V_S_Bulgakov_-_konspekty_i_lektsii

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.

Рекристаллизация – это процесс возникновения и роста новых недеформированных кристаллических зерен поликристалла за счет других зерен. Рекристаллизацию применяют на практике для придания материалу наибольшей пластичности

Сплавы металлов – это смесь двух и более различных металлов, при этом образующийся сплав обладает совершенно новыми качествами. При составлении сплавов учитываются требования, предъявляемые к тем или иным деталям зубного протеза. Различают два вида сплавов: металлические и неметаллические. Металлические сплавы могут состоять либо только из металлов, либо из металлов с содержанием неметаллов. Неметаллические сплавы состоят из неметаллических веществ, например, стекла, фарфора, ситаллов и др.

В ортопедической стоматологии используют следующие сплавы:

1)на основе золота, серебра, палладия;

2)на основе железа, хрома, кобальта, никеля;

3)на основе меди, никеля, титана, алюминия, ниобия, тантала.

91

клинической и ортопедической стоматологии, должны обладать рядом физико-механических свойств, таких как прочность, твердость, легкоплавкость, пластичность, легкость, а также обладать значительной коррозийной стойкостью, химической инертностью и биосовместимостью. Многие из этих свойств сплавов являются структурно-чувствительными и поддаются варьированию в широких пределах (в отличие от чистых металлов).

Свойства сплавов. Сплавы, применяемые в ортопедической стоматологии, по определенным свойствам можно разделить на две группы.

К первой группе относятся сплавы, обладающие общемедицинскими свойствами. Они не должны вызывать в полости рта токсического и аллергического действия. Во вторую входят сплавы с определенными технологическими свойствами:

1)высокой антикоррозийной стойкостью;

2)прочностью, твердостью;

3)малой усадкой при литье;

4)невысокой температурой плавления;

5)ковкостью, текучестью при литье;

6)возможностью паяния и сварки;

7)хорошей механической и электролитической обработкой и полировкой.

Все эти требования зависят от свойств компонентов, входящих в сплав. Каждый из них привносит свое качество. Так, в нержавеющей стали хром (17–19%) придает сплаву коррозийную стойкость, никель (8-10%) – пластичность, усиливает вязкость, делает его ковким.

92

Для улучшения литейных свойств добавляют титан (около 1%), что придает стали высокие механические свойства. Молибден – мелкокристаллическая структура, усиливающая прочность. Марганец понижает температуру плавления, способствует удалению сернистых соединений и газов.

Технология обработки сплавов

Изготовление любого зубного протеза, ортопедического аппарата – сложный технологический процесс, в ходе которого материал подвергается различным механическим, термическим и химическим воздействиям. В результате этого в материале происходят различные структурные превращения, изменяются физико-химические свойства.

Знание механизма и сущности указанных процессов дает возможность управлять ими, регулировать и использовать процесс в желаемом направлении. Изменяя режим технологического процесса, можно из одного сплава получать изделия с различными свойствами. В свою очередь, изменение свойств сплавов приводит к необходимости изменения приемов работы с ними. Наиболее заметные изменения структуры и физико-химических свойств сплавов наблюдаются при термической обработке, литье, паянии.

Литье – процесс производства фасонных отливок путем заполнения жидким металлом заранее приготовленных форм, в которых металл затвердевает. Процесс литья зубных протезов

93

складывается из нескольких этапов:

1)моделирование из воска конструкций будущего протеза;

2)подготовка восковой модели для формовки;

3)формовка;

4)литье.

Важнейшие литейные свойства: жидкотекучесть, малая усадка, незначительная ликвация.

Жидкотекучестью сплава называется его способность заполнять форму, точно воспроизводить ее очертания.

Усадкой сплава называется уменьшение линейных размеров и объема тела при его охлаждении, затвердевании и хранении. Она зависит от свойства сплава (его состава, степени нагрева, способа охлаждения).

Ликвацией называют неоднородность состава сплава в различных частях отливки, возникающую при кристаллизации. Различают зональную, внутрикристаллическую ликвацию и ликвацию по удельному весу.

