10.90M

Category:

medicine

Металлы и сплавы в стоматологии

Металлы в стоматологии занимают центральное
место среди материалов.
Из стоматологических сплавов отливают
большинство несъёмных протезов, каркасы
съемных протезов. Сплавы в стоматологии
используют как вспомогательные материалы для
пайки и штамповки. Из них делают
стоматологические инструменты.

3.

Металлы – простые вещества, характеризующиеся в обычных условиях высокими электрои теплопроводностью, ковкостью,
«металлическим» блеском, непрозрачностью
Все металлы делят на черные и цветные.

4.

• Черные металлы – это железо и сплавы на его
основе. Стали и чугун. Чугун содержит более 2%
углерода. В стоматологии не применяется.
• Цветные металлы —все остальные металлы
Благородные металлы – металлы
устойчивые к коррозии и
химически инертные.
Основные благородные
металлы – это золото, серебро
и металлы платиновой группы
(платина, палладий, иридий, осмий и др.).

5.

Неблагородные металлы – металлы, легко
подвергающиеся коррозии, и не
встречающиеся в природе в чистом виде. Их
всегда добывают из руд.
В зависимости от плотности металлы
применяемые в стоматологии бывают легкие и
тяжелые
Если плотность металла больше плотности
железа (8г/см³) или атомная масса больше 50 –
металл тяжелый

6.

• По типам кристаллических решеток

7.

Металлические сплавы- это макроскопически
однородные системы, состоящие из двух или
более металлов с характерными металлическими свойствами
По назначению сплавы металлов в
ортопедической стоматологии делят на:
• Конструкционные – из них делают зубные
протезы.

8.

• Сплавы для пломбирования – амальгамы.
Амальгама – сплав металлов с ртутью.
• Сплавы для изготовления стоматологических
инструментов.

9.

• Вспомогательные. Сплавы, применяемые
для других целей (Например, легкоплавкие
металлы для штамповки или припои).

10.

3 типа взаимодействий компонентов сплава
при кристаллизации:
образование твердого раствора – атомы
компонентов образуют кристаллическую
решетку одного из элементов, являющегося
растворителем, при этом тип решетки
основного металла сохраняется;

11.

• Неограниченную растворимость имеют
только металлы с кристаллической решеткой
одного типа (Сu и Ni; Fe и Ni; Fe и Cr; Co и Ni)
или расположенные в одной группе (As и Sb;
Au и Ag; Au и Cu).
• твердость, прочность и электросопротивление твердых растворов выше,
чем у чистых металлов;
• электропроводность у твердых растворов
ниже, чем у чистых металлов;

12.

образование
механической смеси –
каждый металл
кристаллизуется
самостоятельно,
при этом свойства сплава
будут усредненными свойствами металлов,
которые его образуют;

13.

образование химических соединений – при
кристаллизации разнородные атомы могут
соединяться с образованием нового типа
решетки, отличающейся от решеток металлов
сплава.
Соединение теряет основное свойство металла —
способность к пластической деформации,
становится хрупким

14.

Легирование
Легирование (лат. ligare - связывать) - введение
в металл или в сплав небольших количеств
других элементов для улучшения физических,
химических, механических или
технологических свойств
Присутствие в сплавах легирующих элементов
значительно повышает прочность,
износостойкость, жаропрочность, пластичность
и другие свойства, необходимые при
эксплуатации конструкций.

15.

Легированная сталь – сплав железа и
углерода, с добавлением других металлов хрома, никеля, вольфрама, молибдена.

16.

Легирующий
свойства
элемент
Кобальт
Повышает твердость, прочность
Хром
Повышает коррозионную устойчивости
Никель
повышает пластичность, ковкость,
улучшает технологические свойства
Молибден
повышает прочность
Марганец
повышает прочность, качество литья,
понижает температуру плавления,
способствует удалению токсичных
соединений серы из сплава
Железо
повышает жидкотекучесть, улучшает качество литья.
Кремний
улучшает качество отливок, повышает
жидкотекучесть

17.

Лигатура 1) вспомогательные сплавы, добавляемые в
плавильных печах к основному сплаву
(металлу) при введении в него лигирующих
компонентов;
2) металлы, вводимые в состав сплавов
благородных металлов (например, медь
или серебро в сплаве с золотом) для
придания сплаву большей твердости

18.

