Формувальні матеріали, Флюси, кислоти і луги

 

Конструкції протезів, апаратів і шин виготовляють також методом точного лиття. Суть методу полягає в тому, що матеріал (метал, пластмаса) у розплавленому або пластичному стані під тиском заповнює заздалегідь заготовлену пусту форму і в ній твердіє. Для цього вос­кову заготовку деталі спочатку покривають вогнетрив­кою оболонкою, що складається з відповідних матері­алів. Коли з цієї оболонки видалити віск (розтопивши його), утворюється порожнина — ливарна форма, яка точно відповідає восковій моделі. Цю порожнину пізніше заповнюють матеріалом виробу (метал, пластмаса та ін.).

Форма для лиття (опока)— це спеціально виготов­лена посудина, внутрішні стінки якої за своїми обриса­ми відповідають обрисам відливка. Окрім основної по­рожнини, опока містить додаткові, так звані службові порожнини додаткових живильників, стояків та ін.

Процес виготовлення і підготовки форми до залив­ки розплавленим металом називається формуванням, а матеріали, що застосовуються для виготовлення фор­ми, — формувальними матеріалами. Найчастіше такі матеріали являють собою суміш із кількох компонен­тів. Формувальні матеріали повинні мати такі власти­вості: 1) виявляти високу термостійкість і міцність під час лиття; 2) твердіти протягом 7 — 10 хв; 3) не містити речовин, що реагують із металом відливка і погіршу­ють його властивості; 4) не зчіплюватися з відливком; 5) мати дрібнозернисту структуру, щоб відливок мав гладеньку поверхню і достатню газопроникність (для видалення газів, які утворюються під час лиття); 6) ма­си з вогнетривких матеріалів повинні мати добру теку­чість, здатність зволожувати воскові моделі, накладати­ся на них без утворення повітряних порожнин; 7) сумар­на величина гігроскопічного і термічного розширення, а також розширення під час твердіння має бути достат­ньою для компенсації усадки відливка.

У стоматологічній практиці найчастіше застосовують одноразові форми для лиття. Залежно від того, який метал використовується для лиття і яка формувальна маса застосовується для виготовлення опоки, стінки останньої можуть бути одно- або двошарові. Одноша­рові опоки використовують, як правило, тоді, коли ме­тал, який заливають, має не надто високу температуру плавлення (латунь, сплави золота та ін.) Двошарові й багатошарові опоки частіше застосовуються для відлив­ки моделей із нержавіючих сталей, кобальтохромових, нікелехромових, титанових та інших сплавів із висо­кою температурою плавлення.

Формувальні суміші для двошарових опок поділя­ють на основні (облицювальні) і допоміжні. Основні формувальні суміші складають основу формувальної оболонки, що безпосередньо контактує з матеріалом протеза, від властивостей якої залежать головні якісні показники опоки. Допоміжні формувальні суміші (на­повнювачі) складають основну масу опоки.

Як основний компонент більшості вогнетривких су­мішей використовують діоксид кремнію та його модифі­кації. Для утворення опоки порошкоподібний вогне­тривкий матеріал змішують із рідким зв'язувальним компонентом різної хімічної природи. Залежно від зв'я­зувальної речовини всі формувальні матеріали поділя­ють на силікатні, сульфатні (гіпсові) і фосфатні.

Силікатні формувальні матеріали.Діоксид силіцію 5іО2 — кварцовий пісок, основний компонент форму­вальних сумішей. Він надає формувальній масі вогне­тривких властивостей і за певних температурних інтер­валів зумовлює розширення опоки, здатне компенсувати усадку відливка. Із трьох відомих алотропічних форм силіцію (кварц, тридиміт і кристобаліт) здатність до розширення мають кварц і кристобаліт. Ці дві форми і використовують у формувальних сумішах.

Кварц, кристобаліт і тридиміт при нагріванні до 575 °С переходять з а-форми в р-форму.

1300-1350 °С а-Кристобаліт [З-Кристобаліт

575 °С

сс-Кварц --- > (З-Кварц

870 °С

у-Тридиміт р-Тридиміт а-Тридиміт

Схема алотропічних переходів силіцію

Алотропічні переходи діоксиду силіцію в різні фор­ми є оборотними. Чистота поверхні відливка залежить від величини часточок формувального матеріалу (його дисперсності). Чистоту поверхні визначають за висо­тою нерівностей на ній, вимірюваною в мікронах. По­верхня відливка буде чистою, якщо застосовувати квар­цовий порошок, який повністю проходить крізь сито №140 з отворами діаметром 0,1 мм і крізь сито з отво­рами діаметром 0,05 мм (залишок порошку на ситі не повинен перевищувати 50%). Такий дрібнодисперсний (випалений за температури 900 °С протягом 2 год) по­рошок називають кварцовим борошном, або маршалі-том. Чиста кварцова мука повинна містити не менше ніж 98% діоксиду силіцію. Вона є основним компонен­том облицювального, або внутрішнього, шару (вогне­тривкої сорочки) опоки. Цей шар повинен бути завтов­шки не менше ніж 1 —2 мм. Він безпосередньо контак­тує з розплавленим металом.

Зовнішній (наповнювальний) шар форми лиття зміц­нює внутрішній. Товщина його може бути від одного до кількох сантиметрів. За вогнетривкістю, міцністю і дис­персністю він може дещо поступатися матеріалу обли­цювального шару. Матеріали обох шарів форми повин­ні мати добру газопровідність, щоб запобігти газовій пористості відлитої деталі.

Останнім часом під час лиття високотемпературних сплавів часто застосовують маршаліт, пластифікований гідролізованим етилсилікатом (силікатні формувальні маси).

Етилсилїкат — етиловий ефір ортосилікатної кис­лоти. Це прозора рідина жовто-зеленого кольору, з лег­ким ефірним запахом. Вона містить від 21 до 41% діоксиду силіцію.

Для виготовлення облицювального шару опоки етил-силікат піддають гідролізу, унаслідок чого утворюють­ся спирт і низка сполук силіцію (силоксанів), які під час випалювання форми переходять у чистий діоксид силіцію.

Для прискорення процесу гідролізу до води додають етиловий спирт і каталізатор (0,2 — 0,3% розчин хлоридної кислоти). Однак вода та етилсилікат не розчиня­ються один в одному, тому для утворення однофазового розчину беруть речовини, в яких розчиняється і вода, і етилсилікат. Це може бути спирт або ацетон. Реакція зі спиртом відбувається повільніше, ніж з ацетоном. До то­го ж ацетон швидше випаровується і зумовлює швидке випаровування води, а зневоднений гель менш схиль­ний до утворення тріщин. Однак ацетон є легкозаймис­тою речовиною. Кількість узятого розчинника має бути такою, щоб вміст кремнезему в готовому розчині не пе­ревищував 22%.

До однієї частини гідролізованого етилсилікату дода­ють 2 частини маршаліту, ретельно розмішують. Отри­ману облицювальну масу 2 — 3 рази нашаровують на знежирену воскову модель (волосяним пензликом або шляхом занурення воскової репродукції деталі з лив­никами і конусом в облицювальну масу).

Ливарний блок покривають першим густо заміша­ним шаром облицювальної маси, сушать під вентилято­ром протягом 10 —15 хв, виймають і висушують під вен­тилятором протягом 7 — 10 хв. Після цього наносять другий шар облицювальної маси, замішаної не так гус­то (для заповнення тріщин у першому шарі), сушать його під вентилятором протягом 10 — 15 хв, поміщають в ексикатор з аміаком на 10 — 15 хв і висушують про­тягом 10 — 15 хв. Потім починають формування (утво­рення зовнішнього шару опоки). Для міцнішої фіксації облицювальної маси на восковій репродукції, затримки стікання маси з поверхні моделі та підвищення міцнос­ті вогнетривкої оболонки опоки кожен шар нанесеної на репродукцію маси посипають тонким рівномірним шаром випаленого дрібного кварцового піску.

Кварцовий пісок використовують і для наповнення опоки. Пісок ретельно очищають, промивають і випа­люють за температури 900 °С протягом 2 год. Допусти­ма кількість глинистих домішок у піску — не більше ніж 1,5%. Дисперсність (зернистість) піску повинна за­безпечити хорошу газопроникність форми. Таку диспер­сність мають піски, які просіюються крізь сито № 70 (0,25) і № 40 (0,44) (марка 40/70).

