Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Додаткова. 5. Трезубов В.Н., Штейнгарт М.З., Мишнев Л.М

Читайте также:
  1. В. Додаткова література
  2. Додаткова
  3. Додаткова
  4. Додаткова
  5. Додаткова
  6. Додаткова
  7. Додаткова
  8. Додаткова
  9. Додаткова

4. Рожко М.М, Неспрядько В.П. Ортопедична стоматологія. Київ, „Книга-плюс”, 2003

5. Трезубов В.Н., Штейнгарт М.З., Мишнев Л.М. „Ортопедическая стоматология. Прикладное материаловедение". Санкт-Петербург. СпецЛит. 2001.

6. Гаврилов Е.И., Оксман И.М. Ортопедична стоматологія. Медицина, 1978

7. Криштаб С.И. Ортопедична стоматологія. Київ, “Вища школа”, 1986

 

 


Фарфор — керамічний продукт, одержаний в результаті випалу порцелянової маси, приготованої з основних компонентів — каоліну, польового шпату, кварцу й барвників.

Властивості порцеляни залежать від багатьох факторів. Головні з них — хімічний склад компонентів, ступінь їхнього роздрібнення (дисперсність), температура й тривалість випалу. Фарфор відноситься до групи матеріалів, що представляють собою суміш, що містить глинисті речовини (слово «керамічний» походить від грецьк. „керамос” — горшечна глина). У цій суміші каолін як глинистий матеріал відіграє головну роль зв'язувальної речовини, що скріплює частки наповнювача - кварца. Обоє ці речовини утворять тверду основу порцеляни, окремі зерна якого цементуються під час випалу третім елементом - польовим шпатом.

Сучасний стоматологічний фарфор є результатом удосконалювання твердої, тобто побутової, декоративної порцеляни.

По хімічному складу стоматологічні порцелянові маси знаходяться між твердою порцеляною й звичайним склом.

По своєму призначенню порцелянові маси є вихідним матеріалом для:

1) заводського виготовлення стандартних штучних зубів;

2) заводського одержання стандартних порцелянових коронок і заготівель для порцелянових вкладок;

3) індивідуального створення порцелянових коронок в умовах зуботехнічної лабораторії;

4) індивідуального одержання вкладок в умовах зуботехнічної лабораторії;

5) облицювання суцільнолитих каркасів металевих незнімних зубних протезів (коронок, мостоподібних протезів).

 

Каолін — біла або світлофарбована глина, вміст якої в порцеляновій масі від 3 до 65%. При цьому чим більше в суміші каоліну, тим менше прозорість і тем вище температура випалу порцелянової маси. Основною частиною каоліну (99%) є алюмосилікат — каолініт (Al203 х 2Si02 х 2Н20). Температура його плавлення дорівнює 1800° С. Каолін впливає на механічну міцність і термічну стійкість порцеляни.

Польовий шпат — це безводні алюмосилікати калію, натрію або кальцію. Температура плавлення його дорівнює 1180-1200° С. При високій температурі польовий шпат забезпечує розвиток склоподібної фази, у якій розчиняються й інші компоненти (кварц, каолін). Склоподібні фази надають пластичність масі під час випалу й зв'язують складові частини. Польовий шпат створює блискучу глазуровану поверхню зубів після випалу. При розплавлюванні він перетворюється в грузлу аморфну склоподібну масу. Чим більше в суміші польового шпату (і кварцу), тим прозоріше порцелянова маса після випалу.

При випалі порцелянової маси польовий шпат, як найбільш легкоплавкий компонент, знижує температуру плавлення суміші. У цьому зв'язку його розглядають у ролі плавня (флюсу). Вміст польового шпату в порцеляновій суміші досягає 60-70%. Польовий шпат, частіше калієвий, називають мікрокліном або ортоклазом-залежно від структури. Ортоклаз (К20 х Al203, х 6Si02) — основний матеріал для одержання стоматологічної порцелянової маси. Натрієвий польовий шпат називається альбітом, кальцієвий - анортитом.

Кварц (Si02) — мінерал, ангідрид кремнієвої кислоти. Кварц тугоплавкий, температура його плавлення становить 1710° С. Він зміцнює керамічний виріб, надає йому більшу твердість і хімічну стійкість. Кварц зменшує усадку й знімає крихкість виробу. Твердість кварцу по шкалі Мооса дорівнює 7. У процесі випалу кварц (кремнезем) збільшує в'язкість розплавленого польового шпату. При температурі 870-1470° С кварц збільшується в об'ємі на 15,7%, у результаті чого знижується усадка порцелянової маси. До складу порцелянової маси для штучних зубів кварц уводять у кількості 25-32%.

