Зуботехническое материаловедение издание третье, исправленное и дополненное допущено Главным управлением учебных заведений Министерства здравоохранения ссср для учащихся зуботехнических отделений медицинских училищ москва. Медицина. 1973

• Название: Зуботехническое материаловедение издание третье, исправленное и дополненное допущено Главным управлением учебных заведений Министерства здравоохранения ссср для учащихся зуботехнических отделений медицинских училищ москва. Медицина. 1973
• Дата: 11.12.2022
• Размер: 2.54 Mb.
• Имя файла: db13c06.pdf
• Тип: Учебник; #839839
• страница: 3 из 18

22

Рис. 4. Прибор для испытания металлов на разрыв (разъяснение в тексте. Рис. 5. Рычажный прибор для определения прочности на разрыв. Л 2 — верхний и нижний рычаги 3, 5 — кольца 4 — захват образца 6 — ведерко для дроби 7 — бункер 8 — шиберная заслонка 9 — регулировочный диск 10 — ограничитель //

педаль.

разрывается, ведерко падает на педаль (//) бункера и закрывает подачу дроби. При определении прочности пользуются простым вычислением. Нагрузку в килограммах делят на площадь поперечного сечения стержня испытуемого материала. Например, для растяжения железного степжня с сечением мм понадобилось усилие в 125 кг — =25 кг/мм
2 5 Высокой прочностью обладают никель — 50 кг/мм
2 и платина — 19 кг/мм
2
; малой прочностью обладают свинец — 1,25 кг/мм
2
и олово — 3,5 кг/мм
2
С понятием прочности в зубопротезной технике приходится встречаться повсюду при технологической обработке базисного материала, вовремя его использования приношении протеза, при изготовлении коронок с подвесными искусственными зубами, бюгельных протезов, мостовидных протезов, опирающихся на коронки и вкладки, шин и протезов для лечения переломов челюсти и т. д. Состояние прочности многих материалов и металлов можно изменять в сторону увеличения. Например, соблюдение правил применения пластмассы, режима полимеризации увеличивает прочность. При подборе материала всегда следует учитывать запас прочности, те. если материал имеет прочность 15 кг/мм
2
, то нагрузку ему можно давать 4—5 кг/мм
2
, тогда можно рассчитывать на длительность пользования материалом. Для увеличения прочности съемных протезов иногда приходится утолщать его отдельные части, особенно вместе изгиба. При изготовлении мостовидных протезов возникает необходимость увеличивать спаиваемую площадь коронки с искусственными зубами. Вязкость. Вязкостью называется способность материала (металла и до) под действием нагрузки, усилия вытягиваться. Вязкость определяется силой, затраченной на разрыв сцепления молекул вещества. Материалы и металлы обладают различной вязкостью. Противоположным свойством вязкости является хрупкость. Для определения вязкости используют метод растяжения материала на разрыв. Испытание материала на вязкость производится в приборах-прессах, используемых для испытания прочности. При испытании на разрыв, или прочность, постепенное увеличение нагрузки вначале создает в испытуемом материале, металле некоторое увеличение длины за счет упругости. Если в определенный момент снять нагрузку, то удлинившаяся деталь сократится до первоначальной длины. Это удлинение будет называться упругой деформацией. Если же продолжать увеличивать нагрузку, то наступит предел упругости испытуемого материала или металла и начнет развиваться остаточная деформация. При остаточной деформации металл не вернется к первоначальной длине после снятия нагрузки. Пределом остаточной деформации при удлинении является разрыв испытуемого Материала. Для определения вязкости пользуются следующими вычислениями измеряют первоначальную длину испытуемого стержня (Ь) и конечную длину после растяжения (1). Отношение приращенной длины в результате растяжения к первоначальной длине, выраженное в процентах, будет называться относительным удлинением. Вязкость характеризуется относительным удлинением
, ( 1 - g - l J O
I = • о При удлинении материала, металла изменяется его площадь поперечного сечения также пропорционально, как удлинение. Это свойство следует учитывать при изготовлении проволоки, при вальцевании металла. Различные металлы обладают различным удлинением золото 45%, железо 50%, медь 35%, хром 6%; висмут и сурьма не обладают удлинением, являются хрупкими металлами. В зубопротезной технике с понятием о вязкости металла, материала приходится встречаться при изготовлении металлических коронок, деталей сложных челюстных протезов, вальцевании металлов, подборе металлов и сплавов для протезов. Твердость. Твердостью материалов считается способность более твердого материала внедряться в более мягкий материал под определенным давлением. Различные материалы обладают неодинаковой твердостью. Для определения твердости материала существует несколько способов. Один из наиболее простых способов разработан Моосом. По системе Мооса испытание твердости материала, металла и сплава производится методом нанесения царапин минералами, подобранными в определенной нарастающей последовательности по твердости) тальк, 2) гипс, 3) известковый шпат, 4) плавиковый шпат, 5) апатит, 6) полевой шпат, 7) кварц, 8) топаз, 9) корунд, 10) алмаз. Для определения твердости испытуемого материала по шкале Мооса наносят царапины последовательно каждым из минералов. Если след-царапина появилась от
№ 6 (полевой шпат, то твердость равна 5. Определение твердости по шкале Мооса не является точной, нанесение царапин на материале зависит не только от твердости минерала шкалы Мооса, но также и от гранки, которой наносится царапина. Для испытания твердости по методу Бринеля применяется гидравлический пресс Бринеля (рис. 6 и 7), действие которого основано на вдавлении стального шарика в поверхностный слой испытуемого материала под определенной нагрузкой (от 10 до 30 секунд. При давлении шарика на материал с достаточной нагрузкой образуется отпечаток. Шарик вдавливают в испытуемый материал на разную глубину, следовательно, площадь его внедрения будет различной. Для определения твердости измеряют диаметр углубления и по таблице находят, чему равна площадь вдавления ша-
Рие, 6. Пресс Бринеля. Рис 1. Схема внедрения стального шарика в испытуемый металл по Бринелю. ЗА