Сплавы в ортопедической стоматологии
В настоящее время в стоматологии
используется свыше 500 сплавов.
Международными стандартами ISO все сплавы
металлов разделены на группы:
1. Сплавы благородных металлов на основе
золота.
2. Сплавы благородных металлов, содержащих
25—50% золота или платины или других
благородных металлов.

19.

3. Сплавы неблагородных металлов.
4. Сплавы для металлокерамических
конструкций:
─ с высоким содержанием золота (>75%);
─ с высоким содержанием благородных
металлов (золота и платины или золота и
палладия — >75%);
─ на основе палладия (более 50%);
─ на основе неблагородных металлов:
• кобальта (+ хром >25%, молибден >2%),
• никеля (+ хром >11%, молибден >2%).

20.

Сплавы золота в стоматологии
Сплав золота 900-й пробы ( ЗлСрМ-900-40)
СВОЙСТВА: температура плавления 1063°С. Сплав
отличается пластичностью, легко поддается механической обработке. Из-за низкой твердости сплав
легко стирается. Поэтому, при изготовлении
штампованных коронок изнутризаливают припой.
Применение: для штампованных коронок и
мостовидных протезов

21.

Сплав золота 750-й пробы (ЗлСрПлМ-750-80)
Состав: Золота – 75%, Серебра и меди по 8%, и
платины – 9%
Платина придает сплаву упругость и уменьшает
усадку при литье.
Применяют для изготовления литых золотых частей
бюгельных протезов, кламмеров и вкладок
Сплав золота стоматологический 750-й пробы
(ЗлСрКдМ)
За счет кадмия снижается температура плавления
сплава до 800 С. (Средняя температура плавления
золотых сплавов 950-1050 С.) Что позволяет
применять этот сплав в качестве припоя.

22.

Серебряно - палладиевый сплав в стоматологии
Серебряно-палладиевые сплавы Т.пл = 1100-1200 С.
Физико-механические свойства похожи на золотые
сплавы. Но устойчивость к коррозии ниже. Сплавы
пластичные и ковкие. Паяются золотым припоем
(ЗлСрКдМ).

23.

24.

Сплав Пд-250
Применяют для штампованных коронок.
Сплав Пд-190
Применяют как сплав для литья в стоматологии.
Сплав Пд-150
Применяют для вкладок.

25.

Сплавы на основе неблагородных металлов
включают:
─ хромоникелевую (нержавеющую) сталь;
─ кобальтохромовый сплав (кхс);
─ никелехромовый сплав;
─ кобальтохромомолибденовый сплав;
─ сплавы титана;
─ вспомогательные сплавы алюминия и
бронзы.
Кроме того, применяется сплав на основе
свинца и олова, отличающийся
легкоплавкостью.

26.

Сплав нержавеющий стоматологическийсталь стоматологическая
Сплав на основе железа, содержащий менее 2%
углерода. Кроме железа и углерода в стали
присутствуют и другие металлы. Сталь – самый
распространенный сплав в мире.
Нержавеющая сталь – сталь устойчивая к коррозии.
В качестве антикоррозионного агента чаще всего
применяют хром, а также другие металлы.
Сталь стоматологическая очень дешевая. Из
недостатков: тяжелая (плотность около 8 г/см3) и
химически активная. Может вызвать аллергию,
гальванозы.

27.

Нержавеющая сталь в стоматологии
ортопедической — марки:
СТАЛЬ МАРКИ 1X18H9Т (ЭЯ-1)
СОСТАВ: 1,1% углерода; 9% никеля ;18% хрома; 2%
марганца, 0,35% титана, 1,0% кремния, остальное —
железо.
Применяют для несъемных протезов:
индивидуальных коронок, литых зубов, фасеток.
Стальные колпачки для штамповки коронок

28.

СТАЛЬ МАРКИ 20Х18Н9Т
СОСТАВ: 0,20% углерода, 9% никеля, 18%хрома, 2,0%
марганца, 1,0% титана, 1,0% кремния, остальное —
железо.
Из этого типа стали в заводских условиях
изготавливают:
стандартные гильзы, идущие на производство
штампованных коронок;

29.

заготовки кламмеров (для ЧСПП)
эластичные металлические матрицы для
пломбирования, а также сепарационные полоски

30.

СТАЛЬ МАРКИ 25Х18Н102С
СОСТАВ: 0,25% углерода, 10,0% никеля, 18,0% хрома,
2,0% марганца, 1,8% кремния, остальное — железо.
ПРИМЕНЕНИЕ: в заводских условиях изготавливают:
зубы для штампованно-паяных мостовидных протезов;
каркасы для металло-пластмассовых мостовидных
протезов, для облицовки;
проволоку ортодонтическую
диаметром от 0,6 до 2,0 мм

31.

