Глава 9. Вспомогательные материалы для лабораторных работ

1. Легкоплавкие сплавы

Легкоплавкие сплавы относятся к вспомогательным материалам и занимают важное место в технологиях изготовления зубных протезов. Большое значение имеют легкоплавкие сплавы, которые используются для изготовления штампов и моделей, применяемых в технологиях не­съемного протезирования.

К этой группе материалов относятся сплавы, имеющие температуру плавления ниже, чем температура плавления чистого олова (232 °С).

Свойства, которыми должны обладать легкоплавкие сплавы:

• легкоплавкость, обеспечивающая отливку индивидуальных штам­пов и моделей и отделение штампов от изделий;

• хорошая жидкотекучесть — способность расплава заполнять литей­ную форму;

• относительная твердость, обеспечивающая устойчивость штампа в процессе штамповки;

• минимальная усадка при охлаждении, гарантирующая точность штампованных изделий.

Основными компонентами, применяемыми для составления легко­плавких сплавов, являются висмут, свинец, олово и кадмий.

В большей степени на свойства сплавов оказывает влияние содержа­ние висмута. Висмут обладает способностью расширяться при охлаж­дении: при остывании от температуры плавления (271 °С) до комнатной температуры коэффициент термического расширения изменяется от 16 х Ю^до 17 х 10~* град С'¹.

Наименьшей усадкой и наибольшей твердостью обладают легкоплав­кие сплавы, содержащие около 50% висмута. Такие сплавы считаются практически безусадочными, так как за счет термического расширения висмута компенсируется усадка олова и свинца. Высокое содержание висмута, кроме того, обеспечивает сплаву антикоррозионную устойчи­вость: сплав не окисляется на воздухе. Висмут улучшает физические (твердость) и технологические (жидкотекучесть) свойства.

В качестве модифицирующих добавок в рецептуру сплавов вводят кадмий и индий, снижающие температуру плавления на 41—44 °С.

Легкоплавкие сплавы представляют собой механические смеси, где каждый из компонентов сплава сохраняет свою кристаллическую решетку, и выпускаются в виде блоков серого цвета. Механическая связь металлов в сплаве легко разрушается при нагревании. Температура плавления наи­более распространенных рецептур ограничена в пределах 47—96 °С, что намного ниже температуры плавления каждого из компонентов сплава.

Составы наиболее распространенных сплавов приведены в таблице 7.

Таблица 7

Составы легкоплавких сплавов

Номер спла­ ва	Компоненты сплава (в % по массе)				Температура плавления, °С
	Висмут	Свинец	Олово	Кадмий
1	55,5	—	3,38	11,12	95
2	52,5	32,0	15,50	—	96
3	50,1	24,9	14,20	10.80	70
4	55,0	27,0	13,00	10,00	70
5	48,0	24,0	28,00	—	63

Сплав № 2 известен под названием сплава Розе; № 5 называется спла­вом Менло та.

При штамповке золотых коронок недопустимо загрязнение их легко­плавкими сплавами, так как даже незначительное количество сплава вы­зывает коррозию протеза. Чтобы избежать этого, коронку из золота после штамповки необходимо обработать в кипящей соляной кислоте в течение 1—2 мин.

К другим вспомогательным металлическим сплавам относятся латунь и бронза, которые создаются на основе меди и имеют желтый цвет. Некото­рое время сплав латуни применяли в зубопротезной практике, он считался даже заменителем золота и назывался Рондольф. Но быстрое его окисле­ние в полости рта и вредное воздействие на организм привели к запреще­нию использования этого сплава у нас в стране, что оговорено законом.

2. Флюсы

При паянии металлических деталей протезов на открытом пламени происходит интенсивное окисление поверхности сплавов — образует­ся окисная пленка (окалина), которая препятствует диффузии припоя.

Особенно активно эта пленка образуется у сплавов, содержащих хром. Поэтому в процессе паяния необходимо не только расплавить припой и заставить его растекаться по спаиваемым поверхностям, но и не допус­тить образования окисной пленки к моменту достижения рабочей темпе­ратуры в соединяемых деталях.

Для удаления окислов и защиты поверхностей соединяемых дета­лей от окисления в процессе паяния применяют специальные вещества -— флюсы.

Флюс — химическое вещество, способное растворять окисную плен­ку, образующуюся на спаиваемых поверхностях металлов при паянии, за счет поглощения кислорода. В качестве флюсов в ортопедической сто­матологии используют тетраборат натрия, борную кислоту, хлористые и фтористые соли.