Глиноземний цемент — використовується для зв'язування кварцового піску в опоках і створення до­статньо міцної формувальної наповнюючої маси. Цемент містить 35-55% АІ2О3, 5-12% 5іО2, 35-40% СаО і близько 15% Ре2О3. Твердіння цементу зумовлюють алю­мінати кальцію. Воно відбувається протягом 1 год. Це­мент вогнетривкий, міцність на стискання (цемент мар­ки 500) становить 450 кгс/см2. Кварцовий пісок і гли­ноземний цемент змішують у співвідношенні 6:1 чи 7:1. Суміш змочують водою (4:1 чи 5:1) і заповнюють нею опоку. Зберігають цемент і суху формувальну суміш у сухому місці. У разі поглинання ними вологи здатність їх до твердіння значно погіршується.

Для лиття деталей із кобальтохромових сплавів, не­ржавіючої сталі та інших сплавів із температурою плав­лення понад 1100 °С застосовують різноманітні форму­вальні маси.

"Сіоліт". Складається з порошку і рідини. Поро­шок — суміш кварцу, фосфатів і оксиду магнію. Ріди­на — силікагель. Призначений для виготовлення вог­нетривкої форми лиття для відливки суцільнолитих протезів і каркасів металокерамічних протезів.

"формаліт". До його складу входять маршаліт, кварцовий пісок, етилсилікат, ортоборатна кислота (або глиноземний цемент). Облицювальну масу готують шля­хом змішування маршаліту з гідролізованим етилсилі-катом. Отриманою сметаноподібною масою утворюють вогнетривку оболонку. Застосовують "Формаліт" для лиття деталей із КХС і нержавіючої сталі. Масу для наповнення опоки готують із кварцового піску і глино­зему (у співвідношенні 6:1 чи 7:1) або піску з борною кислотою (10:1 чи 10:1,5).

П.С Фліс, М.І. Пясецький і С.Й. Криштаб (1983) запропонували нову формувальну масу для лиття про­тезів із КХС. Склад маси такий: кварцовий пісок — 36,2%, порошок керамзиту — 7,9%, поліетаксилан — 5,3-8,3%, пилоподібний кварц - 37%. Маса компен­сує усадку сплаву в межах 1,6—1,8%.

Сульфатні, або гіпсові, формувальні матеріали.Зв'язувальною частиною є гіпс. Основними їх компо­нентами можуть бути оксиди силіцію й алюмінію. Гіп­сові формувальні матеріали застосовують під час лиття сплавів, які мають температуру плавлення до 1100 °С. Дія високої температури за дуже короткий час, протя­гом якого відбувається лиття, практично не призводить до руйнування оболонки опоки і на якості невеликого за масою відливка не позначається. Під час лиття спла­вів із більш високою температурою плавлення користу­ватися такими сумішами не слід. У них за температу­ри понад 400 — 500 °С відбувається початковий розпад гіпсу з утворенням сірчистого газу, сірководню та ін­ших газоподібних речовин.

Слід ураховувати деякі особливості гіпсових форму­вальних матеріалів, які зумовлені властивостями гіпсу.

І. Шд час твердіння формувальна маса розширю­ється (унаслідок зменшення густини маси, зумовленої затримкою води між кристалами вогнетривкого напов­нювача). Коли заповнену опоку в початковій стадії твер­діння занурити у воду, то відбувається насичення фор­мувальної маси водою, що призведе до ще більшого її розширення. Сумарна величина гігроскопічного розши­рення може досягати 1—2%.

2. Під час термічної обробки опоки, яку проводять із метою випалювання воску і вогнетривкого наповню­вача, спостерігається дегідратація гіпсу, і він дає усад­ку (до 2%).

Термічне розширення формувальної маси здатне істотно компенсувати усадку металу. З цією метою за­стосовують кварц чи кристобаліт як вогнетривкий на­повнювач. Застосування кристобаліту дає можливість під час лиття в гарячу форму (температура близько 350 — 400 °С) отримати її розширення до 1,85%, що компенсує усадку сплавів із відносно невеликою усад­кою під час твердіння (сплави на основі золота, пала­дію та ін.).

З метою регулювання процесів термічного розши­рення і швидкості схоплювання у формувальні суміші вводять добавки в кількості до 2% (натрію хлорид, ор­тоборатна кислота, натрію тартрат та ін.). Так, добавка бури збільшує час схоплювання і зменшує термічне роз­ширення. Додаючи порошок сирого гіпсу, можна змен­шити час схоплювання і збільшити термічне розширення.

Формувальні маси на основі кристобаліту мають пев­ні переваги порівняно з кварцовими. Кристобаліт роз­ширюється більше, ніж кварц, і може повністю компен­сувати усадку сплавів на основі золота. Для більш пов­ної компенсації усадки відливка розплавлений метал заливають у форми до температури, за якої кристоба­літ перебуває в р-формі. Таким чином, форма з кварцо­вого піску повинна бути нагріта до 700 °С, а з кристо­баліту — усього до 450 °С.

Методом змішування в різних пропорціях кварцу і кристобаліту отримують формувальні суміші з різною величиною термічного розширення (у межах від 0,9 до 1%). Кварц може надати формувальному матеріалу термічного розширення до 1,4%, а кристобаліт — до 1,6%. Формувальні суміші на основі кварцу мають най­меншу міцність у температурному інтервалі 100— 125 °С і 770 — 830 °С (перехід кварцу з а-форми в р-форму).

Матеріали з кристобалітом виявляють найменшу міц­ність за температури 210 — 260 °С. Тому розплавлений метал треба заливати у форму, нагріту до температури, яка вища за температуру, коли міцність формувально­го матеріалу мінімальна.

Промисловість випускає різноманітні формувальні маси, призначені для певних конструкційних сплавів благородних і неблагородних металів.

"Аурит" — суміш порошку кристобаліту з гіпсом і добавками. Під час замішування з водою в пропорції 100 — 36:40 г схоплюється і твердіє за 10 — 30 хв. Твер­да маса "Аурит" має коефіцієнт термічного розширен­ня не менше ніж 0,08, її міцність на стискання через 24 год після твердіння становить 20 кгс/см2.

Термостійка гіпсова суміш (ТГС) — меха­нічна суміш кремнезему з напівгідратом кальцію сульфа­ту (гіпсом). Міцність на стискання через 2 год після твердіння становить не менше ніж 60 кгс/см2, термічне лінійне розширення під час твердіння і нагрівання до 700 —800 °С — 1,3—1,4%, що компенсує усадку сплаву.

"Аурит" і ТГС застосовують для виготовлення опок для відливки протезів із сплавів на основі золота.

"Силаур" — формувальна маса, що складається з 70% кремнезему (АІ2О3) тонкого помолу і 25 — 30% автоклавованого міцного гіпсу. Випускають два види цієї маси.

"Силаур № 3-Б" містить автоклавований гіпс і крем­незем. Його застосовують для відливки дрібних де­талей підвищеної точності (вкладки, півкоронки). Ви­різняється дрібнішою дисперсністю часточок наповню­вача.

"Силаур № 9" містить кремнезем і формувальний гіпс. Призначений для відливки за розміром деталей із сплавів, що мають температуру плавлення не вищу ніж 1000—1100 °С. Як першу, так і другу маси застосову­ють для формування воскових моделей без облицю­вального шару. Маси замішують із водою до сметано-подібної консистенції і заливають у форму лиття. Час схоплювання — 10 — 30 хв.

Застосовують й інші формувальні маси на основі ді-оксиду кремнію (кристобаліту) і гіпсу, зокрема препа­рати "Експодент" (Чехія), "Дегувест Каліфорнія" (Ні­меччина).

Для виготовлення литих деталей (коли велика точ­ність не потрібна) часто використовують формувальні ма­си на основі гіпсу: 1)1 частина чистого азбесту, 2 части­ни гіпсу, 1 частина кремнезему в порошку; 2) 2 частини тонкого річкового піску, 1 частина гіпсу; 3) 1 частина гіпсу, 3 частини кремнезему в порошку; 4) 4 частини гіпсу, 2 частини тальку, 2 частини крейди, 1 частина піску. Масу замішують із водою в гумовій чашці до сметаноподібної консистенції, якою заповнюють опоку.