Кобальтохромовый сплав в стоматологии
Отличается хорошими физико-механическими свойствами, малой плотностью (легкостью) и отличной
жидкотекучестью, позволяющей отливать ажурные
изделия высокой прочности.
Температура плавления 1458 С. Сплав устойчив к
истиранию и долго сохраняет зеркальный блеск.

32.

Используется для литых коронок, мостовидных
протезов, цельнолитых бюгельных протезов,
каркасов металлокерамических протезов, съемных
протезов с литыми базисами, шинирующих
аппаратов, литых кламмеров.
Целлит-К – кобальто-хромовый сплав, используется для
каркасов металлокерамических протезов

33.

Металлический каркас — это основа зубного
протеза, которая должна полностью противостоять
жевательным нагрузкам.
Если сплав предназначен для облицовывания
керамикой, он должен отвечать следующим
специфическим требованиям:
─ быть способным к сцеплению с фарфором;
─ температура плавления сплава должна быть
выше температуры обжига фарфора;
─ коэффициенты термического расширения (КТР)
сплава и фарфора должны быть сходными.

34.

Никельхромовые сплавы в стоматологии
Сплавы, в которых основной металл Ni. Сплавы
содержат кроме никеля — Сг (не менее 20%), Со и
молибден (Мо) (по 4%).
По свойствам сплав никеля близок к сплаву КХС.
Применяется: для литья несъемных протезов и
каркасов съемных протезов.
Сегодня ограничено применение сплавов никеля из-за их
высокой аллергенности.

35.

Сплавы титана в ортопедической стоматологии
В стоматологии применяют
как чистый титан (99,5%),
так и его сплавы
Для литья и фрезерования применяют сплавы титана,
алюминия и ванадия (90-6-4% соответственно). И сплав
титана с алюминием и ниобием (87-6-7%).
Сплавы титана лёгкие и очень прочные. Но тугоплавкие и
тяжелые в обработке.
В ортодонтии, для изготовления дуг применяют сплавы
титана, ванадия и алюминия (75-15-10%).

36.

Сплав никеля и титана – никелид титана –
никель 55%, титан 45%.
Сплав обладает эффектом памяти формы
(ЭПФ) - деформированные охлажденные
изделия из этого сплава при нагревании
приобретают исходную форму.
Предназначен для обеспечения высокой
коррозионной стойкости и биосовместимости
с костными тканями стоматологических
имплантатов
Сплав применяется в ортодонтии, где при
действии температуры тела он принимает
нужную форму.
Также из него делают эндодонтические
инструменты с памятью формы.
Стоматологические штифты из никелида титана с ЭПФ

37.

Вспомогательные сплавы в ортопедической
стоматологии
Бронза – сплав меди с оловом. В стоматологии
применяется алюминиевая бронза - сплав меди (до
90%), алюминия (5—11%). Такой сплав обладает
хорошей пластичностью. Бронзоалюминиевая
проволока применяется
как лигатурная для
шинирования зубных
рядов при переломах
челюстей.

38.

Латунь – сплав меди с цинком – из нее делают
штифты для разборных моделей.
Магналий – сплав алюминия и магния – из него
артикуляторы и некоторые кюветы (сплав очень
легкий и прочный).

39.

Напыление
Ионно-плазменное защитное напыление на зубные
протезы биосовместимых материалов.
Зубные протезы с покрытием (нитрид титана или
нитрид циркония) обладают высокими
эксплуатационными характеристиками.
По биоинертности,
химической стойкости
они не уступают протезам
из высокопробных сплавов
золота, а по износостойкости их превосходят.

40.

Легкоплавкие сплавы в стоматологии
ортопедической
Применяются для штампов при штамповки коронок,
контр штампов, изготовления разборных моделей.
сплав
состав
Вуда
Висмут – 50%,
Свинец – 25%,
Олово – 12,5%,
Кадмий – 12,5%
Висмут – 50%,
Свинец – 20%,
Олово – 30%.
Висмут – 50%,
Свинец 25%.
Олово 25%.
Меллота
Розе
Температура
плавления, 0С
68
63
94

41.

