. Легкоплавкость облегчает отливку индивидуальных штампов и моделей, отделение штампов от изделий. 2. Относительная твёрдость обеспечивает устойчивость в процессе штамповки. 3. Минимальная усадка при охлаждении, гарантирующая точность штамповки Компоненты: висмут, свинец, олово, кадмий Наименьшей усадкой и наибольшей твёрдостью обладает легкоплавкий сплав, содержащий около 50% висмута Температура плавления 63-115C. Все эти сплавы имеют серый цвет, выпускаются в виде круглых блоков и на блоке медицинская эмблема (чаша со змеёй). Сплав №2: сплав Розе Сплав №5: сплав Миллота К другим вспомогательным сплавам и металлам относят латунь и бронзу, которые создаются на основе меди и имеют жёлтый цвет. Раньше сплав латуни применялся в стоматологии и считался заменителем золота, он назывался Рондольф. Но быстрое его окисление в полости рта и вредное воздействие на организм привели к запрещению использования этого сплава в России! Сплавы серебра и палладия Кроме серебра и палладия сплав содержит небольшое количество лигирующих элементов Zn и Cu. Для улучшения литейных качеств в сплав добавляют золото. По физико-механическим свойствам они напоминают сплавы золота, но уступают им по коррозионной устойчивости и темнеют в полости рта. Свойства: пластичные, ковкие. 7 Применяют при протезировании вкладками, коронками и мостовидными протезами. Отбел - 10-15% HCL 1. ПД-250 (25% палладия, 72%серебра). Выпускается в виде дисков диаметром 18, 20, 23,25 мм и полос толщиной 0,3 мм 2.ПД-190 (19% палладия, 75% серебра). Выпускается в виде дисков толщиной 1 мм при диаметре 8-11 мм; имеют толщину 0,5; 0,1; 1,2; 1мм 3. ПД-150 (14,5% палладия, 8,4% серебра) 4. ПД-140 (14% палладия, 53% серебра) Сплавы титана При росте токсико-аллергических реакций на различные металлы и сплавы, применяются в медицине. Общие свойства: -Высокие токсикологические свойства титана обусловлены способностью быстро образовывать на своей поверхности защитный оксидный слой, благодаря которому он не коррозирует и не выделяет свободные ионы металла. -Применяется для изготовления вкладок, накладок, цельнолитых и комбинированных коронок, мостовидных протезов, литых базисов для полного съемного протеза, имплантов. Положительные свойства: -Надолго сохраняют инертность, устойчивы к коррозии, не вызывают неприятных вкусовых ощущений, незначительная теплопроводность, менее рентгеноконтрастны. Температура плавления 1668 град., требует использования специальных установок и паковочных масс. Марки титана: Т-1, Т-2, Т-3, Т-4 Нержавеющая сталь Имеют две марки: Х18Н9 - бытовая сталь; 20Х18Н9Т, 25Х18Н102С - для зубных протезов Температура плавления = 1460-1500 градусов. Для паяния используется серебряный припой. 8 Из 20Х18Н9Т изготавливают стандартные гильзы для изготовления штампованных коронок. Состав: 0,20% углерода, 9% никеля, 18%хрома, 2,0% марганца, 1,0% титана, 1,0% кремния, остальное — железо. Их 12 вариантов: 7/12, 8/12, 9/11, 10/11, 11/11, 12/10, 12.5/10, 13.5/10, 14.5/9, 15. 5/9, 16/7, 17/10. 25Х18Н102С. Состав: 0,25% углерода, 10,0% никеля, 18,0% хрома, 2,0% мар-ганца, 1,8% кремния, остальное — железо. Применяется: -Изготовление зубов (боковые верхние и нижние) для штампованнопаяных мостовидных протезов -каркасы для метало-пластмассовых мостовидных протезов, для облицовки; Кламмеры Из проволоки круглого сечения для фиксации частичных съемных пластичных зубных протезов полости рта. Следующих размеров: 1/25 (1 – диаметр, 25 – длина), 1/32, 1,2/25, 1,2/32. Эластично-нержавеющие матрицы для контурных пломб, металлические сепарационные полоски. Из марки 25Х18Н102С фабричным способом изготавливают зубы стальные боковые верхние и нижние для паянных несъемных зубных протезов. Каркасы стальные для мостовидных протезов с последующей их облицовкой пластмассой. США выпускают стандартные коронки из нержавеющей стали для постоянных моляров. Существует 6 размеров коронок от 10,7 до 12,8. Выпускается в коробках по 24 или 96 коронок. Припои Припои (благородные) - металлы или сплавы металлов, при помощи которых выполняется паяние. Температура плавления припоев должна быть ниже температуры плавления спаиваемых деталей. Представитель: ПСРМЦ-37(серебряный сплав (серебро – 37%)) Для того чтобы произвести паяние, нужны флюсы (это вещество, которое облегчает процесс пайки). В качестве флюса используют бурум и борную кислоту. Требования: 1) механические свойства припоя должны быть близки к механическим свойствам спаиваемого металла; 2) температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления основного металла(на 50—100°С)=800гр; 9 3) припой должен быть жидкотекучим