Зональная ликвация возникает из-за разноститемператур затвердевания отдельных составляющих и разной плотности составляющих этих сплавов.

Внутрикристаллическая ликвация

образуется при ускоренном охлаждении отливок.

Ликвация по удельному весу возникает в сплавах, содержащих тяжелые металлы.

Термическую обработку сплавов проводят с целью изменения структуры и свойств сплавов в желаемом направлении.

94

Пластическая деформация делает металл структурно неустойчивым. При этом к процессам, которые приводят пластический деформированный металл к более устойчивому состоянию, относится снятие искажений кристаллической решетки путем нагревания. Процесс не требует высокой температуры, так как при этом происходит определенное перемещение атомов. Но большой нагрев (для стали 400–500°С) снимает искажение кристаллической решетки, уменьшает внутреннее напряжение.

Рекристаллизация металлов – образование и рост одних кристаллических зерен за счет соседних той же фазы. Различают первичную и собирательную рекристаллизацию.

Рекристаллизация происходит при нагревании (отжиг) после холодной деформации и при горячей деформации (прокатке), штамповке, прессовании и др. В результате рекристаллизации обычно снижаются прочность и твердость металла

иувеличивается его пластичность. Рекристаллизация начинается при нагревании выше некоторой температуры, характерной для данного состояния металла и режима отжига.

Отжиг – вид термической обработки, заключается в нагревании металла (сплава), выдерживании его при определенной температуре

ипоследующем медленном охлаждении. Отжиг способствует переходу неустойчивой структуры в близкую к равновесной, снятию механического напряжения, повышению пластичности и улучшению обрабатываемости.

95

Сплавы благородных металлов

Сплавы золота

Золото – желтый, мягкий, ковкий, тягучий металл, не окисляющийся ни при какой температуре, не растворяющийся в кислотах и щелочах, растворяющийся только в царской водке. Золото обладает высокой пластичностью; устойчиво к воде, воздуху и физиологическим жидкостям. Золото для изготовления зубных протезов применяют с древних времен (IX–VI вв. до н.э.). В настоящее время оно широко используется в стоматологии в виде сплавов с медью и другими металлами. Чистое золото в этих целях не применяют, так как оно является слишком мягким металлом. Сплавы золота различают по процентному содержанию золота. Чистое золото обозначают 1000-й пробой. Помимо метрической пробы, в России существовала до 1927 г. и золотниковая, в основу которой положена весовая единица – фунт, состоящая из золотников (химически чистое золото обозначалось 96-й пробой). Одна золотниковая проба равна 1000:96 = 10,4 метрической пробы. Следовательно, для перевода золотниковой пробы в метрическую необходимо умножить показатель золотниковой пробы на коэффициент 10,4. Помимо русской метрической системы, существует каратная система. Карат является единицей массы и равен 0,12 г. По каратной системе исчисляется ценность алмазов и других драгоценных камней. Для перевода каратной системы в метрическую следует показатель каратной системы умножить

96

на 41,66. Наиболее распространены сплавы золота 900-й и 750-й пробы. Золото 900-й пробы используют для изготовления штампованных и цельнолитых коронок, а 750-й пробы – для изготовления кламмеров, вкладок, литых частей бюгельных протезов. Сплав 900-й пробы содержит 90% золота, 4% серебра и 6% меди, а 750-й – 75% золота, 8% серебра, 9% меди и 8% платины. Платина и медь делают его более твердым, упругим. Если в сплав 750-й пробы добавить 5-10% кадмия, то температура плавления снижается до 750– 800°С и сплав можно использовать как припой. Температура плавления сплавов золота

900-й и 750-й пробы около 1000°С.