Сталь для стоматологических инструментов
Инструментальная сталь –
содержит углерод от 0,7%.
Отличается высокой
прочностью и твердостью (после специальной
температурной обработки).
Добавление к стали вольфрама,
молибдена, ванадия и хрома
делает ее способной хорошо
резать при высокой скорости.
Такую сталь используют для боров и фрез.

42.

Карбид вольфрама –
соединение вольфрама с
углеродом. Сопоставим по
твердости с алмазом.
Применяют для твердосплавных стоматологических
боров.
Диоксид циркония. По химической природе близок к
керамике, но твёрже и прочнее.
В стоматологии применяют для
изготовления фрезерованных
протезов.

43.

Применение металлов в стоматологии
Металлы в стоматологии применяют для:
o Коронок и мостовидных протезов
o Каркасов бюгельных протезов
o Металлических базисов
o Дентальных имплантатов
o Для инструментов
o Как вспомогательный материал для
различных технологических процессов
o Для пломбирования

44.

Требования, предъявляемые к сплавам
металлов:
─ биологическая индифферентность и
антикоррозионная стойкость;
─ высокие механические свойства
(пластичность, упругость, ттвердость, высокое
сопротивление износу и др.);
─ наличие набора определенных физических
(невысокой температуры плавления,
минимальной усадки, небольшой плотности и
т.д.) и технологических (ковкости, текучести
при литье и др.) свойств, обусловленных
конкретным назначением.

45.

Коррозия
Коррозия (лат. corrosio — разъедание) —
разрушение твердых тел, вызванное
химическими и электрохимическими
процессами, развивающимися на поверхности
тела при его взаимодействии с внешней
средой

46.

• Химическая коррозия — взаимодействие
металла с агрессивными средами, не
проводящими электрического тока.
• Электрохимическая коррозия —
взаимодействие металла с электролитически
проводящей средой
В условиях полости рта металлы находятся во
влажной среде ротовой жидкости, которая,
являясь электролитом, создает условия для
электрохимической коррозии металлических
пломб, вкладок и протезов.

47.

48.

Сплошная - охватывающая всю поверхность
металла, которая находится под воздействием
коррозионной среды;
Равномерная коррозия разрушает металл,
мало влияя на его механическую прочность.
Встречается у серебряного припоя

49.

Местная коррозия приводит к
разрушению только отдельных
участков металла и проявляется в
виде пятен и точечных поражений
различной глубины.
Снижает механические свойства

50.

Межкристаллитная коррозия
характеризуется разрушением
металла по границе зерен.
Ей особенно подвержены
нержавеющие стали. Сплав теряет
пластичность и прочность.

51.

Схема электрохимической коррозии
Возникновение местных гальванических
элементов
Электродные процессы:
1) Анодный - ионы металла переходят в
раствор:
Fe – 2e → Fe2+
Анодное растворение (окисление) металла
! Коррозия металла происходит на аноде.

52.

2) Катодный - реакция восстановления
окислителя
• кислородная деполяризация в нейтральных,
щелочных средах:
O2 + 2H2O + 4e → 4OH• кислородная деполяризация в кислых средах:
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O
• водородная деполяризация
2 H+ + 2e → H2
Вторичные реакции: Men+ + nOH- → Me(OH)n

53.

В результате циклических напряжений прочность
металла снижается, наступает разрушение
протеза. Такое явление называют усталостью.
Коррозионная усталость — понижение предела
прочности металла или сплава при
одновременном воздействии циклических
нагрузок и коррозионной среды.

54.

Гальванизм полости рта
- жжение языка;
- металлический привкус;
- повышенная кислотность
во рту;
- увеличение или резкое
снижение слюновыделения;
- отек слизистой рта;
- обострение стоматита;
- пародонтит;

55.

Действие пластической деформации
Обработка металла давлением (пластическая
деформация) вызывает упрочнение металла.
Прочностные характеристики (предел
текучести, твердость) повышаются,
а пластические — снижаются.
♦ Упрочнение металла под действием
пластической деформации называется наклеп

56.

Нагартованные (имеющие наклеп) металлы
более склонны к коррозионному разрушению.
Для полного снятия наклепа металлы
подвергаются рекристаллизационному
отжигу.
♦
Рекристаллизация - это процесс
возникновения и роста новых
недеформированных зерен кристалла за счет
других зерен.
Рекристаллизацию применяют на практике для
придания материалу наибольшей
пластичности.

57.