и должен хорошо смачивать поверхность металла; 4) припой не должен подвергаться коррозии в полости рта; 5) цвет припоя не должен отличаться от цвета основного металла. По температуре плавления и прочности все припои делят на две группы: а) мягкие припои с температурой плавления от 180° до 230° (оловянные припои); б) твердые припои с температурой плавления от 500° до 1 100° 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. Припоем для золота 916-й пробы служит золотой сплав 750-й пробы, состоящий из 75% золота, 8.39% серебра, 16.6% меди и 10% кадмия. Этот сплав по цвету, составу и механическим свойствам близок к основному металлу и имеет более низкую температуру плавления. Однако в качестве припоев можно использовать сплав той же пробы, что и изделие, добавив кадмий для понижения температуры плавления. При составлении золотого припоя сначала плавят золото, медь и серебро, а затем уже вводят кадмий. Во избежание испарения кадмия, кипящего при температуре 778°, его заворачивают в папиросную бумагу и опускают в сплав после расплавления остальных металлов. Формовочный материал Формовка - это процесс изготовления формы для литья металла, а формовочная масса служит материалом для этой формы. Свойства формовочных металлов: 1. обеспечивают точность литья, в том числе четкую поверхность отлитого изделия, 2. легко отделяются от отливки, не пригорая к ней, 3. затвердевает в пределах 7-10 минут, 4. создают газопроницаемую оболочку для поглощения газов Виды формовочных материалов: 1. Гипсовый (20-40% гипса и окись кремния). Является связующим. В качестве регулятора скорости затвердевания и КТР добавляют 2-3% NaCl или борную кислоту. Замешивают при температуре 18-20 С Эта масса непригодна для получения отливок из нержавеющей стали и тех сплавов, у которых температура плавления выше 1200 градусов, а пригодна только для литья из сплава золота. 10 Представители: Глория Специаль (Чехия), Экспадента. 2. Фосфатные формовочные материалы: Состоят из порошка цинкфосфатногоцемента, молотого кварца, кристоболита, окиси магния, гидратокиси алюминия и жидкости (фосфорная кислота, окись магния, вода, гидрот алюминия). Затвердевает через 10-15 минут. Представители: Силикан, Силикан Ф, Пауэр-Кэст. 3. Силикатные формовочные массы: Обладают большим КТР (коэффициент теплового расширения) Представители: Аурит, Сиолит, Вировест, Дегувест Определение пробы золота Для определения пробы золотого сплава используют стандартные реактивы хлорного золота 1000-й, 950-й, 750-й, 500-й, 375-й, 292-й пробы. Исследуемый сплав, мостовидный протез или монету очищают от загрязнения тонкой наждачной бумагой или отбеливают в соляной кислоте, поверхность осушивают и пипеткой наносят каплю реактива: вначале низкой пробы, затем последовательно более высокой. Один из реактивов оставляет темное пятно, следовательно, исследуемый сплав выше несколькими пробами реактива, оставившего пятно. Определив примерно пробу, можно высчитать, какое количество чистого золота содержится в сплаве. Реактивы для исследования пробы золота следует хранить в стеклянных темных флаконах с притертыми пробками при обычной комнатной температуре в сухом, темном месте. Сроки хранения реактивов — от 4 до 6 месяцев, затем их следует менять. Аффинаж Аффинаж — металлургический процесс получения высокочистых благородных металлов путём отделения от них загрязняющих примесей. Один из видов рафинирования металлов, который наиболее распространен не только в промышленных масштабах, но и доступен в домашних условиях. Золото и серебро очищают электролизом (чистый металл осаждается на катоде). Платина и металлы платиновой группы очищаются растворением в минеральных кислотах и выделением из раствора специальными реагентами, золото — насыщением расплавленного металла хлором (хлориды неблагородных металлов становятся летучими, а хлориды благородных металлов всплывают на поверхность). Аффинаж производится на специализированных предприятиях, обладающих необходимым оборудованием и технологиями. Для получения чистого золота пользуются методом аффинажа. Этот метод применяется 11 для получения чистого золота из низкопробных сплавов, основан на выделении химическим путем чистого золота из сплавов. Существует два метода аффинажа:. 1) способ аффинажа методом квартования;. 2) аффинаж царской водкой. 