рика. Зная нагрузку по показателям манометра, выраженную в килограммах, при которой произошло вдавление, делят на площадь в квадратных миллиметрах и получают показатель твердости. Для определения твердости предложена формула Г где Hi — показатель твердости в килограммах на 1 мм Р — нагрузка в килограммах F — площадь шарикового сегмента в испытуемом материале. Для испытания твердости металлов применяется метод Роквелла, сущность которого заключается в том, что берут пресс системы
Бринеля стем лишь отличием, что вместо шарика давление на испытуемый материал создается алмазным конусом с телесным углом 120° при нагрузке 150 кг. На специальном приборе, установленном в системе пресса, сразу показывается твердость. В зуботехнической практике с понятием твердости металла или материала приходится сталкиваться при составлении сплавов для штампов, в определении качества базисных материалов, при механической обработке металлов, при подборе шлифовальных материалов. Твердость металлов, применяемых в протезировании, позволяет создать при обработке хорошую глянцевую поверхность, препятствующую задержке пищевых остатков. Протезы с хорошо отполированной поверхностью отвечают гигиеническим требованиям. Металлы, применяемые в зубопротезной технике, имеют различную твердость например (по Бринелю), золото имеет твердость 25 кг/мм
2
, платина 50 кг/мм
2
, серебро
26 кг/мм
2
, железо 60—70 кг/мм
2
, пластмасса 19—
26 кг/мм
2
Упругость. Упругостью материала называется такое свойство, когда действием внешней среды (давление) форма материала временно изменяется, а при снятии давления материал вновь возращается в свое первоначальное состояние, принимая прежнюю форму. Каждый материал (металл) имеет определенный предел упругости. Если нагрузку постепенно увеличивать, то произойдет остаточная деформация, те. возникнет такое состояние, при котором тело не сможет принять прежнюю форму. Предел упругости материала, металла характеризуется величиной минимальной нагрузки, СПОРТ

собной вызывать остаточную деформацию. Состояние упругости вещества объясняется силой сцепления молекул. Испытание степени упругости производится методом натяжения материала, металла. Берут определенного сечения стержень, измеряют его длину, один конец закрепляют неподвижно, а на другой подвешивают грузили создают давление в килограммах в специальных приборах тцпа гидравлического пресса. При определенной нагрузке стержень несколько удлиняется, а после снятия нагрузки принимает прежнюю длину. Предельная нагрузка будет определять упругость, расчет ведется на
1 мм
2
Предел упругости у олова отсутствует, у платины он равен 16—20 кг/мм
2
, железа 20—22 кг/мм
2
Упругость некоторых металлов может изменяться в зависимости от механической обработки. Если железо или сталь обрабатывать молотком, в металле происходит перестройка молекул и увеличивается упругость. Если металлы подвергнуть закалке — нагреванию до определенной температуры и быстрому охлаждению, то упругость тоже увеличивается. Состояние упругости изучается в зубопротезной технике в связи с применением материалов при изготовлении коронок, мостовидных протезов, кламмеров, бю- гельных протезов. Знание состояния упругости используется при подборе базисных материалов. Пластичность. Под действием внешней силы на материал (металл) при определенной нагрузке происходит изменение формы. Способность изменять форму и сохранять ее в виде остаточной деформации называется пластичностью. Пластичностью обладают те материалы и металлы, у которых хорошо выражена вязкость. Пластичность нельзя рассматривать как обратное явление упругости, особенно утех материалов, у которых почти отсутствует упругость. С понятием пластичности нам приходится считаться при подборе слепочных материалов, вальцевании металлов, штамповке деталей протезов и коронок. Высокой пластичностью обладают железо, серебро, свинец, платина. Из слепочных материалов пластичными являются коллоидные массы, альгинатная, силиконовая массы, сиэласт и др.
28