Флюсы должны соответствовать определенным требованиям:

• иметь температуру плавления ниже температуры плавления при­поя;

• быть жидкотекучими —легко растекаться по металлической поверх­ности при температуре пайки;

• разлагаться и улетучиваться при температуре паяния;

• удалять все окислы, образующиеся на поверхности металла при па­янии;

• в ряде случаев препятствовать испарению летучих компонентов в припое;

• способствовать смачиваемости припоем основного металла и зате­канию припоя в шов;

• легко удаляться с поверхности металла после паяния.

При паянии оловом (мягкая пайка) в качестве флюса используется ка­нифоль (гарпиус).

При паянии сплавов драгоценных металлов, нержавеющих сталей (твердая пайка) используются флюсы, основным компонентом которых является тетраборат натрия (бура). При паянии сплавов драгоценных металлов можно применять флюс следующего состава:

55% дегидратированного бората натрия,

35% борной кислоты,

10% оксида кремния.

Тетраборат натрия (бура — Na,B₄0₇xl()H₂0) — белое кристалли­ческое вещество, получаемое из природных месторождений или из бор­

ной кислоты. При нагревании бура постепенно теряет воду. Температура плавления буры 741 °С.

Поглощая кислород, тетраборат натрия препятствует образованию окисной пленки на поверхности металла. Входящий в состав флюса тет­раборат натрия не должен содержать кристаллизационной воды, так как образующиеся при паянии пары воды могут вызывать появление раковин и пор.

Борная кислота понижает точку плавления флюса, способствует его текучести и лучшему растеканию припоя.

Оксид кремния создает необходимую вязкость флюса и образует плотную пленку после спаивания.

Флюсы готовят сплавлением компонентов, после чего продукт спе­кания измельчают. Применяются в виде порошка, жидкости (порошко­образный флюс смешивают со спиртом) или пасты (порошкообразный флюс смешивают с вазелином). Флюсы, как и окалину, удаляют с поверх­ности металлов отбелами.

3. Отбелы

Технология изготовления зубных протезов из сплавов металлов вклю­чает термическую обработку (обжиг), при которой под воздействием кис­лорода воздуха на поверхности металла происходит образование окалины (окисной пленки). Удаление окалины с поверхности металла производят химическим, электрохимическим, электролучевым и др. способами.

Для химического удаления окалины применяют водные растворы ми­неральных кислот (соляной, азотной, серной) различной концентрации или их смеси.

Вещества, служащие для растворения окалины, называют отбелами, а сам процесс удаления окалины — отбеливанием.

Отбелы подбирают с таким расчетом, чтобы они, химически рас­творяя окалину, как можно меньше действовали на металл. Ослабить действие кислоты на металл можно введением в отбел ингибитора — за­медлителя коррозии. В качестве ингибитора применяют уникоп Г1Б-5 — продукт конденсации анилина с уротропином. Ингибитор адсорбируется на чистом металле, исключая контакт последнего с кислотой.

При приготовлении отбела следует руководствоваться следующим правилом: кислоту наливают в воду, а не наоборот! В технологии отбе­ливания используются два варианта.

1. Ручное отбеливание (с помощью инструментов) — погружение от­беливаемого металла в емкость с отбелом. Процедура удаления окалины проводится по схеме: в подогретый до кипения отбел помещают протез на

1. 5— 1 мин. и сразу же промывают водой для удаления остатков отбела.

Химический состав отбела зависит от вида сплава металлов:

• сплавы золота отбеливают в 30%-м растворе соляной кислоты;

• серебряно-палладиевые сплавы отбеливают в 10—15%-м растворе соляной кислоты;

• для отбеливания нержавеющей стали применяют водные растворы смесей неорганических кислот (в %):

• НС1 — 44, H₂S0₄ — 22, Н₂0 — 34;

• НС1 — 47, HNO, — 6, Н,6 — 47;

• НС1 — 5, HN0₃ — 10, Н₂0 — 85.

2. Электроотбеливание. Этот метод отбеливания предполагает очист­ку поверхности металлического каркаса от окалины и остатков огнеупор­ной массы электролитическим способом. Процессу предшествует грубая механическая очистка каркаса протеза с помощью вращающейся метал­лической щетки или в пескоструйном аппарате.