1)По первому способу берут сплав независимо от его пробы, взвешивают на весах и соответственно весу сплава отвешивают три весовые части меди или серебра. Золотой сплав и медь сплавляют, полученный новый сплав развальцовывают до толщины бумаги или гранулируют путем сливания расплавленного металла тонкой струей в воду. При этом образуются мелкие шарики. Провальцованный сплав нарезают ножницами на мелкие кусочки, а гранулированное золото освобождают от воды. Измельченный сплав засыпают в стеклянную колбу и заливают азотной кислотой из расчета на 1 объем золота 10—12 объемов кислоты и постепенно подогревают над пламенем спиртовки. Азотная кислота, являясь сильным окислителем, растворяет все металлы в сплаве, кроме золота. Реакция окисления сопровождается выделением ядовитых бурых паров, вредно влияющих на слизистую оболочку носа при вдыхании. Во избежание вредного влияния на организм паров азотной кислоты работают под колпаком вытяжного шкафа. После прекращения выделения бурых паров кислоту сливают и колбу заполняют новой порцией кислоты и повторяют подогревание. После 2—3-й порций кислоты выделение бурых паров прекращается, что свидетельствует о полном растворении лигатуры в кислоте. Оставшийся осадок промывают водой, просушивают и сплавляют в тигле. Полученное золото имеет 990—995-ю пробу. Из аффинированного золота можно приготовить сплав любой пробы путем добавления лигатуры при сплавлении. 2) Метод аффинажа золота из сплавов царской водкой отличается тем, что при действии царской водкой золото растворяется, а серебро выпадает в осадок. Золотой сплав расплавляют и гранулируют, затем помещают в олово, медь и другие металлы, входящие в состав золотого сплава, растворяются, серебро выпадает- в осадок в виде хлорного серебра. Золото под действием царской водки, растворяясь, превращается в хлорное золото. Полученный раствор сцеживают, -добавляют восстановитель — раствор железного купороса или щавелевую кислоту и подогревают для ускорения реакции осаждения золота. Золото выпадает в осадок в виде бурого порошка, другие металлы остаются в растворе. Осадок золота собирают, сплавляют и получают чистое золото. Отбел Отбелы – вещества, служащие для растворения окалины. Отбелы для нержавеющей стали: - хлористоводородная кислота – 47%, азотная – 6%, вода – 47% 12 - хлористоводородная – 33%, серная – 22%, вода – 34% - хлористоводородная – 5%, азотная 10%, вода – 85%. Отбелы для СПД (серебряно-палладиевого сплава): - Отбеливают в 10 – 15% растворе хлористоводородной кислоты. Отбелы для золотых сплавов. - Отбеливают в 30% растворе хлористоводородной кислоты. Отбелы для неблагородных металлов : HCL (47%), HNO3 (64%), Н2О (47%) Отбел оказывает химическое воздействие не только на поверхностный слой окалины, растворяя её, но и также на саму сталь, что может резко истончить отбеливающую часть протеза и этим привести его в негодность (в коронке дырка). Рекомендуется снятие окалины производить в горячем отбеле в течение 1 минуты, не более. После чего промыть горячей водой для удаления оставшегося отбела. Флюс Это вещества, которые применяют с целью защиты сплавов от окисления во время паяния. В определенной степени они улучшают текучесть припоя. Флюсы должны отвечать следующим требованиям: а) иметь температуру плавления ниже температуры плавления припоя=740-780гр; б) легко растекаться по металлической поверхности; в) удалять оксиды, образующиеся при паянии; г) легко удаляться с поверхности после окончания паяния. В зуботехнической лаборатории в качестве флюса чаще всего используется натриевая соль борной кислоты (бура). При температуре 783°С белый порошок буры плавится, превращаясь в стекловидную массу, которая обладая хорошей текучестью, покрывает поверхность металла защитной пленкой и предохраняет ее от окисления. Лучше пользоваться обезвоженной бурой. С этой целью расплавленную буру выливают в форму из нержавеющей стати, а после затвердевания измельчают и хранят герметично укупоренной. При паянии нержавеющей стали в качестве флюса можно использовать борную кислоту и фторборат калия. Во всех случаях флюса должно быть взято не более одной четвертой части (по весу) от припоя. Увеличение количества флюса приводит к образованию пор в области пайки. 13 Заключение Основные свойства сплавов необходимо твердо усвоить, так как незнание их приводит к получению некачественных или не отвечающих медикотехнологическим требованиям изделий. Сплавы должны: - обладать высокими механическими свойствами (пластичностью, упругостью, твердостью, высоким сопротивлением износу); - иметь хорошую, доступную технологию обработки (штамповка, литье, паяние, полировка, волочение); - иметь минимальную усадку; -обладать необходимыми физическими свойствами — невысокой температурой плавления и небольшой плотностью; - быть химически стойкими к воздействию кислот и щелочей в небольших концентрациях, т. е. коррозийно стойкими |