Aliaje nobile utlizate pentru realizarea scheletului metalic

Aliaje nobile utlizate pentru realizarea scheletului metalic

Pentru realizarea unor coroane mixte sau a unor a unor corpuri de punte mixte metalo-ceramice se pot utiliza atat aliaje nobile (cu continut crescut sau redus de aur) cat si aliaje nenobile.

Aliajele nobile contin o serie de componente de baza: aur, platina, paladium, etc. Lor li se adauga alte elemente (staniu, fier, iridium,galiu, crom) care asigura formarea stratului de oxizi necesar legarii ceramicii.

Aliajele nobile au un pret de cost foarte ridicat. De aceea prin anii 1974 - 1975 au fost lansate primele aliaje fara continut de aur pe baza de paladium - argint, ulterior pe baza de paladium - cupru si paladiu - cobalt.

PROPRIETATI  ALE ALIAJELOR

Dintre proprietatile mecanice ale acestor aliaje intereseaza cu precadere duritate si modulul de elasticitate. Cu cat modulul de elasticitate este mai mare cu atat componentele mecanice pot fi confectionate mai subtiri. Duritatea aliajului este cea care determina posibilitatea corectarii raporturilor ocluzale, finisarea marginilor si ablatia lucrarilor.

Proprietati pe care trebuie sa le indeplineasca aliajele destinate metalo-ceramice:

Interval de topire ridicat

v    acesta trebuie sa fie mai ridicat cu minimum 150-200 °C decat temperatura de ardere a maselor ceramice;

v    masele ceramice care se ard pe aliaje fac parte din categoria celor cu interval de sinterizare scazut (850-1100 °C);

v    pentru a asigura prelucrarea usoara, intervalul de topire al aliajelor este indicat sa se situeze sub 1300°C;

v    masele ceramice cu punct ridicat de sinterizare (1400 °C) denumite si mase ceramice dure ar imbunatatii decisiv proprietatile mecanice si chimice ale placarii ceramice, insa ele pretind utilizarea unor aliaje cu interval de topire situat intre 1550 si 1600°C si a unei tehnologii sofisticate care reclama un pret de cost ridicat al aparaturii aferente.

Rezistenta la temperaturi inalte

v    sa nu se deformeze la temperaturile de ardere a maselor ceramice (aproximativ 980°C).

Coeficientul de dilatare termica sa fie aproximativ egal cu cel al maselor ceramice

v    ar fi ideal ca si coeficientul lor de dilatare termica sa fie mai mare decat cel al maselor ceramice, in intervalul de transformari al acestora (500-600°C) pentru a impiedica aparatia fortelor de forfecare sau tangentiale de la interfata din cursul fazelor de racire.

Variatii volmetrice bine determinate

v    pentru a putea fi compensata de masele de ambalat dilatarea termica, respectiv contractia la racire, trebuie sa fie de 1,6%. Daca aceasta valoare nu reprezinta exact 1,6%, pot survenii inexactitati care se traduc prin greutati la adaptare pe bont si tensiuni interne care pot genera fisuri sau desprinderi ale componentei ceramice.

Posibiltati de calire

v    aliajele obisnuite isi pierd din duritate dupa aducearea in faza de incandescenta. In cazul aliajelor care pot fi calite, incandescenta urmata de o racire brusca duce la cresterea rezistentei lor mecanice;

v    dupa fiecare ardere a maselor ceramice aliajele se durifica astfel incat dupa ultima ardere se obtine o valoare a duritatii mai mare 220KP/mm.

Prag ridicat de deformare plastica

v    rezistenta la tractiune trebuie sa se situeze dupa calire la valoarea de 620 N/mm² tractiune. Aceasta valoare trebuie atinsa pentru ca scheletul metalic sa nu sufere deformari plastice in timpul masticatiei ceea ce ar avea drept consecinta fisurarea sau desprinderea masei ceramice.