Описані вище формувальні маси застосовують і для лиття виробів із срібно-паладієвих сплавів.

Фосфатні формувальні маси. Фосфати, що містять ці маси, за своїм складом подібні до фосфат-цементів, які застосовують у стоматології. Під час змішування оксидів металів (алюмінію, магнію, цинку), які вхо­дять до складу порошку, з рідиною (ортофосфатна кис­лота) утворюються фосфати, які міцно зв'язують зерна наповнювача формувальної суміші (кварц, кристобаліт та ін.).

Унаслідок термічної обробки фосфати переходять з орто- в піроформу, яка виявляє велику термостійкість за температури 1200 — 1600 °С. Компенсаційне розши­рення форми при використанні цих формувальних мас можна отримати тільки за рахунок наповнювача (діоксиду силіцію).

Опоки з фосфатних матеріалів не мають гігроско­пічного розширення. Випалювати воскову модель необ­хідно при поступовому підвищенні температури, щоб уникнути не тільки розтріскування форми, але й по­шкодження її газовими пухирцями, які виникають при вигоранні воску. До фосфатних формувальних мас на­лежать "Силамін" і "Кристосил".

Із зарубіжних фосфатних формувальних матеріа­лів найчастіше застосовують "Віровест" (твердість — 140 Н/мм2), "Віроплюс" (твердість — 190 Н/мм2), "Бегостал" (термічне розширення — 2,45%), "Беллавест Т" із рідиною для замішування "Бегостал" (уні­версальний формувальний матеріал для лиття зі сплавів благородних металів із високою температурою плавлен­ня), а також замішувані на дистильованій воді "Ауро-вест Софт" і "Дегувест Софт" (термічне розширення — 2,15%), безграфітний "Ауровест Б" (термічне розши­рення — 2,15%). Усі ці матеріали німецького вироб­ництва і призначені для лиття каркасів металокераміч­них протезів зі сплавів благородних металів.

Формувальні маси "Динамік" (Німеччина) і "Фудживест" (Японія) після затвердіння можна поміщати в нагріту до температури 800 °С ± 50 °С пічку, при чому це не впливає на розширення та якість поверхні фор­мувального матеріалу. Маса "Касторит супер Ц" реко­мендована для лиття зі сплаву "Реманіум" (Німеччина). Зазначені вище маси застосовують для лиття зі сплавів із високою температурою плавлення.

Формувальні маси для виготовлення вогнетривких моделей.Останнім часом широко використовуються ме­тоди лиття металевих сплавів у вогнетривкі форми на вогнетривких моделях. Таким методом отримують най­складніші ортопедичні конструкції, які вирізняються ве­ликою точністю розмірів і високою чистотою (гладкіс­тю) поверхні. Модель, на якій відливають деталь, по­винна бути виготовлена з термостійких матеріалів, що мають відповідний коефіцієнт термічного розширення, який забезпечив би при відповідній термічній обробці компенсацію усадки металу відливка під час охолоджен­ня опоки. Поверхня вогнетривкої моделі повинна бути гладенькою.

При виготовленні вогнетривкої моделі спочатку зні­мають дублюючий відбиток із заздалегідь підготовле­ної моделі за допомогою дублюючої відбиткової маси ('Телін"). За отриманим відбитком відливають термо­стійку керамічну модель.

Для відливки таких моделей запропоновано різні су­міші. Найчастіше застосовують маси, які випускає про­мисловість. "Бюгеліт" — комплект формувальних матеріалів, призначений для виготовлення гіпсових і дублюючих моделей, опок для бюгельних протезів, які виготовля­ють методом точного лиття з хромокобальтових спла­вів. Комплект містить: 1) високоміцний автоклавований гіпс для виготовлення первинної моделі за відбитком; 2) дублюючу масу 'Телін" для виготовлення негативної форми первинної моделі (відбитка); 3) формувальну масу ОЛ (В.А. Озеров і Є.М. Любарський) — силікат­но-формувальний матеріал, що містить пісок кристоба­літу (30 — 40%), пилу кристобаліту (30 — 50%), пилоподібного кварцу (20 — 40%); зв'язувальну речовину — етилсилікат (гідролізований) і твердник. До складу су­міші також входить пексан (5 — 10% від загальної ма­си наповнювача), що забезпечує збереження розмірів моделі під час сушіння і запобігає адгезії вогнетривкої моделі з дублюючою масою.

Порошок і рідину для одержання моделі беруть у співвідношенні 4:1, старанно розмішують. Маса по­чинає тужавіти через 3 — 5 хв, повністю твердіє через 45 — 60 хв. Максимальне розширення (1,8 — 1,9%) до­сягається за температури понад 600 °С. Механічна міц­ність після твердіння на статичний згин становить 4,5 — 5,5 кгс/см2, а після висушування — 23 — 30 кгс/см2.

"Кристосил-2" складається з наповнювача (по­рошку кристобаліту і фосфатної зв'язки). Під час замі­шування з водою одержують пластичну масу, яка почи­нає твердіти через 5 — 7 хв і остаточно твердіє через 45 — 50 хв. При цьому маса розширюється на 0,4 — 0,5%. Термічне розширення "Кристосилу-2" під час нагріван­ня до 700 °С становить 0,8—1%. Сумарне розширення може досягти 1,2 — 1,5%.

"Силамін" — фосфатна формувальна маса, яка містить кварцовий пісок, магнезитовий порошок і фос­фатну зв'язку. Беруть 100 — 120 г порошку і відповід­ну кількість води, замішують до утворення рідкої кон­систенції і заповнюють відбиток моделі. Маса починає твердіти через 7 — 10 хв. Закінчується твердіння через 55—60 хв. Відлиту модель сушать за температури 180 — 200 °С протягом ЗО хв, потім її закріплюють зану­ренням у киплячий віск (температура 150°) на 1 — 2 хв. Максимальне термічне розширення такої моделі стано­вить 1,4%. Як закріплювач вогнетривких моделей мож­на використовувати суміш каніфолі і церезину.

Для виготовлення вогнетривких моделей можна за­стосовувати й інші формувальні маси з наповнювачами (дрібнозернистим кварцитом, кварцовим піском із зер­нами різної величини та ін.). Як зв'язувальний мате­ріал додають етилсилікат або фосфатну зв'язку.

Вогнетривкі маси "Бюгеліт", "Силамін", "Крис-тосил-2" термічно стійкі в температурному інтервалі 1400—1700 °С, хімічно стійкі, але недостатньо міцні навіть після висушування і закріплення. Термічне роз­ширення цих мас під час випарювання опоки здатне част­ково компенсувати усадку кобальтохромових та інших сплавів, які мають близькі величини усадки (1,5 — 1,8%).

Вогнетривка маса для лиття суцільноли-тих протезів (П.С. Фліс і співавт.) містить (у ваго­вих %):

кварцовий пісок — 36,2;

керамзит (у порошкоподібному стані) — 7,9;

оксид магнію — 3,7;

ацетоновий розчин триетаноламіну — 7,9;

поліетоксисилоксисилоксан —8,3;

маршаліт — 37.

Маса має гладеньку поверхню на моделі, добру га­зопроникність, легко відділяється за допомогою піско­струминного апарата, не потребує закріплення, легко ріжеться корундовими дисками, компенсує усадку спла­вів на 1,6-1,8%.

Застосовують також зарубіжні вогнетривкі матері­али для моделей: "Креско церевест-2" для сплаву "Ре~ маніум-380", "Віроплюс Н" для сплаву "Вірокост" (Ні­меччина) та ін. Для закріплення поверхні вогнетрив­ких моделей пропонується спеціальна рідина "Фурол". Модель нагрівають до 250 °С, витримують 30 хв і за­нурюють у рідину, поміщають у муфельну піч для пов­ного висихання рідини. Потім модель охолоджують до кімнатної температури і розпочинають моделювання бюгеля.

Останнім часом фірми, що випускають зуботехнічні матеріали, рекомендують користуватись однією техно­логічною лінією виготовлення протеза із застосуванням тільки фірмових матеріалів: гіпсу, восків, формуваль­них мас, металу (сплаву).