Барвники забарвлюють порцелянові маси в різні кольори, властиві природним зубам. Звичайно барвниками є оксиди металів.

Незважаючи на півтора століття застосування фарфору, як матеріалу для штучних зубів, увага до нього не слабшає.

По фізичним властивостям стоматологічний фарфор близький до стекол, структура їх ізотропна. Вони являють собою переохолоджені рідини й внаслідок високої в'язкості можуть зберігати склоподібний ізотропний стан при охолодженні без помітної кристалізації.

Стоматологічні порцеляни можуть переходити при розм'якшенні або отвердінні із твердого в рідкий стан (і назад) без утворення нової фази.

Скла не мають власної температури плавлення, а характеризуються інтервалом розм'якшення. Фарфор утвориться в результаті складного фізико-хімічного процесу взаємодії компонентів порцелянової маси при високій температурі. Так, при температурі 1100-1300° С калієвий шпат перетворюється в калієве полевошпатне скло. Каолін і кварц мають більш високу температуру плавлення, чим польовий шпат. Однак у розплаві полевошпатного скла каолін і кварц взаємодіють зі склом. При цьому каолін утворить голчасті кристали муллита, що пронизують всю масу порцеляни. Частки кварцу оплавляються, втрачають голчасту форму, і невелика їхня кількість переходить у розплав скла.

Численними мікроскопічними дослідженнями встановлені наступні основні структурні елементи порцеляни:

1) склоподібна ізотропна маса, що складається з полевошпатного скла з різним ступенем насичення (А1203; Si02);

2) оплавлені частки, що не розчинилися в склі, кварцу;

3) кристали муллита ЗА1203 х 2Si02, розподілені в розплаві кремнеземполевошпатного скла;

4) пори.

Склоподібна ізотропна маса в сучасних стоматологічних фарфорах становить їхню основну масу. Вона обумовлює його якість і властивості. Кількість склофази зростає при підвищенні температури плавлення й збільшення часу плавки. Співвідношення кристалічної й склоподібної фаз визначає фізичні властивості порцеляни. Вміст склофази в порцелянових масах забезпечує їхній блиск і прозорість. Завищена температура випалу приводить до появи на поверхні виробу надмірного блиску й дрібних пухирців [Каральник Д. М. і ін., 1983].

При надмірному збільшенні склофази міцність порцеляни зменшується. Не розчинені в полевошпатному склі частки кварцу разом із кристалами муллиту й глинозему утворять кістяк порцеляни. Важливим фактором у будові порцеляни є пори. Найбільшу пористість (35-45%) матеріал має перед початком спікання [ Будников П. П. і ін., 1972].

У міру утворення склоподібної фази пористість знижується. При цьому підвищується щільність матеріалу й, відповідно, скорочуються розміри виробу. Повному знищенню пор заважають ув'язнені в них пухирці газів, що утворяться в результаті фізико-хімічної взаємодії окремих компонентів маси. Висока в'язкість полевошпатного скла заважає видаленню газових пухирців з порцелянового матеріалу, чим і обумовлюється утворення закритих пор.

Сучасна стоматологічна фарфор по температурі випалу класифікується як тугоплавкий (1300-1370° С), середньоплавкий (1090-1260° З) і низькоплавкий (870-1065° С).

Тугоплавкий фарфор звичайно використовується для фабричного виготовлення штучних зубів для знімних протезів.

Середньоплавкі й низкоплавкие порцеляни застосовуються для одержання коронок, вкладок і мостовидних протезів. Використання низкоплавких і среднеплавких порцелян дозволило застосовувати печі для випалу з ніхромовими й іншими нагрівачами.

При створенні коронок, вкладок, мостовидних протезів порцеляновий порошок змішують із дистильованою водою до консистенції густої кашки. Порцелянову кашку наносять на матрицю, приготовлену із платинової фольги, або на вогнетривку модель для готування вкладок або безпосередньо на метал при облицюванні порцеляною металевих незнімних протезів. Кашку ретельно конденсують, надлишок води видаляють фільтрувальним папером. Після цього виріб установлюють на керамічну підставку і підсушують у вхідному отворі вакуумної печі. Потім гартований протез уводять у піч і проводять випал у вакуумі, відповідно до режиму, рекомендованому виготовлювачем порцелянового матеріалу.