Усталость материалов. Усталостью материала (металла) называется такое состояние, когда материал пол действием длительной циклической нагрузки, создающий напряжение, разрушается. Разрушение от усталости материала называется пределом усталости, его не следует рассматривать в связи с прочностью данного материала. Прочность может быть значительно выше, чем разрушающее напряжение от усталости. Механизм разрушения материала (металла) от усталости можно себе представить следующим образом если на деталь протеза (например, базис) воздействовать многократной переменной нагрузкой и при этом создавать изгиб, тов толще материала, ближе к линии изгиба, появляются черточки микроскопической величины, свидетельствующие о нарушении структуры материала. Дальнейшая нагрузка такого же характера приводит к образованию трещин и разрушению. Момент разрушения детали может наступить незаметно и при очень небольшой нагрузке (см. рис. 1—3). С явлением усталости материалов и металлов в зубопротезной технике молено встретиться часто например, перелом базисной пластинки в местах наибольшего изгиба, отрыв консольного зуба от коронки в несъемном металлическом протезе, отлом кламмера и пр. Предел усталости деталей протезов можно повысить путем соблюдения правил механической, термической обработки металла. Для повышения предела усталости пластмассы необходимо соблюдать режим полимеризации. ПРИ изготовлении деталей протезов нужно следить, чтобы между деталями не было резких переходов по толщине, не было трещин, пор, надрезов и т. д.
Истираемость. Истираемостью называется изменение формы трущихся поверхностей и уменьшение веса образца материала. Истираемость развивается в значительной степени, когда соприкасающиеся поверхности двух материалов имеют различную твердость. При создающемся трении таких материалов в более мягком материале образуется дефект и раньше наступает истирае­
мость. Метод определения истираемости основан на определении потери веса образца при обработке его на специальных приборах под нагрузкой абразивным материалом.
29

В ортопедической стоматологии и зубопротезной технике процесс истираемости используется при шлифовании и полировании протезов у Большое практическое значение истираемость имеет при конструировании протезов, когда создаются трущиеся поверхности из металла и пластмассы (зубы пластмассовые и антагонисты металлические. Изучение процесса истираемости показывает, что пластмассовые зубы при акте жевания значительно быстрее истираются, нарушая функциональную ценность протеза. Механические свойства металлов приводятся в табл. 2. Таблица 2 Механические свойства металлов Металл Золото (чистое) Золотой пробы Золотой пробы Платина Серебро (чистое) Медь Алюминий литой Алюминий прокатный Олово Свинец Висмут Сурьма Цинк Кадмий Хром Никель Железо Твердость по Бринелю в кг/мм*
25 30 40 50 26 40 20 40 3
1 35 30 30—35 6
450 70 60—70 Временное сопротивление прочность) в кг/мм
4 11,9 16,1 11,5 19,0 16,0 19,0 10,0 14,0 3,5 1,25
—
—
23—5 4,5
—
50,0 25,0 Удлинение вязкость) в %
45 40 40 40 45 35 12 6
10 15
—
—
12-38 15 6
45 30 Примечание. Механические свойства дпугих стоматологических материалов зависят от состава их, технологии применения и описаны в соответствующих разделах. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ Технологический процесс изготовления зубных протезов связан не только с механическими приемами, но и с различными химическими реакциями. Металлы и друзе