Флюси (плавні).Під час твердого паяння дета­лі, які з'єднують, нагрівають до високої температури (700 — 800 °С), що може призвести до утворення на їх поверхні оксидної плівки. Це сприяє утворенню порис­тості паяного шва, різко знижує взаємну дифузію спла­вів і міцність паяння. Перед паянням поверхні деталей у місці паяння необхідно зачистити від оксидної плівки і забруднень. Для цього застосовуються спеціальні ре­човини — флюси. Вони розчиняють оксидну плівку.

Вимоги до флюсів такі: 1) температура плавлення флюсу має бути нижчою від температури плавлення припою; 2) флюс повинен розчиняти оксидну плівку і запобігати її утворенню під час паяння; 3) флюс пови­нен розтікатися на контактних поверхнях у гарячому стані; 4) флюс повинен легко зніматися з поверхні шва і спаюваних деталей після паяння.

У зубопротезній техніці як флюси застосовують бу­ру, ортоборатну кислоту, іноді хлорид цинку, каніфоль (для паяння оловом).

Бура — безбарвні кристали, що розчиняються у воді й глицерині. Під час нагрівання до температу­ри 400 °С повністю втрачає воду, а за температури 700 — 740 °С плавиться і стає прозорою склоподібною масою, яка добре розтікається і покриває тонкою плів­кою поверхні, які спаюються.

Буру на місце спаювання наносять різними способа­ми (у вигляді розчину, кашки, порошку або разом із підігрітим припоєм). Однак її слід наносити на не дуже нагріті поверхні, оскільки на них ще не встигає утво­ритися оксидна плівка. Це особливо важливо під час паяння сталевих деталей, бо оксидну плівку на поверх­ні сталі бура не розчиняє, а тільки запобігає утворенню нової плівки. Крім того, повільне підігрівання бури сприяє повільному звільненню від кристалічної води (дегідратації) без утворення бульбашок (піни). Швид­ке нагрівання бури сприяє утворенню бульбашок, які зміщують припій з місця паяння, а на ділянках здуття (спінення) бури іноді утворюється окалина, що пере­шкоджає міцному з'єднанню деталей. Крім того, спо­стерігається утворення твердих крупинок на місці шва, які потім важко зняти.

Склоподібну масу бури знімають із поверхні проте­за шляхом травлення розчином кислот (нітратної, хлоридної), що негативно впливає на поверхню металу про­теза. Щоб уникнути цих недоліків, К.Х. Красильников запропонував флюс такого складу: борний ангідрид — 35%, калію фторид — 42%, бористоводневий калій — 23%. Цим флюсом можна користуватися під час паяння як золотоплатинових, так і хромонікелевих сплавів. Як вибілювач при застосуванні цього флюсу використову­ють 5% розчин лимонної кислоти (кип'ятити 2 — 3 хв), яка не справляє негативного впливу на метал.

Ортоборатна кислота (Н;іВО3) — безбарвні лускоподібні кристали. Вона легко розчиняється в га­рячій воді і спирті, а в холодній воді — у співвідно­шенні 1 частина ортоборатної кислоти на 25 частин во­ди. Порівняно з бурою ортоборатна кислота виявляє меншу здатність розчиняти оксидну плівку і запобігати її утворенню на поверхні металів. Тому вона застосову­ється рідше. Ортоборатну кислоту використовують як флюс у зубопротезуваніїі в комбінації з іншими речови­нами. Наприклад: 1) ортоборатна кислота (50%), фто­рид кальцію (50%); 2) ортоборатна кислота (35%), по­рошкоподібна зневоднена бура (55%), діоксид силіцію (10%). Цей флюс застосовують під час паяння деталей із золотоплатинових сплавів, міді чи латуні срібними і срібно-кадмієвими припоями. Діоксид силіцію в таких випадках забезпечує добру в'язкість припою.

Хлорид цинку — протравлена цинком концент­рована хлоридна кислота. Застосовується під час м'якого паяння оловом, оловоцинковими припоями як флюс. Має вигляд прозорого концентрованого розчину.

Каніфоль — суміш смоляних кислот, що утворю­ються під час виготовлення скипидару з деревини хвой­них порід дерев. Це тверда і крихка речовина темного або світло-коричневого кольору. Розм'якшується за тем­ператури 60 °С, плавиться за температури 120 °С. Роз­плавлена каніфоль добре змочує метали, захищаючи їх поверхні від корозії. Тому її широко застосовують під час паяння оловом і лудіння (покриття оловом).

Кислоти і луги. У процесі виготовлення металевих ортопедичних конструкцій сплави піддають термічній обробці, яка підвищує і прискорює окиснення їх поверх­ні з утворенням оксидної плівки (окалини). Вона надає поверхні виробу темного непривабливого вигляду. Ока­лина відрізняється від чистого сплаву більшою твердіс­тю і крихкістю, а інколи вона прискорює корозію мета­лу. Зняття оксидної плівки (окалини) з усієї поверхні виробу створює умови для якісного шліфування і полі­рування. У промисловості застосовують різні способи видалення окалини: електроерозійний, електрохімічний, електропроменевий, хімічний тощо.

У зубопротезній техніці найчастіше застосовують хі­мічний метод зняття окалини (шляхом розчинення її водними розчинами кислоти чи сумішами кислот). Для видалення оксидної плівки використовують нітратну, хлоридиу і сульфатну кислоти.

Нітратна кислота (НгЮ3). Чиста нітратна кис­лота — рідина без кольору, з різким запахом, димить на повітрі. Густина — 1,56 г/см3, кипить за температури 83,8 °С. Добувають нітратну кислоту під час реакції кон­центрованої сульфатної кислоти з селітрою Маї\Ю3 або каталітичним окисненням аміаку і розчиненням одержа­них оксидів у воді. З водою нітратна кислота змішується в будь-яких пропорціях. Нітратна кислота, яка є в прода­жу, містить 68% Н1\Ю3. її густина становить 1,44 г/см3. Ця кислота виявляє велику окисну здатність. Під впливом світла вона легко розкладається на діоксид азоту і воду: 4НШ3 = 2Н2О + 4Ш2 + О2.

Нітратну кислоту відносять до найактивніших кислот. Вона розчиняє майже всі метали (крім золота і платини).

У народному господарстві нітратна кислота широко використовується для виготовлення азотистих добрив, барвників, вибухових речовин та ін.

У зубопротезуванні вона також застосовується — входить до складу сумішей (вибілювачів) для зняття окалини з нержавіючої сталі й хромокобальтових спла­вів. У складі царської горілки застосовується для роз­чинення золота і платини під час афінажу сплавів. 50% нітратна кислота застосовується для хімічного очищен­ня литих металевих деталей (для звільнення їх від за­лишків формувальної маси). Чиста нітратна кислота може використовуватися для афінажу золота методом квартування зі сплавів золота низької проби.

Під час роботи з нітратною кислотою необхідно су­воро дотримуватися правил техніки безпеки, бо в разі потрапляння концентрованої нітратної кислоти на дере­в'яні та інші горючі матеріали може виникнути пожежа.

Сульфатна кислота (Н25О4) — безбарвна ма­сляниста на вигляд рідина, без запаху. Концентрована сульфатна кислота містить 96,5% Н2ЗО4. Густина ЇЇ ста­новить 1,84 г/см3, кипить за температури 388 °С, а за температури -10,4 °С перетворюється на тверду крис­талічну масу. Хімічно чиста сульфатна кислота — це сполука сірчаного ангідриду з водою. Добувають суль­фатну кислоту двома способами: контактним і камер­ним. При використанні контактного способу сірчистий газ (який утворюється під час спалювання сірчаного колчедану) за наявності каталізатора під дією кисню перетворюється на сірчаний ангідрид, який при змішу­ванні з водою утворює сульфатну кислоту.

При застосуванні камерного способу сірчистий газ у спеціальних камерах піддають обробці діоксидом азоту і одержують сірчаний ангідрид, який під час розчинен­ня у воді перетворюється на сульфатну кислоту.