Оптичні властивості фарфору є одним з головних переваг штучних зубів. Коронка природного зуба просвічує, але не прозора, як скло. Це пояснюється тим, що поряд з абсорбцією світла прозорість виражається співвідношенням дифузно розсіяного й оминаючого світла.

Світло, що складається із хвиль різної довжини, потрапляючи на поверхню зуба, може поглинатися, відбиватися й переломлюватися.

Короткі хвилі (менше 400 нм) відбиваються від емалі ріжучого краю зуба, створюючи блакитнуватий відтінок [Сєрова Г. А. і ін., 1975, Бартельс Г., 1997]. Довгі хвилі, проходячи через серединну частину зуба, що містить основну масу твердих тканин, відбиваючись і переломлюючись, утворять безліч колірних відтінків від жовтогарячого до блакитного [Sked I. R., 1977]. У пришийкової частини емаль різко тоншає. Ця ділянка має колір від жовтогарячого до коричневого [McLean J.W., 1978]. Стоматологічна фарфор також є гетерогенним за структурою матеріалом.

Оптичний ефект порцеляни близький до такому в природних зубів у тих випадках, коли вдається знайти правильне співвідношення між склофазю і замутнювачами порцеляни. Звичайно цьому заважає велика кількість повітряних пор і замутнююча дія кристалів. Зменшення кристалічних включень приводить до підвищення деформацій виробу під час випалу й зниженню міцності порцеляни. Такий шлях підвищення прозорості має певні межі.

Другий шлях збільшення прозорості стоматологічної порцеляни полягає в зменшенні розміру й кількості газових пор. До випалу сумарний об'єм повітряних включень сконденсованої порцелянової кашки становить 20-45%.

Для зменшення газових пор запропоновано 4 способи:

1) випал порцеляни у вакуумі - при цьому способі повітря віддаляється раніше, ніж він встигне затриматися в розплавленій масі;

2) випал порцеляни в дифузійному газі (водень, гелій), коли звичайну атмосферу печі заповнюють здатним до дифузії газом; під час випалу повітря виходить із проміжків і щілин порцеляни (метод непридатний на практиці);

3) випал порцеляни під тиском 10 атм. Якщо розплавлена фарфор прохолоджувати під тиском, то повітряні пухирці можуть зменшуватися в об'ємі, і їх здатність переломлювати світло значно слабшає. Тиск підтримують до повного охолодження порцеляни. Цей спосіб ще застосовують на деяких заводах для виробництва штучних зубів. Недолік методу складається в неможливості повторного розігріву й глазурування під атмосферним тиском, тому що пухирці газу відновлюються при цьому до первісних розмірів;

4) при атмосферному випалі для підвищення прозорості порцеляни використовується грубозернистий матеріал. При випалі такої порцеляни утворяться більші пори, але кількість їх значно менше, ніж у дрібнозернистих матеріалів.

Із зазначених вище чотирьох способів найбільше поширення одержав вакуумний випал, що застосовується в цей час як для створення протезів у зуботехнічних лабораторіях, так і на заводах при виробництві штучних зубів. Фарфор, гартована у вакуумі, має в 60 разів менше пор, чим при атмосферному випалі.

При випалі порцелянових мас усадка становить 20-40%. Причинами такої усадки є:

—недостатнє ущільнення (конденсація) часточок керамічної маси;

—втрата рідини, необхідної для готування порцелянової кашки;

—вигоряння органічних добавок (декстрин, цукор, крохмаль, анілінові барвники).

Велике практичне значення має напрямок усадки. Усадка може бути:

—у напрямку більшого тепла;

—у напрямку сили ваги;

—у напрямку більшої маси.

У першому й другому випадках усадка незначна, тому що в сучасних печах гарантований рівномірний розподіл тепла, а сила ваги невелика. Усадка в напрямку більших мас значно вище. Маса в розплаві через поверхневий натяг і зв'язки між частками прагне прийняти форму краплі. При цьому вона підтягується від периферичних ділянок (тобто від шийки коронки, наприклад) до центральної частини коронки (до більшої маси порцеляни), що в остаточному підсумку може призвести до появи щілини між штучною порцеляновою коронкою й уступом моделі препарованого зуба.