гие материалы, применяемые для протезов, в процессе обработки часто подвергаются действию кислот, смесей кислот и растворов. Пребывание материалов и металлов в полости рта подвержено действию слюны, пищевых веществ, имеющих слабокислую и слабощелочную реакцию 4 Процесс получения чистых металлов из состава сплавов, окисление металлов при нагревании также представляют собой химическую реакцию. Химия в практике зубного техника занимает значительное место. Познания из области химии позволяют правильно провести тот или иной этап работы при изготовлении протезов. В зубопротезной технике приходится встречаться со следующими химическими понятиями окисление, восстановление, растворение, химические соединения. Химические соединения. Химия — наука, изучающая свойства веществ, превращения одного вещества в другое и явления, сопровождающие эти превращения. В зубопротезной технике приходится изучать свойства применяемых материалов, превращение одного вида материала в другой, получение растворов, чистых металлов из сплавов.
Зуботехнические материалы в большинстве случаев представляют собой химические соединения. Всякое химическое соединение состоит из элементов. Химическим элементом называется вещество, состоящее из определенного вида атомов с одинаковыми химическими свойствами. Химические соединения имеют определенный состав, характерные свойства, непохожие на свойства составных элементов. Получить химические соединения можно только путем химической реакции. Химические соединения широко распространены в природе рудные соединения металлов, гипс, различные соли, окислы металлов и др. Всякое химическое соединение можно разложить на составные элементы путем химической реакции. Входе изготовления протезов на одной из стадий приходится встречаться с явлениями образования и разложения химических соединений, например образование окисной пленки припайке деталей стального протеза, при кристаллизации гипса, аффинаже золотых сплавои, отбеливании металлов и т. д,
31

Необходимо помнить, что химические реакции — получение химических соединений и получение простых элементов из соединений — сопровождаются выделением или поглощением тепла. У Окисление. Процессы окисления в природе можно наблюдать повсюду. Горение, дыхание человека, животных, жизнь растений являются процессами окисления. Окислением называется соединение химических элементов с кислородом. Реакция окисления протекает при различных условиях и с различными элементами, быстро или медленно. Процесс горения — быстрое окисление окисление, протекающее в организме, — медленная реакция. Окисление некоторых металлов может протекать быстро, если реакция происходит во влажной среде или при нагревании, и те же металлы окисляются медленно в условиях обычной атмосферной среды. Реакция окисления в зубопротезной технике рассматривается как явление отрицательное. При изготовлении коронок производится нагревание металлических гильз с целью снятия наклепа (образовавшейся упругости при механической обработке, при этом происходит окисление поверхностных слоев нержавеющей стали или золота. Окисление протезов в полости рта может причинить вред организму, вызвать хроническое отравление. Многие металлы с хорошими качествами не могут применяться для целей протезирования лишь потому, что быстро окисляются в полости рта. Низкопробные золотые припои в среде полости рта окисляются, при этом поверхность припоя темнеет, что становится видимым косметическим недостатком протеза. Реакция, обратная окислению, называется реакцией восстановления. Эта реакция в зубопротезной технике применяется при отбеливании металлических протезов. В металлургической промышленности процесс восстановления составляет основу получения многих металлов из окислов рудных соединений. Растворение Под реакцией растворения следует понимать получение однородной смеси растворителя и растворимого вещества. Большинство растворов содержит растворимое вещество в раздробленном виде и представляет собой однородно окрашенную или совершенно бесцветную жидкость без какой-либо мути. Молекулы растворимого вещества распределяются между молекулами растворителя совершенно равномерно, этим создается однородная смесь, не имеющая окраски при обычных условиях и сохраняющая свои свойства длительное время. Примером раствора, применяемого в зубопротезной технике, является раствор поваренной соли вводе раствор поваренной соли играет роль катализатора (вещество, ускоряющее процесс кристаллизации гипса) при получении слепков гипсом. Растворенное вещество из раствора можно выделить только методом химической реакции, методом осаждения, выпаривания и др. Растворы подразделяются на насыщенные, ненасыщенные и перенасыщенные. В практике существует понятие концентрированный раствор — это раствор с большим содержанием растворенного вещества. Растворимость вещества в растворителе зависит от характера растворяемого вещества, температуры, при которой происходит растворение. Например, поваренной соли при температуре 0° в 100 мл воды растворится
35,7 га при 100° — 39,1 г. Некоторые газы, растворимые вводе, лучше растворяются при низких температурах. В зуботехнической практике используются растворы поваренной соли для ускорения кристаллизации гипса. При отбеливании (снятии окисных пленок металлов) применяют различные растворы кислот, получившие названия отбелов. Смесь соляной кислоты с азотной кислотой (царская водка) применяется при аффинаже — получении чистого золота из сплавов. В практике, помимо растворов, приходится встречаться с эмульсиями. Эмульсией называется механическая смесь жидкости с частицами вещества, представленными в виде скопления молекул. Эмульсия в отличие от раствора не имеет прозрачности, эмульгированное вещество в эмульсии может оседать или всплывать на поверхность от длительного стояния в зависимости от удельного веса. С понятием эмульсии в зубопротезной технике встречаемся при получении порошков — полимеров пластических масс.
3 В, Н. Кашнрин

Глава