Сульфатна кислота активно з'єднується з водою, при цьому виділяється тепло (екзотермічна реакція). Цю властивість необхідно враховувати під час змішування ЇЇ з водою. Кислоту слід наливати у воду дуже повіль­но, тоненькою цівкою, щоб запобігти викиду кислоти з посудини назовні. Сульфатна кислота — дуже енер­гійний окиснювач і є одним з найважливіших продук­тів хімічної промисловості. У зубопротезуванні засто­совується в сумішах для зняття окалини.

Хлоридна кислота (НС1) — безбарвна ріди­на з різким запахом хлороводню. Добувають кислоту під час реакції сульфатної кислоти з кухонною сіллю (КаСІ). Утворений газ — хлороводень — розчиняють у воді.

Синтетичну хлоридну кислоту отримують спалю­ванням водню у струмі хлору, Хлороводень, що утво­рився, поглинається водою; це і є хлоридна кислота. Концентрована хлоридна кислота містить близько 37% НС1. її густина становить 1,19 г/см3. Технічна хло­ридна кислота забарвлена домішками, найчастіше має жовтуватий колір і близько 27,5% НС1. Синтетична хлоридна кислота містить 31% НСІ. Під час нагрівання розчину кислоти, який містить 20,2% хлороводню, ви­паровуються одночасно хлороводень і вода. При біль­ших концентраціях хлороводню спочатку випаровуєть­ся саме він (до концентрації 20,2% НСІ), а при малих концентраціях НСІ спочатку випаровується вода. Од­нак (залежно від тиску) ця закономірність може бути порушена.

Хлоридна кислота легко вступає в реакцію з багать­ма металами, утворюючи солі. Широко використовуєть­ся в різних галузях народного господарства для до­бування різних солей, у металургійній промисловості, під час добування благородних металів, а також у ме­дицині.

У стоматології хлоридна кислота застосовується як самостійно для вибілювання виробів із золотоплатинових сплавів, так і як компонент вибілювачів для нержа­віючої сталі, хромонікелевих сплавів, а також як скла­дова частина формувальних сумішей. У складі царської горілки використовується для розчинення золота і пла­тини.

Хлоридна кислота, потрапляючи на шкіру, спричи­нює опік. Пари кислоти подразнюють дихальні шляхи і слизову оболонку ротової порожнини. Тому роботи з хлоридною кислотою необхідно проводити у витяж­ній шафі, суворо дотримуючися правил техніки без­пеки.

Ортофосфатна кислота (Н3РО4) — безбарв­ні прозорі кристали, що плавляться за температури 42,3 °С і добре розчиняються у воді. Добувають ортофосфатну кислоту кип'ятінням метафосфатної кислоти з водою або окисненням червоного фосфору нітратною кислотою. Ортофосфатна кислота входить до складу цементів (рідина), які застосовуються в стоматологіч­ній практиці, а також протравлювачів дентину та емалі які використовують під час пломбування зубів,

Лимонна кислота (С6Н8О7-Н2О) — безбарв­ні кристали, які добре розчиняються у воді і спирті. Широко застосовується в харчовій промисловості й ме­дицині. У зубопротезній техніці були спроби викорис­тати лимонну кислоту як вибілювач (у 5% концентра­ції) і протравлювач емалі.

Вибілювачі.Зняття оксидної плівки і залишків флю­сів на виробах після паяння та випалювання за допо­могою різних хімічних сполук називають вибілюванням, а речовини, які застосовуються, — вибілювачами. Склад і властивості вибілювача залежать від тиску сплаву, з якого виготовлено виріб. Вибілюваня може здійснюва­тись і електрохімічним шляхом із застосуванням уста­новок для електрополірування металевих протезів (див. розділ "Абразивні матеріали").

Сплави неблагородних металів під час нагрівання окиснюються більш інтенсивно, ніж сплави благород­них металів; оксидна плівка на них товща і утворю­ється швидше. Для вибілювання використовують водні розчини кислот або їх суміші. Вибілювачі повинні доб­ре розчиняти оксидну плівку і якомога менше — основ­ний метал. Вибілювачі відносять до сильнодіючих ре­човин. Вони здатні вступати в реакцію не тільки з ока­линою, а й з основним металом виробу. Тому роботу з ними слід проводити дуже обережно. Щоб виріб не псу­вався, потрібно суворо дотримуватися режиму вибілю­вання. Здатність вибілювача розчиняти метал виробу іноді використовують для тонкостінних гільз із нержа­віючої сталі для виготовлення тимчасових коронок шля­хом кількаразового вибілювання стандартних гільз.

Для вибілювання ортопедичних конструкцій із спла­вів золота застосовують 30—40% водний розчин хлорид­ної кислоти. Виріб нагрівають до червоного кольору, кладуть у посудину з розчином хлоридної кислоти і за­кривають кришкою. Через 1 —2 хв виріб виймають і промивають проточною водою. Срібно-паладієві спла­ви вибілюють у 10 — 15% розчині хлоридної кислоти.

Вироби з нержавіючої сталі й хромонікелевих спла­вів вибілюють сумішами кислот такого складу: 1) суль­фатна кислота — 22%, хлоридна — 44%, вода — 34%; 2) нітратна кислота — 6%, хлоридна кислота — 47%, вода — 47%; 3) нітратна кислота — 10%, хлоридна кис­лота — 5%, вода — 85%. Сталеві вироби кип'ятять у цих розчинах від 0,5 до 2 хв залежно від товщини оксидної плівки. Якщо оксидна плівка досить товста, то її розчи­няють у два етапи. На 1-му етапі її протравлюють, тоб­то кип'ятять 1 —2 хв у розчині № 1 (сульфатна кисло­та — 23%, хлоридна кислота — 27% і вода — 50%). По закінченні протравлювання деталь виймають із розчи­ну, промивають водою, знімають окалину і переходять до 2-го етапу вибілювання. Деталь кладуть у розчин № 2 (сульфатна кислота — 10%, натрієва селітра — 2%, вода — 88%) і витримують у нагрітому стані в роз­чині до температури 50 — 60 °С протягом 10 хв, потім деталь виймають, промивають водою і висушують.

Для ослаблення дії вибілювача на поверхню металу іноді застосовують інгібітори, які поглинаються поверх­невим шаром металу активніше, ніж кислоти, що вхо­дять до складу вибілювача. Таким чином, вплив кисло­ти на метал частково або повністю виключається. Як інгібітор рекомендується застосовувати "Унітол ПБ-5", добутий конденсацією аніліду та гексаметилтетраміну (уротропіну).

Процес вибілювання супроводжується виділенням па­рів кислот, що шкідливо впливають на організм людини, Тому процес вибілювання проводять у витяжній шафі.

Кобальтохромонікелеві сплави, які застосовуються для виготовлення суцільнолитих конструкцій, зазнають термічної дії під час лиття. Каркаси з цих сплавів після відливки піддають обробці для видалення залишків фор­мувальної маси. Це здійснюють як механічним спосо­бом (за допомогою металевих щіток, піскоструминних установок), так і шляхом хімічної обробки гідроксидом калію. Литво опускають у розплавлений гідроксид калію на 2 хв, після чого каркас виймають і опускають у воду.

Слід узяти до уваги, що гідроксид калію плавиться за температури 360 °С. За такої температури в разі по­трапляння в розплав разом із литвом вологи виникає викид розплавленої маси гідрооксиду калію внаслідок швидкого перетворення вологи на пару (об'єм ЇЇ збіль­шується в 1700 разів, що може призвести до опіків).

 

Запитання для самопідготовки

1. Формувальні матеріали. їх призначення і класифі­кація.

2. Що таке ливарна форма (опока)? її призначення.

3. Вимоги до формувальних матеріалів.

4. Компоненти формувальних сумішей. Чим відрізня­ються облицювальні суміші від наповнювальних?

5. Алотропічні форми кварцу, які застосовують у фор­мувальних сумішах. Їх властивості.

6. Що таке кварцова мука (маршаліт)? її використання.

7. Етилсилікат. Його властивості, гідроліз і продукти гідролізу.

8. Кварцовий пісок. Його обробка і застосування.

9. Глиноземний цемент. Його властивості й викорис­тання під час формування.

10.Рідке скло. Добування, застосування під час виго­товлення форм лиття. Недоліки сумішей із рідким склом.

11.Склад сульфатних формувальних мас, їх характе­ристика та особливості.