Затем отливку помещают в специальный ковш и очищают от окалины кипячением в расплаве гидроксида натрия, имеющего низкую температу­ру плавления. Кипячение можно проводить на газовой или электрической плите, установленной в вентиляционном шкафу.

К каркасу протеза фиксируется анод. Катод помещается в ванну с раствором электролита. Процесс отбеливания продолжается 1—3 мин. при силе тока в 7—9 ампер и при температуре отбела, равной 20—22 °С. При проведении электроотбеливания нужно строго соблюдать правила электробезопасности.

Основными компонентами электролитов для обработки каркасов про­тезов из кобальтохромовых сплавов являются кислоты (ортофосфорная и серная), активность которых под действием постоянного тока увеличива­ется в несколько раз.

При использовании специальных составов и увеличении плотности тока при прохождении через электролит проводится:

• электрошлифование — сглаживание поверхности металлического каркаса путем равномерного истончения металла, при котором вес отливки может уменьшиться на 20% (Соснин Г. П., 1981);

• электрополирование — получение зеркальной поверхности метал­лического каркаса при нахождении в этиленгликолев'ых электроли­тах в течение 5—7 мин. при плотности тока 5— 6 А/дм².

Для очистки и электрополирования металлических зубных протезов используется отечественная установка Катунь, имеющая ванночку для заливки 18%-м раствором соляной кислоты. В кислоту погружают про­тез, фиксированный пластмассовым зажимом на вертикальной штанге, служащей анодом. Время травления составляет 10 мин. при плотности тока 0,4 А/см². Следует помнить, что работа установки Катунь должна проводиться при условии достаточной вентиляции. При отсутствии усло­вий для вентиляции предлагается (Петрикас О.А., 1998) использование специальных растворов с пониженной токсичностью:

• соляная кислота 260 мл/л + поваренная соль 104 г/л + щавелевая кислота 42 г/л (при плотности тока 0,5 А/см² и экспозиции 6,4 мин.);

• соляная кислота 276 мл/л + поваренная соль 92 г/л (при плотности тока 0,6 А/см² и экспозиции 10 мин.).

Для электрохимической полировки многие фирмы производят специ­альное оборудование. Так, фирмой «Шулер-Дентал» (Германия) выпус­каются устройства Электропол, Унопол и Вариант для электрохими­ческой полировки и аппараты для золочения Ауро-Плат и Квик-Плат.

В аппарате Электропол имеются две встроенные в корпус и изоли­рованные друг от друга ванночки объемом по 1,5 л. Заполнение ванночек электролитом проводится раздельно. Каждая ванночка имеет свой пульт управления (регулятор силы тока, таймер), что позволяет проводить од­новременную полировку двух каркасов дуговых (бюгельных) протезов. При этом каркас, фиксированный в специальные зажимы, совершает вра­щательные движения. Аппарат имеет пластмассовый корпус, металли­ческие кислотостойкие части.

Аппарат Вариант отличается от вышеназванного тем, что две ван­ночки для электролита находятся вне корпуса прибора.

Подобный Варианту аппарат Унопол меньшей мощности (80 Вт) предназначен для электрохимической полировки одного каркаса дугово­го (бюгельного) протеза.

Для проведения полировки необходима сила тока 3,5 — 4,5А, а элект­ролит должен быть подогрет до температуры 35— 45 °С.

Аура-Плат — аппарат для ускоренного золочения кламмеров, метал­лических каркасов бюгельных протезов и мостовидных протезов.

При этом каркасы протезов фиксируются вне аппарата с помощью электродов-зажимов типа «крокодил».

Одновременно с процессом обезжиривания поверхности каркаса про­исходит золочение. Для этого применяется специальная жидкость, в кото­рой содержание золота составляет 2 г/л. Она не требует предварительной подготовки, обладает высокой химической устойчивостью, экономически выгодна. Скорость осаждения золота составляет 0,2 мкм/мин. при силе тока в 300 мА.

Другой аппарат для ускоренного золочения Квик-Плат имеет ван­ночку объемом 1,25 л вне корпуса прибора. Этот аппарат предназначен для золочения каркасов бюгельных и мостовидных протезов, коронок. При этом отпадает необходимость электролитического обезжиривания и предварительного золочения. Плавная регулировка силы тока (до 3 А), наличие амперметра позволяют контролировать силу тока и скорость осаждения при золочении. Содержание золота в жидкости Квик-Плат составляет 2 г/л.