Modul de elasticitate crescuta

v    modulul de elasticitate al aliajului trebuie sa fie apropiat de cel al maselor ceramice pentru a nu se deforma.

Rezistenta la coroziune

v    aliajele nobile cu continut ridicat de aur-platina sunt cele mai rezistente la factorii agresivi din mediul bucal, dar sunt mai putin dure decat restul aliajelor;

v    aliajele nenobile pe baza de Ni-Cr-Co-Mo au o duritate foarte mare, sunt ieftine si rezistente la coroziune;

v    aliajele care contin beriliu sunt mai putin indicate din cauza toxictatii ridicate a acestui element.

Granulatia fina a componentilor aliajelor permite obtinerea unui amestec omogen al acestora, adausurilor si chiar a impuritatilor (Fe, Sn, In, Ni, Ir, etc), precum si o stabilitate si o duritate mare.

Adeziune optima la masele ceramice

v    legatura aliaj - ceramica trebuie sa reziste la forte de forfecare de cel putin 28 N/mm;

v    in acest sens se admite actiunea a cel putin trei mecanisme:

a)          Microretentii mecanice;

b)         Forte Van der Walls;

c)          Legaturi ionice intre oxizii de la suprafata aliajului si cei din masa cermaica.

O comparatie generala a proprietatilor aliajelor nobile si nenobile pentru ceramica arata ca aliajele de baza au  duritati si module de elasticitate mai mari si densitatii mai mici. Datorita temperaturilor de topire mai mici si duritatilor inferioare, aliajele nobile sunt mai usor de turnat si finisat decat cele din metale de baza. Titanul in special este greu de turnat datorita temperaturilor sale de topire. Adeziunea corespunzatoare a ceramicii la metal se poate raliza in toate cazurile; totusi, legarea cu unele aliaje metalice de baza este mai sensibila la tehnica. Chiar daca exista putine mentiuni in literatura de specialitate despre adeziunea ceramicii la aliajele de titan se pare ca legarea se realizeaza daca sunt utilizate ceramici speciale.

DEOSEBIRI INTRE ALIAJELE PENTRU COROANA

METALO-CERAMICA SI COAROANA METALO-ACRILICA

Exista sase deosebiri intre aliajele pentru tehnica metalo-ceramica si tehnica metalo-acrilica.

1.     Un aliaj pentru metalo-ceramica trebuie sa fie capabil sa produca oxizi pe suprafata sa pentru a putea realiza legaturi chimice cu ceramica dentara. Aliajele de baza care sunt formate din metale comune au trebuinta naturala de a forma oxizi cand se ridica temperatura la cea de fuziune a ceramicii.

Pe de alta parte, aliajele nobile se prezinta complet diferit, mai ales cele cu continut mare de Au. Componentele nobile nu oxideaza, de aceea este nevoie de procente mici de metale comune: Cu, Zn, pentru a se putea produce oxizi.

2.     Un aliaj metalic pentru metalo-ceramica va fi astfel elaborat incat coeficentul sau termic de expansiune sa fie putin mai mare decat al invelisului de portelan pentru a mentine sub tensiune fixarea ceramicii pe capa metalica. Cu toata legatura chimica puternica intre ceramica si oxizii aliajului metalic poate aparea fractura invelisului ceramic daca aliajul si ceramica nu sunt compatibile termic.

3.     Aliajul metalic trebuie sa aiba interval de topire mult mai inalt decat cel pentru aliajul ars pe el. Aceasta diferenta de temperatura este necesara pentru ca sinterizarea ceramicii in faza matura (de glazurare) sa se faca fara distorsiuni sau chiar topirea aliajului de suport.

4.     Aliajul nu trebuie sa se distorsioneze la temperatura de ardere a portelanului. Proprietatea de a nu avea schimbari dimensionale la temperaturi inalte se mai numeste "rezistenta la temperatura" sau "rezistenta la prabusire".