♦ Возникновение неоднородностей при
затвердевании сплава называется ликвация
Основным фактором, приводящим к
ликвации, является скорость охлаждения
сплава. Для предотвращения ликвации в
сплавах типа твердых растворов используют
быстрое охлаждение.

58.

Основные виды термической обработки
сплавов:
♦ Отжиг - нагрев до определенной
температуры, выдержка и медленное
охлаждение. Цель - улучшение структуры и
обрабатываемости, снятие внутренних
напряжений;
♦ Закалка - нагрев и последующее быстрое
охлаждение. Цель - фиксация в сплаве
высокотемпературного состояния и
предотвращение ликвации;

59.

♦ Отпуск - термическая обработка
закаленных сплавов: нагрев (ниже
критической точки), выдержка и охлаждение.
Цель - оптимальное сочетание прочности,
пластичности и ударной вязкости.
Ряд металлов, обладающих малым
сопротивлением деформации и
пластичностью, можно подвергать прокатке,
волочению, штамповке, ковке. Кроме того,
многие металлы можно резать, сваривать,
паять.

60.

СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ
АМАЛЬГАМА

61.

Амальгама — это самотвердеющий металлический сплав,
получающийся в результате смешивания в определенных
пропорциях ртути и порошка, содержащего различные
металлы.
Амальгамирование — процесс смешивания основных
компонентов — ртути и порошка,
— в результате которого образуется
пластичная самотвердеющая масса,
пригодная для пломбирования
дефектов твердых тканей зуба

62.

Компонент
%
Свойства:
Ag
65-75
(40-80)
«+» Придает прочность и защищает от коррозии
«-» Вызывает объемное расширение амальгамы
Sn
23-33
(17-32)
«+» Замедляет твердение амальгамы и увеличивает пластичность
«-» Снижает прочность
Cu
2-6
(12-30)
«+» Придает прочность и является основой защиты от коррозии,
придает антибактериальные свойства
«-» Увеличивает объемное расширение и ускоряет отверждение
Zn
0-2
«+» В процессе производства амальгамы уменьшает окисление других
металлов сплава. Амальгамы с содержанием цинка более 0,01 %
называют цинксодержащими.
Hg
0-3
«+» является основным агентом вызывающим химическую реакцию
«-» При увеличении количества более необходимого снижает
прочность и вызывает токсические и аллергические реакции

63.

Фазы амальгамы — это химические интерметаллические
соединения металлов (ИМС), образующиеся в процессе
взаимодействия компонентов:
• γ(гамма)-фаза — основной компонент порошка до его
смешивания с ртутью (Ag3Sn) — механически самый
прочный;
• γ1-фаза — соединение серебра и ртути (Ag2Hg3) —
основная фаза матрицы в затвердевшей амальгаме;
• γ2-фаза — соединение олова и ртути (Sn8Hg) — самая
«слабая» фаза, легко подвергается коррозии;
• ɛ-фаза (эпсилон-фаза) — соединение меди и олова
(Cu6Sn5)

64.

Виды амальгамы и реакции
амальгамирования
1) Традиционная амальгама («серебряная») — разновидность
амальгамы, до 95 % порошка которой составляют серебро с
оловом и менее 6% меди. После затвердевания содержит γ2фазу:
Ag3Sn (γ) + Hg → Ag3Sn (γ) + Ag2Hg3 (γ1) + Sn8Hg (γ2)

65.

2) Современная амальгама («медная») — разновидность
амальгамы, которая за счет более высокого содержания
меди (6-30% ) после затвердевания не содержит γ2-фазу:
Ag3Sn + AgCu + Hg → Ag3Sn (γ) + AgCu + Ag2Hg3 (γ1) +
+ Cu6Sn5 (ɛ)

66.

Капсула — форма выпуска компонентов амальгамы
одноразового использования, максимально снижающая риск
контакта с чистой ртутью.

67.

Типы амальгамы по размеру и форме частиц сплава:
• I тип –частицы игольчатой или традиционной (обычной)
формы. Такой порошок сплава получается путем
шлифования слитка амальгамного сплава на токарном
станке для получения опилок. Характеризуется
жесткостью при паковке.
• II тип- частицы шаровидной формы- имеет лучшие
конечные физические свойства и мягкость при паковке,
что не всегда удобно.
• III тип получается при смешивании порошков первых двух
типов. Пакуемость амальгамы регулируется изменением
пропорций этих компонентов.
• IV тип –сферический порошок. Его изготавливают путем
распыления сплава.