12.Компенсаційне розширення формувальних мас і спо­соби його регулювання.

13.Фосфатні формувальні маси. їх склад, властивості й застосування.

14.Які формувальні маси випускає промисловість? Їх призначення.

15.Назвіть склад двох формувальних мас, призначе­них для лиття деталей протезів, що не потребують великої точності.

16.Вогнетривкі моделі. їх призначення і технологія ви­готовлення.

17.Матеріали для виготовлення вогнетривких моделей та їх закріплення.

18.Склад вогнетривкої маси Фліса.

19.Які переваги має вогнетривка маса Фліса?

20.Флюси. їх призначення.

21.Вимоги до флюсів.

22.Бура. її склад, властивості й застосування.

23.Ортоборатна кислота. її застосування як флюсу.

24.Які флюси застосовують під час м'якого паяння?

25.Що таке оксидна плівка? Назвіть методи її усунення.

26.Нітратна кислота. її добування, властивості й засто­сування.

27.Сульфатна кислота. Способи її добування (контакт­ний і камерний). Властивості, застосування.

28.Хлоридна кислота. її добування, властивості й за­стосування.

29. Техніка безпеки під час роботи з кислотами.

30. Вибілювання. Склад вибілювачів для сплавів бла­городних металів, нержавіючої сталі й хромоко-бальтових сплавів.

31. Царська горілка. її склад, властивості й застосу­вання.

32. Інгібітори для вибілювачів. їх призначення.

33. Застосування лугів у зубопротезній техніці. Прави­ла роботи з лугами.

34. Технологія застосування вибілювачів.

 

 

Керамічні маси і ситали

Керамічні матеріали широко застосовуються люд­ством у повсякденному житті. З них виготовляють по­суд, деталі печей, різальні інструменти, абразиви та ін. У стоматології застосовують фарфор і склокристалічні матеріали — ситали.

Фарфорвідомий із глибокої давнини. Він винайде­ний китайськими майстрами більше ніж 3000 років тому. Фарфор порівняно з іншими матеріалами має багато переваг. Він гігієнічний, має гладеньку поверхню і ви­сокі естетичні якості, достатньо міцний, дуже твердий.

У 1776 р. француз Дюшато замовив на керамічній фабриці Парижа зубний протез. Його приклад насліду­вали французькі дантисти, які почали виготовляти як окремі фарфорові зуби, так і повні протези з фарфору. Однак через недоліки фарфору (складність технології виготовлення, крихкість та ін.) довелося відмовитися від використання фарфору як базисного матеріалу, але він успішно застосовується для виготовлення штучних зубів, вкладок, коронок, металокерамічних мостоподібних протезів. Фарфорові зуби широко використовува­лися в усіх країнах до появи і застосування штучних зубів із пластмаси.

Попит па фарфорові матеріали останнім часом знач­но зріс завдяки широкому впровадженню в зубопротез­ну техніку металокераміки — покриття металевих про­тезів керамічними масами (фарфор, ситали).

Сучасний стоматологічний фарфор створений шля­хом удосконалення твердого побутового фарфору. Ос­новні властивості стоматологічного фарфору такі: гус­тина - 2,5 — 2,8 г/см3, твердість — 400 — 600 кгс/мм2, температура плавлення — 870 — 1350 °С, коефіцієнт теп­лового розширення — 7,9-10~6, усадка під час випалю­вання — 16 — 42%.

Фарфоровими масами називають композиції, які ви­пускаються медичною промисловістю для виготовлення зубних протезів. Вони складаються з таких основних компонентів: каоліну (3 — 10%), польового шпату (60 — 75%), кварцу (15 — 35%). Залежно від призначення фар­форової маси змінюється співвідношення основних ком­понентів. До маси додають оксиди різних металів, барв­ники, інші компоненти.

Каолін— біла глина, основу якої складає каолініт АІ2О3-25іО2-2Н2О(алюмосилікат). Каолін — продукт довготривалого (упродовж тисячоліть) руйнування гір­ських порід під впливом сонця, води, вітру, темпера­турних коливань.

У чистому вигляді зустрічається рідко. Містить та­кі домішки, як кварцовий пісок, залишки польового шпату, оксиди металів (заліза, титану та ін.), які нада­ють йому різного забарвлення. Густина його становить 2,2 — 2,6 г/см3, твердість за шкалою Мооса— 1 —2, тем­пература плавлення — 1700 — 1800 °С.

Каолін — складова частина фарфорової маси. До­бавка 3—4% каоліну робить цю масу непрозорою, змен­шує її текучість, забезпечує збереження форми виробу під час термічної обробки. При збільшенні вмісту као­ліну у фарфоровій масі підвищується температура ЇЇ ви­палювання.

Чистий каолін при змішуванні з водою утворює те­куче тісто, яке надає фарфоровій масі пластичності, а утворюваний при цьому муліт різко зменшує прозорість фарфору.

Кварц— один з основних компонентів фарфору, який обумовлює підвищену твердість і інертність виро­бу. Кварц — ангідрид силікатної кислоти, один із ви­дів кремнезему. Він складає основну масу земної кори, особливо гірських порід, пісків і піщаників. Чистий кварц — гірський кришталь. Кристали кварцу мають форму шестигранників і багатогранників, витягнутих у вигляді ромба. Кварц, забарвлений оксидами металів, може набувати різних відтінків: димчастого (моріон), жовтого (цитрин), фіолетового (аметист). Густина квар­цу становить 2,65 г/см3, твердість за шкалою Мооса — 7, температура плавлення — близько 1710 °С, у кис­лотах (за винятком плавикової) і лугах кварц не роз­чиняється. За температури до 500 °С має незначний коефіцієнт теплового розширення. Під час нагрівання до температури 573 °С відбувається перекристалізація кварцу — перехід р-форми (низькотемпературної) в а-форму (високотемпературну). Під час нагрівання до високої температури кварц перетворюється на тридиміт (870 °С) і кристобаліт (1470 °С), що супроводжується зменшенням його густини з 2,65 до 2,32 г/см3 і збіль­шенням об'єму на 14 — 15%. Останню властивість квар­цу та його похідних використовують у ливарному ви­робництві. Під час нагрівання формувальної маси на основі кварцу її об'єм може збільшуватися на 12 — 13%, що компенсує усадку під час лиття сплавів.

Зміни об'єму кварцу під час нагрівання можуть не­гативно впливати на якість фарфорових виробів. Тому перед уведенням кварцу у фарфорову масу його випа­люють за температури 900 °С. При цьому кварц розпу­шується, легко звільняється від домішок і легше підда­ється подрібненню. У суміші з каоліном кварц змен­шує його в'язкість і усадку, підвищує твердість. До фарфорової маси залежно від її призначення додають від 15 до 60% кварцу. Надмірна кількість кварцу під­вищує температуру плавлення, маса набуває зернисто­го вигляду.

Польовий шпат— основний компонент фарфоро­вих мас, його вміст досягає 60 — 70%. У земній ко­рі міститься до 50% польового шпату. Існує три його різновиди: калієвий — ортоклаз К2О-А12О3-65Ю2, нат­рієвий — альбіт Ма2О-А12О3-65іО2, кальцієвий — анорин СаО-АІ2О3-Н2О. Чистий польовий шпат у природі зустрічається дуже рідко. Він містить домішки — окси­ди заліза, кальцію та ін. Найбільш поширений — орто­клаз, який застосовують у фарфоровій промисловості.

Ортоклаз має кристалічну структуру у вигляді призм, густина його становить 2,5 — 2,8 г/см3, твердість за шкалою Мооса — 6,5, температура плавлення — 1100 — 1300°С. Ортоклаз під час розплавлення збільшує свій об'єм і стає в'язкою склоподібною масою, яка сприяє плавленню більш тугоплавких компонентів (кварцу, као­ліну) і надає суміші гомогенної структури. її поверхня стає блискучою.

Для зниження температури плавлення фарфорової маси до її складу вводять плавні флюси: карбонати кальцію, літію, натрію та інші, вміст їх у фарфоро­вій масі становить до 25%, температура плавлення — 600-800 °С.

З метою надання фарфоровим виробам кольору при­родних зубів застосовують добавки різних барвників: оксиди титану, кобальту, мангану, хрому, цинку і на­віть дорогоцінних металів.