5.     Orice aliaj care este dificil de topit, turnat, prelucrat si lustruit nu este preferat de tehnician chiar daca celelalte proprietati sunt foarte bune (legaturi chimice puternice.).

6.     Un aliaj pentru metalo-ceramica trebuie sa fie biocompatibil. Usurinta prelucrarii de catre medic si tehnician, pretul de cost accesibil nu trebuie sa predomine asupra riscului pentru sanatatea pacientului.

CLASIFICAREA ALIAJELOR PENTRU

METALO-CERAMICA

In anul 1984 consiliul de materiale dentare al A.D.A. a facut o clasificare bazata pe continutul de metal nobil.

Clasificarea A.D.A. pentru aliaje cu continut de Au

Clasificarea A.D.A. nu poate sistematiza,ordona multitudinea de aliaje care au inundat piata dentara.

O clasificare alternativa celei A.D.A. se bazeaza pe compozitie si a fost facuta de Naylor in 1986.

Clasificarea lui Naylor imparte aliajele pentru metalo-ceramica in doua grupe mari:

-Aliaje nobile

-Aliaje de baza

Clasificarea aliajelor pentru tehnica metalo -ceramica

SistemGrupa

1.Aliaje nobile Au-Pt-Pd

continut mare de Ag

Au-Pd-Ag  

continut scazut de Ag

Au-Pd

Pd-Ag

cobalt

continut mare de Pdcupru

Ag-Au

cu Berilium

2.Aliaje de bazaNi-Cr

fara Berilium

Co-Cr

Alte sisteme

TIPURI DE ALIAJE NOBILE PENTRU METALO-CERAMICA

Sistemul Au-Pt-Pd

Este unul din cele mai vechi sisteme de aliaje pentru ceramica, dar azi sunt foarte putin folosite deoarece sunt foarte scumpe.

Nivelul compozitional de Au-Pt-Pd variaza considerabil. La unele aliaje procentul de paladium este mai mare decat cel de platina, astfel incat aliajele sunt denumite ca aliaje de Au-Pt-Pd.. Alte aliaje nu au deloc paladium, fiind denumite aliaje de Au-Pt.

COMPOZITIE:

Aur 75-88%; Palladium pana la 11%; Platina pana la 8%; Argint pana la 5%; urme de Indium, Fier, Staniu pentru oxizi de legatura cu masa ceramicaa.

Daca continutul de paladium depaseste continutul de platina, atunci aliajul poate fi numit Au-Pd-Pt.

AVANTAJE:

-turnare excelenta;

-excelente legaturi cu ceramica;

-usor de prelucrat si lustruit;

-inalt nivel de nobilitate;

-rezistenta mare la matuire si coroziune

-biocompatibilitate foarte buna;

-unele aliaje sunt galbene;

-sunt burnisabile.

DEZAVANTAJE:

-pret mare de cost;

-duritate scazuta

-greutate specifica mare (grele=scumpe)

-rezistenta scazuta la indoire (nu pot fi folosite pentru punti intinse).

SISTEMUL AU-PD -AG

Aceste aliaje au fost create pentru a compensa defectele sistemului Au-Pt-Pd, si anume rezistenta scazuta la indoire, duritatea scazuta si pretul de cost mare.

In cadrul sistemului sunt doua grupe, cu continut inalt de argint si cu continut scazut de argint. Datorita faptului ca este tot un aliaj bazat pe aur, ambele grupe seamana cu sistemul Au-Pt-Pd, creand multe avantaje si dezavantajele acestui sistem.

COMPOZITIE:

Aur 39-53%; Palladium 25-35%; Argint12-22%; urme de metale oxidabile pentru legaturile cu ceramica.

AVANTAJE:

-mai putin scump decat sistemul Au-Pt-Pd

-rezistenta crescuta la indoire

-grad inalt de "nobilitate".

DEZAVANTAJE:

-continutul crescut de Ag creeaza posibilitatea de schimbare a culorii masei ceramice;

-cost ridicat;

-coeficient de dilatare termica crescut.