Сплавы палладия и серебра

В последние годы широкое распространение получили сплавы на основе палладия и серебра. Они относительно недороги, технологичны, характеризуются высокой механической прочностью и высокими антикоррозийными свойствами. В большинстве таких сплавов серебро является основой, а палладий придает им антикоррозийность. Л.С.Липец в начале 1930-х годов предложил сплавы с содержанием палладия (18 и 30%). В последние годы выпускаются сплавы: ПД-250, ПД-150, ПД-140, содержащие палладия от 13,5 до 24,5%. Кроме серебра и палладия, сплавы содержат небольшие количества легирующих элементов. Используются металлы: медь, алюминий, олово, висмут, сурьма, свинец, кадмий, цинк, магний. Для улучшения литейных и антикоррозийных качеств в сплав добавляют до 10% золота. В настоящее время применяется сплав

97

серебра – 11%, палладия – 11%, золота – 6%. А для изготовления каркасов для металлокерамики используются более 60 сплавов на основе палладия. Палладий входит в состав сплавов, применяемых для изготовления каркасов металлокерамических зубных протезов, так как фарфор лучше соединяется с поверхностной оксидной пленкой сплавов на основе палладия.

Сплавы железа

Сталями называются железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 1,7%. В ортопедической стоматологии применяют только специальные малоуглеродистые хромоникелевые легированные стали. Легированные стали – железоуглеродистые сплавы с минимальным содержанием специально введенных в сплав элементов (хром, никель, молибден, титан и др.), обеспечивающих получение сплавов с нужными свойствами. Основу всех сталей составляет железо, они также содержат хром, никель и небольшое количество углерода для улучшения литейных, прочностных и других свойств сталей, к ним делают добавки. Добавки никеля, хрома и кобальта дают так называемые нержавеющие стали, отличающиеся особой антикоррозийной устойчивостью по отношению к кислотам и другим агрессивным средам. Эти качества стали особенно необходимы и ценны, так как в полости рта коррозия может возникнуть от действия сплава, кислых щелочей, вводимых с пищей, от поваренной соли и др.

В настоящее время в ортопедической

98

стоматологии широкое распространение получили хромоникелевые сплавы. Для всех марок нержавеющих сплавов, состоящих в основном из сплава железа, углерода, хрома, установлены следующие буквенные обозначения элементов, входящих в их состав: хром, титан, ниобий, никель, молибден, марганец, кремний, вольфрам, алюминий.

Для изготовления штампованных коронок и паянных мостовидных протезов используется нержавеющая сталь марки 1Х18Н9Т. Цифры данной марки означают, что в нее входят 0,1% углерода, 18% хрома, 9% никеля, титана; оставшееся процентное содержание восполняется железом и незначительным количеством нежелательных примесей (сера, фосфор до 0,02%). Хром придает сплаву антикоррозийную устойчивость, никель – пластичность, делает его ковким, облегчает обработку давлением. Для предупреждения образования карбидов хрома, которые появляются в сплаве при термической обработке, в состав стали вводят титан, вступающий в связь с углеродом. При этом образуется карбид титана, а образование карбидов хрома прекращается. Это предотвращает межкристаллитную коррозию.

Температура плавления нержавеющей стали – 1450°С. Усадка при плавлении – 2,7-3% от объема.

Сплавы титана

В последнее время созданы новые сплавы металлов, имеющие повышенные качественные характеристики: биологическую инертность, высокую удельную прочность, отличную

99

химическую стойкость по отношению ко многим агрессивным средам, низкий коэффициент усадки при литье. К таким перспективным конструкционным материалам относятся сплавы титана. Их' физические, химические и механическиесвойства открывают широкие возможности использования во многих отраслях промышленности. В медицине у титана нет конкурентов по удельной прочности и коррозионной стойкости, в связи с чем он быстро завоевал признание и выходит на этап широкого внедрения в хирургическую (имплантология) и ортопедическую стоматологию. Анализ данных научных исследований последнего времени убедительно показывает практически неограниченную возможность обработки сплавов титана известными в зубопротезной технике методами (штампованием и литьем). Из соединений титана в зуботехнической практике применяется двуокись титана (TiO2). Она представляет собой белый порошок, который используется в качестве замутнителя при производстве пластмасс, а также при приготовлении лаков для покрытия металлических частей зубных протезов. Однако в зубном протезировании можно применять не только соединения титана с кислородом, но и конструкционный титан – легкий, прочный, биологически инертный, хорошо поддающийся обработке металл. Титановые имплантаты вживляют в костную ткань челюсти. Стандартные верхушечные штифты из титана используются для закрытия корневого канала при его резекции. Для

100