Для усунення прозорості у фарфорову масу дода­ють діоксид титану чи діоксид олова (ТіО2, 5пО2). Такі добавки називають глушниками, а сам процес — глу­шінням. До фарфорової маси, яка не містить каоліну, як пластифікатор додають органічні речовини (декстрин, крохмаль, цукор), які повністю вигорають під час ви­палювання.

Приготування фарфорової маси.Подрібнені ком­поненти маси (каолін, кварц, польовий шпат та ін.) змі­шують у певному співвідношенні. Цю суміш називають шихтою. Нею заповнюють спеціальні капсули, які по­міщають у спеціальні печі для випалювання. Випалю­вання проводять протягом 20 год за температури близь­ко 1300—1400 °С. Процес випалювання шихти дістав назву ритування, а добуту масу після фритування на­зивають Ритою.

Фриту нагрівають в електропечах до 700 °С і швид­ко охолоджують водою, при цьому вона розтріскується і легше піддається подрібненню в кульових млинах. Подрібнену масу просіюють на ситах із кількістю отво­рів до 1000 в 1 см2. Просіяну фриту просушують за тем­ператури 130 — 160 °С. З цієї сировини виготовляють фарфорову масу з певними властивостями, додаючи до неї пластифікатори (крохмальний клейстер), замутнювачі (глушники), барвники та ін.

Хімічно чисті речовини, з яких виготовляють фар­форові маси, зустрічаються в природі дуже рідко, а звільнення їх від шкідливих домішок (очищення) по­требує значних зусиль, часу і дорого коштує. Останнім часом фарфорові маси все частіше виготовляють зі штучно вирощених кристалів речовин, які входять до складу фарфору.

Загальна тенденція у виготовленні фарфорових мас — створення матеріалів з порівняно низькою температу­рою випалювання, яка 6 дозволяла облицьовувати фар­фором протези зі сплавів металів на основі нікелю.

Фарфорові маси, які застосовують для виготовлен­ня стоматологічних конструкцій, зокрема зубів, вкла­док, коронок, мостоподібних протезів (фарфорових, ме­талокерамічних), відрізняються як складом компонен­тів, так і їх кількісним вмістом. Тому вони мають різні температури плавлення, міцність, усадку, прозорість та ін.

Залежно від температури плавлення фарфор поді­ляють на легкоплавкий (870-1065 °С), середньоплавкий (1090-1260 °С) і тугоплавкий (1300-1370 °С; табл. 19).

За призначенням фарфорові маси поділяють на ба­зисні, дентинні та емалеві (склисті). До складу базис­них мас входять оксиди металів (глушники), які вико­ристовують для моделювання внутрішнього шару коро­нок і наносять безпосередньо на металевий ковпачок (золото, платина та ін.) Маса має бути дуже міцною, вона не повинна розтріскуватися.

Дентинною масою заповнюють середній шар корон­ки або іншої конструкції.

Емалеву масу використовують для виготовлення зов­нішнього шару виробу. Він повинен просвічуватися, особливо в ділянці різальної частини зуба. Усі фарфо­рові маси, які застосовують для виготовлення виробу, по­винні мати однаковий коефіцієнт теплового розширення,

 

 

Таблиця 19. Види стоматологічного фарфору

 

 

Вид фарфору Склад компонентів, % Призначення
Као­лін Кварц Польовий шпат
Легко­плавкий Для облицювання каркасів протезів, фіксації крамлонів у фарфорових зубах
Середньо-плавкий Для виготовлення коронок, вкладок, мостоподібних протезів
Туго­плавкий Для заводського виготовлення фар­форових зубів

 

оскільки при різних коефіцієнтах під час охолодження виробу в шарах фарфору можуть виникнути тріщини.

Випускаються фарфорові маси кількох кольорів. їх комбінування при нашаруванні дозволяє імітувати колір природного зуба.

При виготовленні вкладок, коронок і мостоподібних протезів фарфоровий порошок замішують на дистильо­ваній воді до консистенції густої кашки і наносять поша­рово на матрицю (ковпачок) із платинової фольги або на каркас мостоподібного протеза. Масу конденсують, надлишок вологи видаляють фільтрувальним папером, підсушують біля вхідного отвору печі. Потім проводять випалювання в режимі, зазначеному в інструкції.

Випалювання фарфору можна проводити в атмо­сферних умовах і у вакуумі. При випалюванні в атмо­сферних умовах фарфорова маса стає пористою (уна­слідок випаровування води і виділення газів під час хі­мічних реакцій між компонентами маси). Випалювання у вакуумі дає можливість одержати більш компактну (щільну) масу, яка має кращі фізико-механічні властивості. Вироби, випалені у вакуумі, мають більш високі естетичні показники.

Із керамічних мас, які застосовуються для виготов­лення фарфорових коронок, в Україні відомі "Гамма" (Росія), "Вітадур", "Кераміко" (Німеччина) та ін.

Фарфорова маса "Гамма" (табл. 20) призначена для виготовлення жакетних коронок. Вона випалюється за температури 1100-1110 °С. Межа міцності фарфору на стискання становить 80 МПа, на згин - 40 МПа. Під час випалювання маса дає усадку (10— 14%).

 

Таблиця 20. Склад фарфорової маси "Гамма", %

Шари маси Борна кислота М Доломіт Кварц Оксид цинку Польовий шпат
Базисний (ґрунтовий) 6,80 1,35 29,60 55,25
Дентинний 7,20   1,44 31,67 2,11 57,58
Емалевий 7,10   1,42 31,30 3,31 56,87

 

 

Суцільнокерамічні зубні протези можна виготовляти різними способами (випалювання, лиття, пресування, фрезерування). Для цього застосовують сучасні систе­ми виготовлення суцільнокерамічних зубних протезів (табл. 21).

Матеріал "ІР5 Етргез" фірми "Іуосіаг" (Ліхтен­штейн) зміцнений лейцитом, містить латентні часточ­ки, які стимулюють ріст кристалів під час твердіння. Під час гарячого пресування в скляній матриці утворю­ються кристали лейциту розміром у кілька мікрон, які потім з'єднуються подібно єдиному монокристалу. За­стосовується для виготовлення коронок вестибулярних накладок на зуби.

Фарфорові маси для виготовлення металокераміч­них протезів.Основу металокерамічих зубних проте­зів складають каркаси з металевих сплавів. Це можуть

 

Таблиця 21. Сучасні системи виготовлення суцільнокерамічних протезів (за Є.Є.Дьяковенком)

 

Назва системи Фірма Країна Спосіб виготовлення
"Сеrestor" “Jonson and Jonson Dental product CO” США Лиття каркасів із пластифікованого силікеру та їх об­лицювання
"Сеrec" "Siemens" Німеч­чина Фрезерування ке­рамічного блока за комп'ютерною програмою
"Cera Peart" "Куосеrа" Японія Лиття
"Dicor" "Dental splay" США Лиття
"DCS President" “DCS Production” Швей­царія Фрезерування ке­рамічного блока за комп'ютерною програмою
"Duret" "Sopha Віосерt" США Фрезерування ке­рамічного блока за комп'ютерною програмою
"Scrchingt"   Японія Випалювання на вогнетривкій моделі
"Flecsoceram" "Elefant Ceramiks" Нідер­ланди Випалювання на вогнетривкій мо­делі
"In-Ceram" "Vita" Німеч­чина Просочування по­рошку корунду скломасою і по­дальше облицю­вання
"IPS Empres” "Іvосlаr" Ліхтен­штейн Пресування

 

 

Назва системи Фірма Країна Спосіб виготовлення
"Орtes" "Pentron" США Випалювання на платиновій фользі або вогнетривкій моделі
"Optimal Pressibl Ceramic" "Pentron" США Пресування
"Procera All Ceram" "Nobel” Швеція Виготовлення за комп'ютерною програмою
"Renaissanse" “Williams dental” США Випалювання на платиновій фользі
"Vitadur" "Vita" Німеч­чина Випалювання на платиновій фользі
Ливарний ситал НТМЦ "Дентосит" "Дентосит" Росія Лиття

 

 

бути сплави неблагородних і благородних металів. Ма­си для металокераміки повинні мати такі фізико-хімічні властивості, які забезпечують з'єднання кераміки з металом за рахунок хімічного і дифузного зв'язку. Обов'язковою умовою є близкість коефіцієнтів терміч­ного розширення і модуля пружності металу каркаса і кераміки. Температура випалювання і плавлення фар­форової маси повинна бути нижчою від температури плавлення металу каркаса.

Основу фарфорових мас для металокераміки склада­ють оксиди силіцію, алюмінію, калію, натрію і кальцію.

Насиченість кольору залежить від товщини шару ма­теріалу. Чим товщий цей шар, тим більша насиченість кольору. Для досягнення необхідного кольору потріб­но збільшити товщину керамічної маси або інтенсивність її кольору (додаючи більш інтенсивні за кольо­ром маси чи барвники).

Промені світла, що падають на природний зуб, за­ломлюються і відбиваються кристалами емалі й призма­ми дентину. Подібний ефект намагаються отримати в металокерамічних протезах, використовуючи кераміч­ний матеріал певного складу і структури.

Світло, що падає на керамічну коронку, заломлю­ється менше і може частково відбиватися розташова­ним глибше опаковим шаром, який покриває металевий каркас. Для забезпечення просвічування коронки в ке­рамічну масу додають дрібні часточки оксиду цирко­нію. Ці часточки розподіляються в матриці з польового шпату і скла. Вони розсіюють світло не так, як емаль, природних зубів (у них різні коефіцієнти заломлення світла).

Металокерамічні коронки і мостоподібні протези пропускають менше світла, ніж природні зуби. У прок­симальних ділянках кількох сусідніх металокераміч­них коронок з'являються небажані темні ділянки.

У склокерамічних коронках ("Дикор") і в інших суцільних керамічних конструкціях світло розсіюється краще, а проксимальні ділянки коронок не темніють, що підвищує їх естетичні властивості, особливо в ший­ковій ділянці.

Колір керамічного облицювання визначають лікар разом із зубним техніком і пацієнтом при достатньому природному освітленні, бажано об 11-й годині (опти­мальне освітлення).

Для облицювання металевих каркасів ортопедичних конструкцій із кобальтохромонікелевого сплаву в Цент­ральному науково-дослідному інституті стоматології (Москва) розроблено фарфорову масу "МК" (маса керамічна). Температура випалювання ґрунтового ша­ру становить 1080 °С, дентинного і прозорого шарів — 920-940 °С.

В Україні випускається керамічна маса "Ультрапалін", розроблена фірмою "Кристар" під керівництвом професора П.С. Фліса. Комплект цієї маси містить:

порошкоподібні дентини 16 кольорів в упаковках по ЗО г;

порошкоподібні пришийкові маси 4 типів в упаков­ках по ЗО г;

порошкоподібний транспарант в упаковці (ЗО г);

модифікатор в упаковці (ЗО г);

рідину для моделювання дентину та емалі — 2 упа­ковки по 40 мл;

пастоподібні опакери 16 кольорів у шприцах по 4 г;

пастоподібну глазур — 2 шприци по 4 г;

глазурні барвники — шприци по 4 г.

Коефіцієнт теплового розширення маси "Ультрапалін" дозволяє використовувати її з такими сплавами, як "Denta", "Wiron-88", "Degudent U-99", "Dg-88”; “Degudent U", "Bego Hal-300", "Bego Star” "KXC", "Цилліт" та ін.

Застосовуються також зарубіжні облицювальні маси для металокераміки: "ІР5 Сlassic", "Duceram", "VitaVМК", "Synspar" та ін. (мал. 15, 16). Трохи міцнішу масу для металокераміки "ЕХ-3 Норитаке" випускає

Мал. 15. Базисна кераміка та флакони з барвниками 5 кольорів 230

Мал. 16. Комплект керамічної маси

фірма "Норитаке" (Японія). Міцність маси на згин становить 83 — 95 МПа (у більшості металокерамічних мас цей показник дорівнює 80 — 93 МПа). Матеріал стійкий до позеленіння при нанесенні на каркас зі спла­вів на основі срібла. Коефіцієнт термічного розширен­ня — 12,4-Ю4'. Низькотемпературний фарфор "Керамі­ко" випускає фірма "Європоль ЛТД". Температура його випалювання становить 750 — 800 °С.

Ситали відносять до групи полікристалічного скла, що вирізняється високими фізико-механічними влас­тивостями. Ситали одержують кристалізацією скляної маси під дією каталізаторів (оксиди деяких металів або їх колоїдні часточки). Ситал має дрібнозернисту рівно­мірну мікроструктуру. Величина кристалів ситалу май­же в 50 разів менша, ніж у фарфору. Це надає йому цінних властивостей (мала маса, велика міцність, твер­дість і термостійкість, хімічна інертність). Густина си-талів становить 2,5 — 2,7 г/см3, міцність на згин — від 900 до 5000 кгс/см2, на стискання — від 500 до 1500 кгс/см2, коефіцієнт термічного розширення — 9,3-10"".

Ситаловий матеріал "Сикор" випускає завод "Медполимер" (Санкт-Петербург). Він призначений для ви­готовлення зубних коронок, має високу міцність і від-носно низьку температуру випалювання (860 — 960 °С), хороші естетичні показники.

Матеріал "Сикор" порівняно з фарфором має такі переваги: 1) у базисному шарі коронки практично не виникають тріщини; 2) скорочується час виготовлення коронки, підвищується продуктивність праці зубного техніка; 3) вироби із "Сикору" вирізняються високою міцністю; 4) випалювання маси можна проводити на зо­лотій фользі.

Подібні зарубіжні матеріали мають такі назви: "Пі-рокерам" (США), "Вітрокерам" (Німеччина), "Девіто-керам" (Японія).

Фарфорові зуби застосовують при виготовленні знімних і незнімних зубних протезів. їх переваги такі: висока механічна міцність, стійкість до стирання, хіміч­на інертність, гігієнічність, висока естетичність.

Недоліки фарфорових зубів такі: складна абразив­на обробка, зуби крихкі, не монолітно з'єднуються з пластмасою базису, істотно відрізняються коефіцієнти термічного розширення фарфору і матеріалу базису.

Заводський спосіб виготовлення фарфорових зубів включає такі етапи: підготовка сировини, фритування, приготування формувальної маси, формування зубів і попереднє випалювання, зачищення заготовок і нане­сення емалі, випалювання.

Формувальну масу готують окремо для пришийкової ділянки основної коронки і перехідної частини. Формування проводять у металевих пресформах, в які послідовно поміщають зволожену формувальну масу необхідних відтінків. Заготовка зуба у формі повинна бути більшою від готового стандартного зуба, бо усад­ка фарфорової маси при випалюванні досягає 15 — 20%. Форму пресують і висушують у печі протягом 15 хв за температури 200 °С. Заготовки виймають із форми і за­чищають, наносять емаль. Випалювання підготовлених заготовок зубів проводять у три етапи. Спочатку в печі за температури 600 °С протягом 20 хв випалюють плас­тифікатор. Потім підставку із заготовками на 1 год 45 хв поміщають у вакуумну піч, і за температури 340 °С спікають фарфорову масу. Вакуум при спіканні заготовок запобігає утворенню пор усередині маси. Заключний етап випалювання проводять при атмосферному тиску і тем­пературі від 1100 до 1400 °С протягом 15 хв, унаслідок чого поверхня штучних зубів стає глазурованою.

За способом з'єднання фарфорових зубів із базисом протеза розрізняють крампонні, діаторичні, трубчасті, стандартні й штифтові зуби.

Крампонні зуби. Назва цих зубів походить від спе­ціальних пристроїв — крампонів, які вплавлені в товщу зуба і виступають на його оральну поверхню у вигляді двох штифтів (виступів). Крампони можуть бути гудзикоподібними (кульковими) і циліндричними. Гудзикоподібні крампони мають стовщення (кульки) як на віль­ному, так і на вплавленому до зуба кінцях. Циліндричні крампони на вільному кінці стовщення не мають. Гудзикоподібні крампони служать для з'єднання фарфорово­го зуба з базисом знімних пластинкових протезів, а ци­ліндричні — для з'єднання зуба з фіксувальними плас­тинками і фасетками незнімних протезів (мал. 17, а і б).