SISTEMUL AU-PD

Acest sistem particular de aliaj a fost realizat pentru a rezolva doua mari probleme prezente la primele doua sisteme, si anume modificarile de culoare ale portelanului si coeficientul mare de dilatare termica.

COMPOZITIE:

Aur 44-55%; Paladium 35-45%; Galiu pana la 5%; Indiu; Staniu 8-12%.

Indiul,galiu,staniu sunt elemente oxidabile pentru legaturile metalo-ceramice.

AVANTAJE:

-turnare excelenta;

-legaturi chimice metalo-ceramice foarte puternice;

-rezistenta la coroziune si matuire;

-duritate scazuta;

-rezistenta crescuta la deformare;

-densitate scazuta

DEZAVANTAJE:

-nu sunt compatibile termic cu expansiunea maselor ceramice;

-cost ridicat.

SISTEMUL PD-AG

A fost primul sistem "fara aur" introdus in S.U.A. in 1974, oferit ca o alternativa economica la sistemele cu aur foarte scumpe. Pe piata se gaseste in doua sisteme:cu Pd 55-60% si cu Pd 50-55%.

COMPOZITIE:

1) Pd 55-60%; Ag 28-30%; In, Sn.

2) Pd 50-55%; Ag 35-40%; Sn,In.

AVANTAJE:

-cost mic;

-turnare buna;

-bune legaturi chimice cu ceramica;

-sunt burnisabile ;

-duritate mica;

-foate buna rezistenta la indoire;

-nivel nobil mediu;

-rezistenta buna la matuire si coroziune;

-favorabil pentru punti intinse.

DEZAVANTAJE:

-discolorari; galben, brun, verde pot aparea la anumite mase ceramice;

-la turnare pot aparea probleme;

-Pd si Ag absorb gaze;

-cer o curatire periodica a cuptorului de portelan; 

-pot forma si intern oxizi;

-nu trebuie turnate in creuzete de carbon;

-se recomanda mase de ambalat fosfatice fara carbon;

-au un coeficient mare de expansiune termica.

SISTEMUL CU CONTINUT CRESCUT DE PALADIUM

GRUPA PD-CO

COMPOZITIE: Pd 78-88%; Co 4-10%; urme de Ga,In.

AVANTAJE:

-pret de cost mic;

-buna rezistenta la formare;

-densitate mica;

-se topeste si se toarna;

-lustruire buna

DEZAVANTAJE:

-produce un strat de oxid negru;

-stratul de oxid poate produce o albastreala a portelanului;

-predispozitie la absorbtie de gaze;

-nu exista o experienta pe termen lung.

GRUPA PD-CU

COMPOZITIE: Pd 70-80%; Cu 9-15%; Au 1-2%; Pt1%,urme de Ga,In,Sn pentru producerea legaturii cu ceramica.

AVANTAJE:

-buna topire si turnare

-cost scazut

-densitate mica

-rezistenta la coroziune si matuire

-compatibilitate cu marea majoritate a marcilor de ceramica

DEZAVANTAJE:

-produce un strat gros de oxid negru

-poate produce discolorari (gri) la unele marci de cermica

-nu se toarna in creuzete de grafit (topire electrica)

-predispozitie la absorbtia de gaze

-nu sunt recomandabile pentru punti intinse

-nu exista experienta pe termen lung

-se lustruiesc mai greu

-duritate mare

GRUPA PD-AG-AU

COMPOZITIE: Pd 75-86%; Au2-6%; Ag 1-7%; Pt 1%.Urme de Ga,In.

AVANTAJE:

-pret de cost scazut ;

-densitate mica;

-rezistenta mare la deformare;

-strat de oxizi usor colorati.

DEZAVANTAJE:

-nu exista o experienta pe termen lung;

-predispozitie la absorbtie de gaze;

-nu se toarna in creuzete de grafit