Міцність порцеляни залежить від рецептури (сполуки компонентів) порцелянової маси й технології виробництва. Основними показниками міцності порцеляни є:

—міцність при розтяганні;

—міцність при стиску (4600-8000 кг/см2);

—міцність при вигині (447-625 кг/см2).

Міцність при вигині сучасної кераміки (по міжнародному стандарті ISO 9693 «Стоматологічна металокераміка для зубного протезування», величина міцності фосфору при вигині не повинна бути нижче 50 МПа) для облицювання металевих каркасів 80-90 МПа, а в порцеляни ЕХ-3 Норитаки (фірма «Норитаки», Японія) вона на 30% вище [Хироси И., Бан К., 1987].

Великий вплив на міцність робить метод конденсації часточок порцеляни. Існують 4 методи конденсації:

—електрохімічною вібрацією;

—кистю;

—методом гравітації (без конденсації);

—рифленим інструментом.

Більшість дослідників вважає, що найкращого ущільнення порцелянової маси можна досягти рифленим інструментом з наступним застосуванням тиску фільтрувальним папером при видаленні рідини.

Серед технологічних умов, які істотно впливають на міцністні показники, необхідно відзначити наступні:

— необхідне ущільнення матеріалу, тобто конденсація часточок порцеляни (див. вище);

—гарне просушування маси перед випалом;

—оптимальне (як правило, не більше 3-4) кількість випалів;

— проведення випалу при адекватній для даної маси температурі;

—час випалу;

—спосіб застосування вакууму при випалі;

—глазурування поверхні протеза.

Також міцність порцеляни залежить від зміни (порушення) технології випалу:

1) початок випалу повинне збігатися з початком розрядження атмосфери робочої камери печі;

2) при досягненні оптимальної температури, випал повинен бути досягнуть проводитись в умовах вакуум;

3) збільшення кількості випалів знижує міцність порцеляни;

4) випал при температурі, що перевищує оптимальну, зменшує міцність через недолік кількості склофази;

5) випал при температурі нижче оптимальної для даної маси знижує міцність через надмірне збільшення склофази;

6) час випалу у вакуумі при досягненні оптимальної температури випалу не перевищує 2 хв (при збільшенні часу витримки у вакуумі навіть при оптимальній температурі міцність порцеляни зменшується).

Кращі сорти стоматологічної порцеляни при дотриманні оптимальних режимів виробництва виробів мають міцність при вигині 600-700 кг/див2. Подібна міцність стоматологічного матеріалу є недостатньою. Тому умовно можна виділити, як мінімум, два основних напрямки в пошуку шляхів підвищення міцності порцеляни: за рахунок нових технологій випалу, включаючи й розробку відповідного встаткування й інструментарію; за рахунок зміни рецептури порцелянової маси.

Так, наприклад, введення в скло або порцеляну кристалічних часточок високої міцності й еластичності, що мають однаковий коефіцієнт термічного розширення зі склом або порцеляною, приводить до значного підвищення міцності. При цьому її збільшення відбувається пропорційно росту кристалічної фази. Кварц додають у порцеляну як підсилювач кристалічної фази. Часточки кварцу добре з'єднуються зі склом основної речовини, але коефіцієнт термічного розширення в них різний. При охолодженні навколо кристалів кварцу виникають зони напруги, які добре видні під поляризаційним мікроскопом. Тріщини в порцеляні, посиленій кварцом, проходять по зонах напруги, минаючи кристали.

Додавання часточок оксиду алюмінію до деяких сортів порцеляни [McLean J. W., Huges, 1965], тобто використання глиноземного (алюмооксидного) фарфору, приводить до збільшення механічної міцності сплавленного оксиду алюмінію в 7 разів. Температура плавлення оксиду алюмінію дорівнює 2000° С. Температура випалу алюмооксидного порцеляни становить 1650-1750° С. Зниження температури випалу досягається введенням в оксид алюмінію інших мінеральних речовин.

Так, глиноземний фарфор містить 60% стоматологічної порцеляни й 40% оксиду алюмінію, що дозволило знизити температуру випалу до 1050° С, а міцність при цьому збільшилася вдвічі. Оскільки оксид алюмінію й стоматологічну порцеляну мають однаковий коефіцієнт термічного розширення, тріщина в алюмооксидній порцеляні поширюється як через скляну, так і через кристалічну фазу. Кристали є потенційними «гальмами розтріскування».

 

 




Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 50 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав