Тема: «Основные свойства стоматологического фарфора»

Физические свойства: Стоматологические фарфоры близкие к стеклу, структура их изотропна. Они являются переохлаждающими жидкостями и в результате высокой вязкости могут сохранять стекловидное изотропное состояние при охлаждении без заметной кристаллизации.

Стоматологические фарфоры могут переходить при размягчении или затвердении из твердого в жидкое состояние (и назад) без образования новой фазы.

Стекло не имеет собственной температуры плавления, а характеризуется интервалом размягчения. Фарфор образуется в результате сложного физико-химического процесса взаимодействия компонентов фарфоровой массы при высокой температуре. Так, при температуре 1100-13000С калиевый шпат превращается в калиевое полевошпатное стекло. Каолин и кварц имеют более высокую температуру плавления, чем полевой шпат. Однако в расплаве полевошпатного стекла каолин и кварц взаимодействуют со стеклом. При этом каолин образует иглистые кристаллы муллита, пронзительные всю массу фарфора. Частицы кварца оплавливаются, теряют иглистую форму, и небольшое их количество переходит в расплав стекла.

Многочисленными микроскопическими исследованиями установленные следующие основные структурные элементы фарфора:

1.склоподібна изотропная масса, что состоит из полевошпатного стекла с разной степенью насыщения;

2.нерозчинні в стекле оплавливающие частицы кварца;

3.кристали муллита, распределенные в расплаве кремнезем-полевошпатного стекла;

4.поры.

Стекловидная изотропная масса в современных стоматологических фарфорах составляет их основную массу. Она обусловливает их качества и свойства. Количество стеклофазы растет при повышении температуры плавления и увеличения времени плавки. Соотношение кристаллической и стекловидной фаз определяет физические свойства фарфора. Содержание стеклофазы в фарфоровых массах обеспечивает их блеск и прозрачность. Завышенная температура обжига приводит к появлению на поверхности изделия избыточного блеска и мелких пузырьков. При избыточном увеличении стеклофазы прочность фарфора уменьшается.

Что не растворились в полевошпатном стекле частицы кварца вместе с кристаллами муллита и глинозема образуют скелет фарфора. Важным фактором в строении фарфора являются поры. Наибольшую пористость (35-45%) материал имеет перед началом испекания.

По мере образования стекловидной фазы пористость снижается. При этом повышается густота материала и, соответственно, сокращаются размеры изделия. Полному уничтожению пор мешают заключенные в них пузырьки газов, что образуются в результате физико-химического взаимодействия отдельных компонентов массы. Высокая вязкость полевошпатного стекла мешает удалению газовых пузырьков из фарфорового материала, чем обусловливается образование закрытых пор.

Современный стоматологический фарфор по температуре обжига классифицируется как тугоплавкий (1300-1370 0С), среднеплавкий (1090-1260 0С) и низкоплавкий (870-1065 0С).

Состав тугоплавкого, среднеплавкого и низкоплавкого фарфора (%)

Фарфор полевой шпат кварц Као- лин

Тугоплавкий 81 15 4

Среднеплавкий 61 29 10

Низкоплавкий 60 12 28

Тугоплавкий фарфор обычно используется для фабричного изготовления искусственных зубов для несъемных протезов.

Среднеплавкий и низкоплавкий фарфоры применяются для изготовления коронок, вкладок и мостоподобных протезов. Использование низкоплавких и среднеплавких фарфоров позволило применять печи для обжига с никель-хромовыми и другими нагревателями.

Оптические свойства фарфора являются одним из главных достоинств искусственных зубов. Коронка природного зуба просвечивает, но не прозрачная, как стекло. Это объясняется тем, что вместе с абсорбцией светлая прозрачность выражается соотношением диффузно рассеянного и проходящего света. Светло, что состоит из волн разной длины, попадая на поверхность зуба, может поглощаться, отображаться и загибаться назад.

Короткие волны отображаются от эмали режущего края зуба, создавая голубоватый оттенок. Длинные волны, проходя через серединную часть зуба, основную массу твердых тканей, что содержит, отображаясь и загибаясь назад, образуют множество цветных оттенков от желто-оранжевого к голубому. В пришейковой части эмаль резко утончается. Этот участок имеет цвет от желто-оранжевого к коричневому. Стоматологический фарфор также является гетерогенным по структуре материалом.

Оптический эффект фарфора близкий к такому природных зубов в тех случаях, когда удается найти правильное соотношение между стеклофазой и замутнителями фарфора. Обычно этому мешает большое количество воздушных пор и замутнивающее действие кристаллов. Уменьшение кристаллических включений приводит к повышению деформаций изделия во время обжига и понижения прочности фарфора. Такой путь повышения прозрачности имеет определенную границу.

Второй путь увеличения прозрачности стоматологического фарфора заключается в уменьшении размера и количества газовых пор. До обжига суммарный объем воздушных (газовых) включений сконденсированной фарфоровой кашки составляет 20-45%.

Для уменьшения газовых пор предложено 4 способа:

Из указанных выше четырех способов наибольшее распространение получило вакуумный обжиг, который применяется в настоящее время как для изготовления протезов в зуботехничческих лабораториях, так и на заводах для производства искусственных зубов. Фарфор, отапливаемый в вакууме, имеет в 60 раз меньше пор, чем при атмосферном обжиге.

При обжиге фарфоровых масс усадка составляет 20-40%. Причинами такой усадки является:

• недостаточное уплотнение (конденсация) частиц керамической массы;

• потеря жидкости, необходимой для приготовления фарфоровой кашки;

• выгорание органических добавок (декстрин, сахар, крахмал, анилиновые красители).

Большое практическое значение имеет направление усадки. Усадка может быть:

• в направлении большего тепла;

• в направлении силы притяжения;

• в направлении большей массы.

В первом и втором случаях усадка незначительна, поскольку в современных печах гарантированное равномерное распределение тепла, а сила притяжения небольшая. Усадка в направлении больших масс значительно выше. Масса в расплаве ввиду поверхностного натяжения и связи между частицами стремится принять форму капли. При этом она подтаскивается от периферических участков (то есть от шейки коронки, например) к центральной части коронки (к большей массе фарфора), что, в конечном счете может привести к появлению щели между искусственной фарфоровой коронкой и уступом модели препарированного зуба.

Прочность фарфора зависит от рецептуры (состава компонентов) фарфоровой массы и технологии производства. Основными показателями прочности фарфора является:

• прочность при растягивании;

• прочность при сжатии;

• прочность при изгибе.

Большое влияние на прочность предоставляет метод конденсации частиц фарфора.

Существует четыре метода конденсации:

• электромеханической вибрацией;

• кистью коронки;

• методом гравитации (без конденсации) ;

• рифленым инструментом.

Большинство исследователей считает, что наилучшего уплотнения фарфоровой массы можно достичь рифленым инструментом с последующим применением давления фильтровальной бумагой при отсосе жидкости.

Среди технологических условий, которые существенно влияют на показатели прочности, необходимо отметить следующие:

• необходимое уплотнение материала, то есть конденсация частиц фарфора;

• хорошая просушка массы перед обжигом;

• оптимальное (как правило не более 3-4) количество обжигов;

• проведение обжига при адекватной для данной массы температуре;

• время обжига;

• способ применения вакуума при обжиге;

• глазировка поверхности протеза.

Лучшие сорта стоматологического фарфора при соблюдении оптимальных режимов изготовления имеют прочность при изгибе 600-700кг/см2. Подобная прочность стоматологического материала является недостаточной. Поэтому условно можно выделить, как минимум, два основных направления в поиске путей повышения прочности фарфора:

1. за счет новых технологий обжига, включая и разработку соответствующего оборудования и инструментария;

2. за счет изменения рецептуры фарфоровой массы.

Так, например, введение в стекло или фарфор кристаллических частиц высокой прочности и эластичности, что имеет одинаковый коэффициент термического расширения со стеклом или фарфором, приводит к значительному повышению прочности. При этом ее увеличение происходит пропорционально росту кристаллической фазы. Кварц добавляют в фарфор как краситель кристаллической фазы. Частицы кварца хорошо соединяются со стеклом основного вещества, но коэффициент термического расширения у них разный. При охлаждении вокруг кристаллов кварца возникают зоны напряжения, которые хорошо видные под поляризационным микроскопом. Трещины в фарфоре, усиленном кварцем, проходят по зонам напряжения, минуя кристаллы.

Добавление частиц окисла алюминия к некоторым сортам фарфора, то есть использование глиноземного (алюмооксидного) фарфора, приводит к увеличению механической прочности сплавленного окисла алюминия ровную 20000С. Температура обжига алюмооксидного фарфора составляет 1650-17500С. Снижение температуры обжига достигается введением в окисел алюминия других минеральных веществ.

Тема: «Общие сведения о керамических и ситалловых массах»

Керамические материалы широко применяются человечеством в повседневной жизни. Из них изготовляют посуду, детали печей. Резательные инструменты, абразивные материалы и др. В стоматологии применяют фарфор и стеклокристаллический материалы – ситаллы. Фарфор известен из глубокой давности. Он изобретен китайскими мастерами более чем 3000 лет тому назад. Фарфор сравнительно с другими материалами имеет много преимуществ. Он гигиенический, имеет гладкую и блестящую поверхность и высокие эластичные качества, достаточно крепкий, очень твердый.

В 1776 г. француз Дюшато заказал на керамической фабрике Парижа зубной протез. Его пример наследовали французские дантисты, которые начали изготовлять протезы и отдельные фарфоровые зубы. Однако через недостатки фарфора (сложность технологии изготовления, хрупкость и др.) пришлось отказаться от использования фарфора как базисного материала, но он успешно применяется для изготовления искусственных зубов, вкладок, коронок, металлокерамических мостовидных протезов.

Спрос на фарфоровые массы в последнее время значительно вырос благодаря широкому внедрению в зубопротезную технику металлокерамики – покрытие металлических протезов керамическими массами (фарфор, ситаллы).

Основные свойства стоматологического фарфора такие:

· плотность = 2,5-2,8 г/см³;

· НВ = 400-600 кгс/мм²;

· Температура плавления = 870-1350⁰С;

· Коэффициент теплового расширения = 7,9*10^-6;

· Усадка во время выжигания = 16-42%.

Фарфор - керамический продукт, получаемый в результате обжига фарфоровой массы, приготовленной из основных компонентов – каолина(3-10%), полевого шпата (60-75%), кварца (15-35%) и красителей. В зависимости от назначения фарфоровой массы изменяется соотношение основных компонентов.

Фарфор относится к группе материалов, что являются смесью, что содержит глинистые вещества (слово «керамический» происходит от греч. «керамос» - глина горшка). В этой смеси каолин как глинистый материал играет главную роль связующего вещества, что скрепляет частицы наполнителя - кварца. Оба этих вещества образуют твердую основу фарфора, отдельные зерна которого цементируются во время обжига третьим элементом - полевым шпатом.

Современный стоматологический фарфор является результатом совершенствования твердого, то есть бытового декоративного фарфора.

По химическому составу стоматологические фарфоровые массы стоят между твердым фарфором и обычным стеклом.

По своему назначению фарфоровые массы являются исходным материалом для:

1. заводского изготовление стандартных искусственных зубов;

2. заводского изготовления стандартных фарфоровых коронок и заготовок для фарфоровых вкладок;

3. индивидуального изготовления фарфоровых коронок в условиях зуботехнической лаборатории;

4. индивидуального изготовления вкладок в условиях зуботехнической лаборатории;

5. облицовка цельнолитых каркасов металлических несъемных зубных протезов (коронок, мостовидных протезов).

Характеристика компонентов фарфоровых масс

КАОЛИН - белая или светлоокрашенная глина (основу которой составляет каолинит Al₂O₃*2SiO₂*2H₂O – алюмосиликат - каолинит, 99% ), которой содержится в фарфоровой массе от 3 до 65%. Каолин – продукт долговременного (на протяжении тысячелетий) разрушения горных пород под воздействием солнца, воды, ветра, температурных колебаний.

В чистом виде встречается редко. Содержит такие примеси, как кварцевый песок, остатки полевого шпата, окислы металлов (железа, титану и ін.0, которые предоставляют ему разные расцветки, густина=2,2-2,6г/см³, НВ (по Моосу) = 1-2, температура плавлення=1700-1800⁰С.

Добавка 3-4% каолина делает эту массу непрозрачной, уменьшает ее текучесть, обеспечивает сохранение формы изделия во время термической обработки. При увеличении содержания каолина повышается температура обжига фарфоровой массы. Каолин оказывает влияние на механическую прочность и термическую стойкость фарфора.

Чистый каолин при смешивании с водой образует текучее тесто, которое предоставляет фарфоровой массе пластичности, а образуемый при этом мулит резко уменьшает прозрачность фарфора.

ПОЛЕВОЙ ШПАТ - это безводные алюмосиликаты калию, натрию или кальцию. Температура плавления его ровная 1180-1200⁰С. При высокой температуре полевой шпат обеспечивает развитие стекловидной фазы, в которой растворяются и другие компоненты (кварц, каолин). Стекловидные фазы добавляют пластичность массе во время обжига и связывают составные части. Полевой шпат создает блестящую глазируемую поверхность зубов после обжига. При расплавлении он превращается в вязкую аморфную стеклоподобную массу. Чем больше в смеси полевого шпата (и кварца), тем более прозрачная фарфоровая масса после обжига.

При обжиге фарфоровой массы полевой шпат как более легкоплавкий компонент, снижает температуру плавления смеси. В связи с этим его рассматривают в роли плавня (флюса). Содержание полевого шпата в фарфоровой смеси достигает 60-70%. Чистый полевой шпат в природе встречается очень редко. Он содержит примеси железа, кальция и тому подобное.

Полевой шпат, чаще калиевый, называют микроклином или ортоклазом (K₂O* Al₂O₃*6SiO₂)- в зависимости от структуры. Ортоклаз - основной материал для получения стоматологической фарфоровой массы. Имеет кристаллическую структуру в виде призм, густота =2,5-2,8г/см³, НВ (по Моосу) = 6,5, температура плавлення=100-1300⁰С. во время расплавления увеличивает свой объем и становится вязкой стекловидной массой, которая способствует плавлению более тугоплавких компонентов (кварца, каолина) и предоставляет смеси гомогенной структуры. Ее поверхность становится блестящей.

Натриевый полевой шпат называется альбитом (Na₂O* Al₂O₃*6SiO₂ ).

Кальциевый – анорином (Ca₂O* Al₂O₃*H₂O).

КВАРЦ - минерал, ангидрит кремниевой кислоты, один из видов кремнезема, он составляет основную массу земной коры, особенно горных пород, песков и песчаников.

Чистый кварц – горный хрусталь. Кристаллы кварца имеют форму шестигранников, многогранности, вытянутой в виде ромба. Кварц окрашен окислами металлов, может приобретать разные оттенки:

· дымчатого – камень морион;

· желтого – камень цитрин;

· фиолетового – камень аметист.

Кварц тугоплавок, температура его плавления составляет 1710 ⁰С, плотность 2,65 г/см³, НВ (по Моосу) = 7, в кислотах (за исключением плавиковой) и щелочах кварц не растворяется.

Он крепит керамическое изделие, добавляет ему большую твердость и химическую стойкость. Кварц уменьшает усадку и снимает хрупкость изделия. В процессе обжига кварц (кремнезем) увеличивает вязкость расплавленного полевого шпата. Однако при большом содержании кварца масса становится зернистой, а температура плавления увеличивается. При температуре 870-1470⁰С кварц увеличивается в объеме на 15,7%, в результате чего снижается усадка фарфоровой массы та густота с 2,65 г/см³ до 2,32 г/см³. В состав фарфоровой массы для изготовления зубов кварц вводят в количестве 25-32%.

КРАСИТЕЛИ окрашивают фарфоровые массы в разные цвета, свойственные природным зубам. Обычно красителями являются окислы металлов (двуокись титана, окислы марганца, хрома, кобальта, цинка и др.).

ПЛАВНИ (флюсы) - вещества, что снижают температуру плавления фарфоровой массы (карбонат натрия, карбонат кальция и др.).

ПЛАСТИФИКАТОРИ - в фарфоровых массах, что не содержат каолин. Роль пластификаторов выполняют органические вещества (декстрин, крахмал, сахар), которые полностью выгорают при обжиге.

АНИЛИНОВЫЕ КРАСКИ - для облегчения моделирования фарфоровых зубов пороши массы подкрашивают анилиновыми красками, которые, как и органические пластификаторы, полностью выгорают при обжиге фарфора.

Ситаллы

Ситаллы - это стеклокристаллические материалы, что состоят из одной или нескольких кристаллических фаз, равномерно распределенных в стекловидной фазе.

СОСТАВ: ситаллы содержат большое количество кристаллов, которые связаны между собой межкристаллической прослойкой.

Степень закристаллизованности и вид кристаллической фазы (кордиерит, сподумен, дисиликат лития) определяют основные физико-механические свойства ситаллов:

· большую прочность (на изгиб = 900-5000 кгс/см²)

· упругость

· хрупкость

· твердость

· малую массу

· термостойкость

· химическую устойчивость.

Прочность характеризует свойство ситалла оказывать сопротивление разрушающей внешней нагрузке. В зависимости от вида статической нагрузки различают границу прочности при растягивании, сжатии (500-1500 кгс/см²), изгибе, ударе, кручении.

Конструкции с ситаллов более выносливые к нагрузкам на сжатие, чем на изгиб.

Превращение стекла в ситалл происходит при специальной термической обработке в процессе которой наблюдаются зарождение центров кристаллообразования и рост кристаллов. Кристаллизационное свойство стекла зависит от состава и количества выведенных инициаторов кристаллизации.

Учитывая специфику зубного протезирования, процесс лучше проводить при сниженных температурах и с минимальной выдержкой, то есть стекло должно иметь свойства кристаллизации, что исключает спонтанную кристаллизацию при формировании протеза и обеспечивает получение ситаллового изделия в короткий срок.

Основными факторами, что влияют на получение качественных отливок при минимальной толщине 0,2-0,3 мм, есть: вязкость стекломассы, температура формы, скорость движения расплава, пористость и толщина стенок формы, причем указанные факторы находятся в зависимости один от другого.

Известны (ситалл для коронок), «Симет» (для ситалло-металлических протезов), литьевой ситалл. Все они разработаны в ММСИ им. Н.А.Семашко и Алма-Атинском медицинском институте (Копейкин В.Н., Седунов А.А., Лебеденко И.Ю. и др.)

Ситаловий материал «Сикор» выпускает завод «Медполимер» (Санкт-Петербург). Он предназначен для зубных коронок, имеет высокую прочность и относительно низкую температуру выжигания 860-960⁰С, хорошие эстетичные показатели.

Материал «Сикор» сравнительно с фарфором имеет такие преимущества:

1. в базисном слое коронки практически не возникают трещины;

2. сокращается время изготовления коронки, повышается производительность труда зубного техника;

3. изделия с «Сикору» выделяются высокой прочностью;

4. выжигание массы можно проводить на золотой фольге.

Продолжающие попытки заменить металлический каркас металлокерамических протезов ситалловым позволяют надеяться на его перспективность.

Ситаллы в чистом виде и из добавлением гидроксилапатита (так называемые «биоситаллы») применяются как имплантаты для опор зубных протезов, так и при альвеолопластики.

Фарфоровые массы. Характеристика.

В клинике для облицовки цельнолитых металлических каркасов несъемных зубных протезов используются керамические массы отечественного и импортного производства.

Отечественная масса КС

ПРИМЕНЕНИЕ: КС используют для облицовки металлических каркасов несъемных зубных протезов из кобальтохромового сплава, является мелкоизмельченными порошками.

СВОЙСТВА: изделия из массы не предоставляют раздражительного действия на ткани слизистой оболочки полости рта.

Набор оттенков, представленный расцветкой, необязательно дает воссоздание цвету природных зубов. Очень часто имеются индивидуальные характеристики, которые невозможно воспроизвести, используя только массы почвы, дентина и эмали.

Чтоб удовлетворить все требования, необходимые определенные навыки зубного техника и специальные вспомогательные материалы, которые есть в дополнительном наборе. Специальный набор массы для края коронки (плечевая масса) крепит периметр шейки искусственной коронки и применяется после обжига непрозрачного (грунтового) слоя.

При разном освещении цвет природной зубной эмали может быть разных оттенков - от голубовато-белого к желто-оранжевому. Эта игра цвета в резцовой зоне может быть воспроизведена при использовании масс режущего края.

Керамическая масса Витая VMK 95 базируется на полученных признание фарфорах VMK 68. В ассортимент масс, что выпускаются, входят стандартные (содержит 41 оттенок фарфора), лабораторный и большой наборы. Массы VMK 95 дают надежное воссоздание цвету. В стандартной послойной методике хорошие результаты получают при трехслойной схеме: непрозрачный, дентиновый и эмалевый слои.

Выпускаются также набор непрозрачного дентинного порошка, что содержит 16 фарфоров, и дополнительный набор с 15 фарфоров.

Фарфоры Витая Интерно (12 цветов) позволяют индивидуализировать особенности природных зубов, создавать эффект глубины. Высокая степень флюоресценции приводит к усилению яркости и интенсифицирует пропускание цвета. Хроматический эффект у этих фарфоров может быть усилен путем смешивания с порошками дентина и прозрачных масс. Фарфоры Интерна можно использовать также для создания эффекта глубины при недостаточной глубине дентинного слоя в результате отсутствия места.

Витая Акцент - это набор тонкозернистых наборов (20 цветов) с однородным распределением покрасочных пигментов, что позволяет зубному технику точно имитировать природную расцветку зубов на последней стадии технологии зубного протеза.

Красители позволяют воспроизвести трехмерный эффект, добавляя природный вид протезу и цветовую гармонию искусственных и природных зубов.

В набор входит порошок для улучшения качества поверхности зубного протеза. Его добавка к красителям Акцент позволяет получить желаемую интенсивность расцветки, создает большую прозрачность красителей, и этим усиливает эффект трехмерности. Применение этого порошка способствует закрытию микропор и сводке к минимуму травмы десневого края.

Масса Карат - материал последнего поколения фирмы «Дентсплай» (США) - способна легко воспроизводить цвета, указанные на шкале расцветок Биодент и Витая, а также владеет свойством опалесценции.

Опалесценция- явление рассеяния света мутной средой, наблюдаемое, например, при освещении большинства коллоидных растворов.

Желаемый цвет облицовки можно получить прозрачной (при достаточной толщине облицовки) или непрозрачной (при недостаточной ее толщине) дентиновой массой. Оба дентине массы могут комбинироваться или даже смешиваться при желании друг с другом. Кроме основного набора, выпускается набор масс режущего края Карат Опалеффект.

Масса Карат Биопак - готовая к применению непрозрачная пастообразная фарфоровая масса, которая не требует смешивания, моделирования, конденсации и особенной грунтовки. При такой сильно упрощенной технике однако можно получить тонкий ровный слой.

Низкоплавкая стоматологическая керамика Дуцерам - LFC фирмы «Дуцера» (Германия) по своему химическому составу, структуре, обрабатываемой и эксплуатационным качествам несравненная ни с одной из стоматологической керамики. Самым выдающимся ее свойством является низкая температура обработки, что и послужило основой для ее названия - Low-Fusing Ceramic (LFC).

Низкоплавкий фарфор LFC является кристаллической структурой с частицами размером от 5 до 15 микрон. Дуцерам содержит меньше лейцита, что дает более низкий КТР и увеличенную светлопроводность в сравнении с обычными фарфоровыми материалами.

Поскольку низкоплавкая керамика изготовляется из обычного материала Дуцерам, то эти два материала совместимые. Таким образом, LFС и Дуцерам могут использоваться в двухслойной технологии как металлокерамических, так и в цельнокерамических конструкциях несъемных зубных протезов.

Для изготовления цельнокерамических протезов используются массы Витадур, Витадур N, NBK 1000, орс и его последующая модификация Оптек, Хай-Керам на основе окисла алюминия. Фирма «Ивоклар» (Лихтенштейн) рекомендует использовать керамическую массу IPS-Эмпресс, основой которой является укрепленное лейцитом стекло, что содержит латентные частицы, стимулирующий рост кристаллов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: