Метали та їх сплави

Більшість природних елементів (3/4 елементів у періодичній таблиці Д.І. Менделєєва) як прості речо­вини виявляють властивості металів. Атоми металів зв'язані між собою так званим металевим зв'язком. Суть його полягає в тому, що атоми металу постій­но віддають електрони, які переміщуються по всьому об'єму кристалічної решітки металу. Атоми металу, що віддали електрони, стають позитивними іонами. Вони притягують електрони, які віддали інші атоми. Таким чином, усередині металу постійно циркулює так званий "електронний газ", який міцно зв'язує між собою всі атоми металу. Цей особливий тип хімічного зв'язку між атомами металів визначає як фізичні, так і хімічні влас­тивості металів.

Усі метали у твердому стані є кристалічними речо­винами. Кристалічна решітка, в якій частинки з'єднані між собою металічним зв'язком, називається металіч­ною кристалічною решіткою. В її вузлах містяться ато­ми металу, які постійно віддають і приєднують елект­рони, перетворюючись то на іон металу, то на нейтраль­ний атом і знову на іон.

Здатність атомів металів віддавати свої валентні електрони і перетворюватися на позитивні іони в різ­них металів неоднакова. Одні метали легко віддають електрони, інші — навпаки. Що легше метал віддає свої електрони, то активніше він взаємодіє з іншими речо­винами.

Метали за їх хімічною активністю розміщують у пев­ний ряд, який дістав назву витіснювальний ряд, або ряд напружень. Для металів, які використовуються в зубопротезуванні, ряд напружень має такий вигляд (за зменшенням відновної активності): хром, залізо, кадмій, кобальт, нікель, мідь, срібло, золото.

Знання хімічної активності металів має важливе зна­чення і для стоматологічної практики. Під час виготов­лення і застосування ортопедичних конструкцій із неод­норідних металів слід ураховувати їх хімічну активність. Інакше в ротовій порожнині можуть виникати окисно-відновні реакції, які справляють шкідливий вплив на організм людини і зменшують міцність конструкцій.

Метали мають низку подібних властивостей, які від­різняють їх від неметалів. У тілах з іонною атомною решіткою дія, яка спричинює зміщення частинок, при­зводить до розриву направлених зв'язків. У металів "електронний газ" забезпечує зв'язок між частинками при деформації шматочка металу тому, що металічний зв'язок не має направленості, що зумовлює пластичність металів і дає можливість виготовляти з них ортопедич­ні конструкції.

Метали відрізняються від інших речовин такими властивостями:

1. мають металевий блиск — властивість відбивати своєю поверхнею світлові промені;

2. добре проводять електричний струм і тепло;

3. більшість металів за певних умов активно взаємоді­ють із киснем, утворюючи оксиди, переважна біль­шість яких є основними (дуже рідко — кислотними). Не реагують із киснем лише деякі метали (золото, платина, срібло та ін.), які дістали назву благородних. У промисловості метали поділяють на чорні (залізо та його сплави) і кольорові (усі інші) метали. Криста­лічну будову металу можна побачити під мікроскопом, якщо ретельно відполіровану поверхню металу протра­вити хімічно активною речовиною. Великі кристалічні конгломерати добре видно на зламі металу. Для ви­вчення особливостей кристалічної будови металів за­стосовують методи рентгенографії і метаграфічної мік­роскопії.

Кристалічні зерна не мають правильної форми. Вони складаються з монокристалів, які мають форму криста­лічної решітки, де атоми та іони чітко орієнтовані в просторі. Найновіша форма кристалічної решітки ме­талів — кубічна 3 центрованими гранями (золото, мідь та ін.), кубічна об'ємноцентрована (залізо, хром та ін.) і гексагональна (кадмій, цинк та ін.; мал. 9).

В одиничному кристалі механічні та інші властивос­ті проявляються неоднаково в різних напрямках. Так, електропровідність, опір стисканню і розтягуванню мо­жуть значно різнитися.

Формування кристалічної структури звичайно від­бувається так, що окремі кристали орієнтовані по-різ­ному, що робить властивості металу практично однако­вими в усіх напрямках. Властивості металів залежать від типу кристалічної решітки й орієнтації кристалів.

У деяких металів кристалічна решітка змінюється за­лежно від температури.

Властивість металів змінювати кристалічну решітку за різних температурних режимів називається алотро­пічним перетворенням металів.

Алотропія (поліморфізм) — здатність хімічних еле­ментів утворювати у вільному стані кілька простих ре­човин, різних за будовою (кристалічною) і властивос­тями (наприклад, алмаз, вугілля, графіт).

При алотропічних перетвореннях за певних темпе­ратур утворюються алотропічні форми, які звичайно позначають буквами грецького алфавіту (а, (3, у, 5). Метали, які мають тільки один тип кристалічної ре­шітки, називаються ізоморфними (мідь, нікель та ін.), а метали з різними кристалічними решітками — полі­морфними (залізо, кобальт, марганець та ін.). Зміна в будові кристалічної решітки зумовлює зміну властивос­тей металу.

Кристалізація металів. Під час твердіння розплавле­ного металу внаслідок охолодження утворюються крис­тали. Хаотично розміщені в розплаві частинки (ато­ми) займають суворо визначене місце в кристалічних

решітках.

Під час охолодження металу до критичної темпера­тури в ньому утворюються дуже маленькі центри крис­талізації. Подальше охолодження сприяє їх росту. До­ки кожен із кристалів розвивається вільно, він має пра­вильну геометричну форму. Як тільки сусідні кристали в процесі росту стикаються, їх форма починає викрив­лятися, і ріст кристалів продовжується в тих напрям­ках, де ще є рідкий метал. У разі правильного внутріш­нього розміщення атомів у кристалах, що ростуть, зов­нішня їх форма після твердіння стає неправильною. Тому їх називають кристалітами, або зернами. Зовніш­ня форма зерен залежить від перебігу процесу крис­талізації, характеру і кількості домішок у рідкому ме­талі.

Схематично це відбувається так. Під час охолоджен­ня в розплавленому металі виникають центри кристалі-

Час, хв

Мал, 10, Криві кристалізації металів;

І — нормальна; II — при переохолодженні; б — початок кристалізації;

б— в і б— б, — в — час кристалізації; ґ, — (₂ — температура переохолодження

зації. Тут спостерігається ріст конгломерату кристалів — кристалічних зерен (кристалітів), які зростаються одне з одним, набуваючи неправильної (китицеподібної, гольчастої, пластинчастої, деревоподібної та ін.) форми.

Швидкість виникнення центрів кристалізації і росту зерен залежить від явища переохолодження, суть якого полягає в тому, що під час охолодження металу темпе­ратура, за якої починається його кристалізація, нижча від температури плавлення (мал. 10). Це властиве всім металам, але різною мірою. Що більше переохолоджен­ня металу, то більша кількість центрів кристалізації утворюється. Це призводить до формування дрібнозер­нистої структури металу, за якої він має більш висо­кі механічні показники (порівняно з крупнозернистою структурою; мал. 11).

Процес кристалізації з утворенням дрібнозернистої структури на практиці часто прискорюють, додаючи в розплавлений метал спеціальні нерозчинні добавки — модифікатори, які є Залежно від факторів, які впливають на метал, його кристали розміщуються в певному напрямку. Така орієн­тація зерен може різко змінитися залежно від характеру впливу різних механічних факторів (прокатка, воло­чіння та ін.). У разі різкого збільшення ступеня дефор­мації (під час обробки металу) докорінно змінюється структура металу. Зерна витягуються в напрямку деформівної сили, а потім відбувається їх дроблення, що призводить до викривлення кристалічної решітки. Ха­рактерно, що ці зміни залишаються після зняття наван­таження.

Неоднорідність кристалічної будови і місцева кон­центрація напружень, що виникає внаслідок цієї неод­норідності, спричинюють утому металу. Межею втоми є максимальне навантаження, яке метал витримує, не руй­нуючися, при досить великій кількості циклів зміни на­вантаження. Кожен метал має свою граничну кількість циклів. Для заліза та його сплавів кількість циклів до­сягає 10 000 000.

Рекристалізація — це процес зняття пружних на­пружень і викривлень у кристалічній решітці. Він від­бувається завдяки переміщенню атомів у межах одно­го монокристала, який не зазнає при цьому пластичної деформації (відпочинок металу). При цьому спостеріга­ється часткове відновлення решітки і властивостей крис­талів. Рекристалізація можлива також шляхом утво­рення і росту одних кристалів за рахунок інших (поді­бних) кристалів.

Розрізняють рекристалізацію обробки і збірну ре­кристалізацію. Для рекристалізації обробки характерний ріст нових кристалів за рахунок раніше деформованих, причому нові кристали, що утворилися, мають менш викривлену решітку. У разі збірної рекристалізації від­бувається ріст нових кристалів за рахунок інших, також нових кристалів. Вона може здійснюватися при дії на метал високої температури. Температура рекристаліза­ції будь-якого металу знаходиться в межах 0,3 — 0,4 °С від температури його плавлення.

Рекристалізація широко використовується під час проміжних нагрівань і остаточного випалювання мета­лів із наклепкою (для повернення їм пластичності). Під час рекристалізації межа міцності й пружності знижу­ється, а видовження й опір удару збільшуються.

Корозія металів — руйнування їх під впливом нав­колишнього середовища. Контакт металу з повітрям або газоподібним середовищем супроводжується утво­ренням на його поверхні оксидів чи основних сполук, які покривають поверхню металу тонким шаром (плів­кою). Ця плівка перешкоджає подальшій взаємодії ме­талу з навколишнім середовищем, тобто руйнуванню ме­талу. Під час взаємодії металу з розчинами кислот, лу­гів і солей захисна плівка не утворюється, а розчинені у воді речовини можуть проникати вглиб металу, сприя­ючи подальшому розвитку корозійних процесів.

Хімічно чисті метали в більшості випадків мало під­даються корозії. Звичайні технічні метали (сплави) завжди містять різні домішки, що створює сприятливі умови для корозії. Неоднорідний метал розглядається як складний комплекс анодних і катодних ділянок, які зумовлюють низку процесів, що відбуваються на межі металу з електролітом (розчином).

Анодними і катодними ділянками можуть бути;

1. кристали різних форм двофазних (залізо) або бага­тофазних металів;

2. орієнтовані в різних напрямках ділянки кристалів однофазних металів;

3) ділянки одного і того самого кристалу, якщо він пе­ребуває в різних енергетичних станах. Двофазні метали і сплави піддаються корозії швид­ше, ніж однофазні. Однофазні метали більше піддають­ся корозійним руйнуванням на ділянках напружень, ніж у ненапружених ділянках. Метали, які піддають правильній термічній обробці (випалюванню), руйну­ються менше.

За характером поширення корозійних явищ розріз­няють рівномірну (загальну), місцеву і вибірну (інтеркристалічну і міжкристалічну) корозію. Загальною ко­розією називається така, при якій металеві вироби за­знають руйнування на всій поверхні. Найчастіше вона буває при дрібнозернистій структурі сплаву. Це най­менш небезпечний і найповільніший процес корозійних руйнувань.

Місцевою корозією називається така, при якій ді­лянки руйнування мають вигляд осередків (острівців), плям, цяток. Вони звичайно виникають на ділянках грубої структури металу із залишковим напруженням, з механічними пошкодженнями, тріщинами тощо. Міс­цева корозія може значно знизити якість металевої де­талі або навіть зробити її непридатною.

Вибірна корозія — найскладніший і найнебезпечніший вид руйнування металу. Руйнування відбувається в глибині металу. Розрізняють інтеркристалічну (коли процес поширюється по межах кристалів) і транскристалічну (коли процес руйнування поширюється по пев­них кристалографічних напрямках через окремі кристали) вибірну корозію. Вибірна корозія спостерігається при крупнозернистій структурі металу, який має вклю­чення інших металів і карбідів.

Одним із способів запобігання корозії є покриття поверхні металевого виробу іншими металами (напри­клад, хромування, золотіння) та їх сполуками (титану нітрит та ін).

Сплавом металів називають сполучення двох або кількох металів. При цьому утворюються речовини, що мають якості, не властиві жодному з компонентів спла­ву. Великим досягненням техніки є створення різних сплавів із заздалегідь заданими властивостями. Широ­ко застосовуються так звані леговані металеві сплави, тобто сплави, які містять певну кількість інших елемен­тів (для поліпшення їх механічних і антикорозійних властивостей). Прикладом такого сплаву є хромоніке­лева нержавіюча сталь.

Підбором різних металів у потрібних співвідношен­нях одержують сплави з необхідними для зубопротезування властивостями. Сплав утворюється під час твер­діння розплавлених компонентів. При переході з рід­кого стану у твердий зв'язок між компонентами сплаву може бути різний. Механічна суміш виникає в разі спо­лучення взаємно нерозчинних металів. У затверділому стані кожний із компонентів зберігає свої кристалічну решітку і властивості. Тому загальні властивості такого сплаву залежать від кількісного співвідношення компо­нентів. Неміцні зв'язки компонентів роблять такі спла­ви легкоплавкими, однак достатньо твердими. Ці якос­ті мають допоміжні легкоплавкі сплави вісмуту, олова та інші, які застосовуються в зубопротезній техніці.

Тверді розчини — це сплави, що мають однорідну кристалічну структуру. До кристалічної решітки основ­ного металу входять атоми або іони розчинених еле­ментів. Компоненти такого сплаву здатні до взаємного розчинення як у рідкому, так і в твердому стані. Якщо до складу твердого розчину входять неметали, то їх ато­ми, як правило, розміщуються в міжатомному просторі кристалічної решітки сплаву. Прикладами сплавів тако- го типу є сплави на основі золота і платини, хромоніке­леві сплави, які широко застосовуються в ортопедичній стоматології.

Під час затвердіння злиток металу може набувати різної структури, яка характеризується більшою або меншою неоднорідністю, що залежить від складу спла­ву, швидкості охолодження і низки інших факторів. Ви­никнення неоднорідності зумовлене особливостями крис­талізації сплаву, компоненти якого мають різні точки плавлення. Під час охолодження сплаву першими почи­нають випадати кристали тугоплавкого компонента. Од­норідна структура кристалів формується під час повіль­ного охолодження, неоднорідна -- під час швидкого охолодження. Явище неоднорідності структури окремих кристалів називається внутрішньою ліквацією.

Неоднорідна структура сплаву, зумовлена внутрішньокристалічною ліквацією, погіршує його еластичні властивості. Так, при недостатньому розчиненні плати­ни в золоті внаслідок внутрішньокристалічної ліквації сплав може стати крихким і непридатним для зуботехнічних робіт.

Для відновлення однорідності сплаву його піддають рекристалізації, витримують певний час за температу­ри, близької до температури плавлення. Інтенсивна ди­фузія призводить до вирівнювання структури сплаву.

В ортопедичній стоматології застосовують в основ­ному однорідні тверді сплави з високими фізико-хімічними властивостями.

Хімічні сполуки — сплави, що утворюються внаслі­док хімічної взаємодії їхніх компонентів. Типи таких сполук різноманітні й виникають вони як між метала­ми, так і між металами і металоїдами. Прикладом та­ких сплавів можуть бути карбіди заліза і хрому (РЄ3С, СгС₂), які утворюються з нержавіючої сталі на різних технологічних етапах. Деякі хімічні сполуки металів (М§₂5) вирізняються твердістю і крихкістю. Характер­но, що стан таких хімічних сполук непостійний.

Технологія застосування металів. Викорис­тання металів для виготовлення зубних протезів, ортопедичних апаратів і шин являє собою складний техно­логічний процес, під час якого сплави зазнають меха­нічного (кування, протягування, штампування та ін.), термічного (випалювання, плавлення, лиття) і хімічно­го (вибілювання) впливу. Унаслідок цього в матеріалі (металі) виникають складні структурні перетворення, змінюються його фізико-хімічні властивості.

Знаючи суть і механізм цих процесів і змінюючи ре­жим технологічного процесу, можна з одного сплаву виготовляти вироби з різними властивостями. Найбільш значні зміни структури і фізико-хімічних властивостей сплавів спостерігаються під час лиття, термічної оброб­ки, паяння та обробки тиском.

Лиття ортопедичних конструкцій виконують шляхом заливання розплавленого металу у форму, виготовлену з вогнетривкої формувальної маси за восковим зразком конструкції. Внутрішні обриси цієї форми повинні точ­но відповідати зовнішнім обрисам зразка.

Процес відливки деталі складається з таких етапів:

1. моделювання з воску моделі виробу;

2. підготовка воскової моделі до формування;

3. формування зразка в ливарну кювету (опоку);

4. видалення воску з опоки і нагрівання її;

5. плавлення металу і заливка в опоку;

6. виймання деталі з опоки та її обробка.

Сплави для виготовлення деталей методом лиття по­винні мати такі якості:

1. рідкотекучість;

2. мінімальну ліквацію;

3. не утворювати усадочних раковин.

4. Рідкотекучість металу — це властивість сплаву в рід­кому стані заповнювати форму під час лиття.

Метали, що здатні швидко кристалізуватися, мають більшу рідкотекучість, ніж ті, що кристалізуються по­вільно. Ступінь нагрівання металу впливає на рідкоте­кучість. Помірне перегрівання металу (вище від точки плавлення на 100 — 110 °С) збільшує рідкотекучість. Рід­котекучість збільшується під час лиття в достатньо нагріті опоки, однак перегрівання опоки може призвести до її розтріскування, а також до сповільнення криста­лізації металу.

Ліквація — явище неоднорідності структури сплаву відлитих деталей. У розплавленому стані сплав є одно­рідним, однак під час кристалізації (охолодження) в окремих ділянках відливка або окремих його зернах виникає неоднорідність -- ліквація. Вона зумовлена тим, що кристалізація компонентів сплавів перебігає не­однаково. У сплавах типу твердого розчину (золото, нержавіюча сталь, КХС) один із найважчих компонен­тів відділяється від основної маси, яка перебуває в рід­кому стані. Цей процес залежить від швидкості охоло­дження і типу сплаву. Ліквацію можна зменшити, зни­жуючи температуру нагрівання, збільшуючи швидкість заливки металу і сповільнюючи його охолодження, а також випалюванням відлитої деталі за певної темпера­тури з подальшим повільним охолодженням. Для регу­ляції цих процесів використовують добавки до сплавів металів, які надають їм дрібнокристалічної структури (легуючі речовини: нікель — для нержавіючої сталі, молібден — для кобальтохромового сплаву та ін.). Лік­вація знижує міцність, пластичність і корозійну стій­кість сплаву.

Твердіння сплаву в опоці починається з поверхні, причому швидкість твердіння в стовщених місцях від­ливка менша, ніж у стоншених, де метал твердіє раніше. Розплавлений метал відтягується до ділянок з більш швидкою кристалізацією, де утворюється дрібнокрис­талічна структура. У стовщених місцях під час твердін­ня утворюється крупнозерниста структура. У разі не­стачі рідкого металу в стовщених місцях можуть утво­рюватись усадочні раковини, які зазвичай виникають У верхній частині відливка. Усадка металу може при­звести до виникнення внутрішнього напруження в окре­мих частинах відливка.

При переході сплаву з рідкого стану у твердий мож­на виділити такі види усадки: О усадку в рідкому стані;

Мал. 12, Схема усадки металу під час охолодження (пояснення в тексті)

2. усадку в період твердіння;

3. усадку у твердому стані.

Усадка, що виникає в рідкому стані, починається з моменту заливки розплавленого металу в ливарну фор­му (мал. 12, точка 1) і продовжується при появі пер­ших кристалів (точка 2). При охолодженні об'єм спла­ву зменшується.

Усадка в період твердіння (точка 3) закінчуєть­ся після кристалізації останньої частинки металу. При цьому розміри і контури відливка залишаються зовні незмінними. Але якщо твердіння металу відбувається швидко і нерівномірно, виникають внутрішні порожни­ни, або раковини. Об'єм їх залежить від розмірів від­ливка, ступеня нагрівання металу та його фізико-хімічних властивостей.

Розміщення усадочних раковин залежить від сили, під дією якої заповнюється опока, розташування тер­мічного вузла відливка, теплопровідності й газопровід­ності опоки, швидкості заливки металу й охолодження відливка. У разі штучного сповільнення охолодження можуть утворюватись усадочні мікрораковини в усьому перерізі виробу.

Усадка у твердому стані (точка 4) характеризується тим, що атоми металу відливка мають певні парамет­ри й упорядковані в кристалічній решітці. Під час охо­лодження параметри кристалів металу змінюються, уна­слідок чого зменшуються об'єм і лінійні розміри від­ливка.

Усі етапи усадки взаємопов'язані. Усадка як у рід­кому, так і в твердому стані частково відбувається од­ночасно. Однак у більшості сплавів усадка рідкої час­тини відбувається швидше, що обумовлює утворення усадочних раковин.

Запобігти виникненню усадки можна шляхом пра­вильного визначення термічного вузла і компенсації усадки за рахунок розширення опоки. Кожен терміч­ний вузол відливка повинен мати свій ливник і додат­ковий живильник металу.

Внутрішнє напруження, усадочні раковини і крупнозерниста структура сплаву погіршують його фізико-хімічні показники й антикорозійні властивості. Для усунення цих небажаних явищ необхідно: 1) увести до складу сплаву добавки, що сприяють утворенню дріб­нокристалічної структури; 2) суворо дотримуватися тем­пературного режиму плавлення, швидкості заливки й охолодження; 3) створити депо рідкого металу в живи­льних муфтах ливників за межами відливка; 4) вигото­вити опоки, що компенсують усадку.

Плавлення металу слід проводити швидко, без знач­ного перегрівання металу (не більше як на 100—110 °С від точки плавлення). Під час повільного плавлення відбувається вигорання (унаслідок окиснення) компо­нентів, які мають більш низьку температуру плавлен­ня, що призводить до зміни структури сплаву. Надмір­не перегрівання металу зумовлює значне поглинання газів і утворення в подальшому газових мікрораковин і раковин.

Ситоподібна пористість — утворення дрібних ци­ліндричних або конусоподібних раковин діаметром 2 — З мм і завдовжки 4 — 6 мм. Вони мають гладеньку блис­кучу поверхню. Розташовані безладно по всьому перерізу відливка (під зовнішньою його кіркою на глибині 1 — 2 мм від поверхні й перпендикулярно до неї).

Основна причина виникнення ситоподібної пористо­сті — заливка металу у вогкі форми, а також у форми, де як облицювальний матеріал використовують рідко-скляну суміш. Сприяє утворенню ситоподібної порис­тості зниження тиску в ливниковій системі.

Для запобігання утворенню внутрішнього напру­ження і тріщин рекомендується охолодження відливка, особливо деталей зі складною конфігурацією, проводи­ти повільно. Щоб зняти внутрішнє напруження, отрима­ти мікрокристалічну структуру і поліпшити механічні властивості відливка, його можна піддавати термічній обробці (випалюванню). Відливок нагрівають у му­фельній печі до певної температури (сплави золота — до 700 °С, нержавіючої сталі — до 1050 °С), деякий час витримують при цій температурі й охолоджують. Так, під час нагрівання сталі до температури понад 730 °С ЇЇ структура починає перетворюватися на аустенітну. Охо­лоджуючи сталь з різною швидкістю, отримують сталь з різними структурними і фізико-хімічними властивостя­ми: дуже тверду (мартенсит), помірно тверду (троостит і сорбіт) і відносно м'яку (перліт). Основна відмінність цих структур полягає в характері зв'язку вуглецю із залізом та іншими компонентами сплаву (карбіди, твер­дий розчин, змішані форми).

Термічну обробку деталей ортопедичних конструк­цій застосовують для усунення наклепки, яка виникає в процесі обробки сплаву під тиском (кування, штампу­вання, протягування та ін.). Під час термообробки від­буваються процеси відновлення деформованої криста­лічної структури, або рекристалізації. У сплаві зника­ють внутрішнє напруження і деформації кристалічної решітки, відновлюються фізико-механічні властивості. Випалювання в зуботехнічних лабораторіях застосову­ють для зняття наклепки під час роботи з нержавіючою сталлю, сплавами на основі золота і срібла.

Загартування — один із способів зміцнення виробів зі сталі. її нагрівають як для випалювання (до 960 —1000 °С) і швидко охолоджують, отримуючи тверду і міцну (загартовану) структуру.

Для відновлення в'язкості й пластичності загарто­вані вироби нагрівають до температури в інтервалі від 200 до 700°С, витримують при цій температурі й охоло­джують. Цей процес називається відпуском.

У зубопротезній техніці загартування і відпуск за­стосовують рідко. Фізико-механічні властивості спла­вів деякою мірою залежать від вмісту в них вуглецю, але в усіх сплавах вміст вуглецю стабільний. Так, під час плавлення сплаву відкритим полум'ям (киснево-ацетиленовим, киснево-пропановим) електророзрядної дуги вміст вуглецю в сплаві може перевищити норму (навуглецювання), що призводить до підвищення крих­кості й твердості сплаву. Вміст вуглецю в металі не змі­нюється під час закритого плавлення металу в крептолових печах і високочастотних установках, яким у зубопротезуванні надають перевагу.

Паяння, зварювання. Паяння — жорстке з'єднання металевих деталей або частин виробу шляхом розплавлення з'єднувального матеріалу — припою. Залежно від того, чи піддають нагріванню метал виробу, що спа­юється, і припій (метал, яким спаюють), або тільки один із них, розрізняють два види паяння: тверде — із застосуванням твердих припоїв (температура плавлен­ня — понад 500 °С) і м'яке — із застосуванням м'яких припоїв (температура плавлення — до 230 °С).

Припій має температуру плавлення нижчу від тем­ператури плавлення деталей, які з'єднуються. Перебіг процесу паяння найбільш сприятливий, коли основний метал і припій виявляють хімічну і фізичну спорідне­ність. Міцність з'єднання деталей залежить від складу припою, площі поверхонь, що з'єднуються паянням, чистоти цих поверхонь, величини зазору між ними, структури утвореного шва, а також від стійкості до ко­розії основного сплаву і припою.

У процесі виготовлення зубних протезів для збіль­шення міцності паяння на етапі моделювання деталей воском дотримуються таких правил:

1. поверхні, які будуть з'єднуватися паянням, повинні бути великими за площею;

2. ці поверхні обов'язково повинні збігатися і щільно прилягати одна до одної.

Між поверхнями, що з'єднуються, повинен бути мі­німальний зазор. Збільшення його призведе до стягу­вання деталей і зменшення лінійних розмірів конструк­цій за рахунок усадки припою, а також до корозії шва. Поверхні металів, які з'єднують паянням, необхідно ретельно очистити від оксидної плівки і забруднень, які перешкоджають дифузії припою в метал.

М'яке паяння не забезпечує достатньої міцності з'єд­нання деталей на розрив (до 7 кгс/мм²), тому його за­стосовують лише при деяких допоміжних технологічних операціях. Тверде паяння забезпечує міцне з'єднання. Межа міцності на розрив становить до 45 кгс/мм², твердість твердого припою — до 115 кгс/мм² (за Брінеллем).

Для очищення контактних поверхонь деталей від забруднень і оксидної плівки під час паяння застосо­вуються спеціальні речовини — флюси (плавні). Для твердого паяння протезів із золота і нержавіючої ста­лі найчастіше застосовують тетраборат натрію — буру (Ма₂В^О₇-10Н₂О), для м'якого паяння — каніфоль і хлорид цинку.

Найкращим видом паяння є таке паяння, коли фор­мується шов (з'єднання) типу твердого розчину. Така структура шва виникає між металами, які виявляють найбільшу хімічну і фізичну спорідненість (наприклад, паяння міді латунню, золота — золотим припоєм). Структура шва типу хімічного сполучення (паяння мі­ді оловом) і механічної суміші (паяння сталі золотом) не забезпечує високої міцності й корозійної стійкості.

У зубопротезуванні застосовують переважно паяння твердими припоями. Для паяння нержавіючої сталі ви­користовують срібний припій (типу припою Цитрина), який містить срібло, мідь, нікель і кадмій. Він плавить­ся за температури 800 °С. Паяння сплавів на основі зо­лота проводять припоями з того самого сплаву золота,

в який додають для зниження температури плавлення кадмій (5-10%).

Припої для твердого паяння повинні відповідати та­ким вимогам:

1. фізико-механічні властивості припою (міцність, ко­лір та ін.) повинні бути близькими до властивостей металу деталей, що з'єднуються паянням;

2. припій не повинен мати токсичних властивостей і не руйнуватися в ротовій порожнині;

3. температура плавлення припою повинна бути на 50—100 °С нижче від температури плавлення мета­лів і мати короткий період прихованої теплоти плавлення;

4. мати добру рідкотекучість і змочуваність. Коли при­пій має тривалий період прихованої теплоти плав­лення, то це може призвести до того, що до моменту паяння розплавиться не вся маса припою або відбу­деться перегрівання припою і вигорання деяких його компонентів, що може призвести до утворення по­ристого шва.

Неоднорідний метал у ротовій порожнині розгляда­ється як складний комплекс анодних і катодних діля­нок, які обумовлюють сукупність процесів, що відбува­ються на межі металу з електролітом (слиною). Анод­ними і катодними ділянками можуть бути: 1) кристали різних фаз дво- або багатофазних металів; 2) ділян­ки одного і того самого кристала, якщо він перебуває в різному енергетичному стані.

У ротовій порожнині осіб, які користуються проте­зами зі сплавів металів, іноді виникає явище гальва­нізму, що характеризується появою певного комплексу симптомів: металевого присмаку в роті, печії, розладу слиновиділення, головного болю, порушення сну, за­гальної слабості тощо. Явище гальванізму зумовлене різницею електропотенціалів у ротовій порожнині, що виникають унаслідок наявності в ній різнорідних мета­лів, неоднорідності одного сплаву протеза. Під впли­вом електрохімічних процесів (електролітичної дисоціації, мікрострумів), які виникають у ротовій порожнині, де є металеві протези з припоєм, розвивається корозія. Припій змінює колір (темніє), поступово розчиняєть­ся, а на поверхні протезів з'являються темні плями ко­розії.

Щоб уникнути корозії і гальванізму, застосовують протези, виготовлені зі споріднених сплавів, суцільні (непаяні) протези.

Метод виготовлення протезів без застосування па­яння виключає використання припою. Суть методу — зварювання деталей розтопленим металом протеза. Роз­плавлений метал надходить під тиском до деталей, що з'єднуються, по ливниковим каналам, контактує з їх поверхнями, плавить зони контакту й утворює моноліт­не з'єднання. Структура шва залежить від технологіч­них параметрів, за яких здійснюється весь процес під­готовки опоки, режим плавлення, лиття та ін. Такий ме­тод виготовлення протезів використовують, коли треба з'єднати тонкостінні коронки. Протези також виготов­ляють, з'єднуючи деталі за допомогою зварювання. У промисловості електричне, газове та інші види зварю­вання широко застосовують для нерознімного з'єднання деталей. У зубопротезній техніці ці види зварювання застосовуються рідко, оскільки зварювання проводить­ся в обмеженому просторі, на незначних за розмірами і нестандартних деталях. Тому в зубному протезуванні віддають перевагу паянню.

Точкове (контактне) зварювання застосовують у зуботехнічних лабораторіях для фіксації деталей перед паянням. Суть методу полягає в нагріванні зварюваних деталей у контактних точках за допомогою спеціальних електрозварювальних апаратів. Електричний струм про­ходить від одного електрода до другого. У ділянці зва­рювання метал плавиться (від підвищеного опору стру­му). У місці контакту електродів утворюється невелике ядро. Під час точкового зварювання деталі в місцях зварювання повинні бути очищені від забруднень і ок­сидної плівки. Міцність з'єднання деталей точковим зварюванням невисока. У зубопротезній практиці цей метод застосовують як допоміжний.

Останнім часом у зубопротезуванні застосовують плазмове мікрозварювання. Плазмоутворювальним га­зом є аргон. Між електропровідною заготовкою (детал­лю) і плазмовим струменем утворюється електрична ду­га великої щільності енергії і високої температури, яка може з'єднувати найтвердіші сплави на основі кобаль­ту, молібдену, хрому та ін. Тепловий вплив плазмової дуги на об'єкти є місцевим і незначним. Як захисний газ використовують аргон, що дозволяє запобігти утво­ренню оксидної плівки на поверхні деталей.

Цей метод зварювання забезпечує міцність зварю­вального шва, стабільність розмірів деталей, не потре­бує застосування припою і флюсів.

Останніми роками застосовується лазерне зварю­вання зубних протезів за допомогою лазерного апарата "Квант-155" (Росія), який вважається одним із кращих лазерних апаратів у світі.

Порівняно з паянням, точковим електрозварюван­ням, електронно-променевим і плазмовим способами зва­рювання зубних протезів лазерне зварювання забезпе­чує найкращі результати: міцність зварювального шва в 3 рази вища, ніж паяного; електрохімічні потенціали в ротовій порожнині майже в 2 рази нижчі, ніж під час

паяння.

Лазерне зварювання, на відміну від плазмового, не потребує нейтрального газового середовища.

Метали, які застосовують у стоматології, поділяють на благородні (золото, паладій, платина, срібло та ін.) і неблагородні (залізо, кобальт, молібден, нікель та ін.). Крім того, розрізняють дорогоцінні (золото, платина та ін.) і недорогоцінні (залізо, кобальт та ін.), чорні (залізо і його сплави) і кольорові (всі інші, крім залі­за) метали.

Благородні метали. Вони стійкі до окиснення (корозії) і дії кислот. Тривалий час не змінюють зов­нішнього вигляду, достатньо м'які, легко шліфуються і поліруються (табл. 7).

Метал	Хі­міч­ний знак	Гус­тина, г/см*	Темпе­ратура плав­лення, °С	Темпе­ратура кипін­ня, °С	Усадка під час твердін­ня, %	Межа міц­ності, кгс/мм3	Віднос­не ви­дов­ження, %	Твер­дість за Брі-неллем, кгс/мм2	Коефі­цієнт ЛІНІЙНО­ГО роз­ширення
Золото	Аи	19,3	1064	2550	1,2	12,2	40-50	18,5	14-10"6
Паладій	Рсі	12	1555	3980	—	18,5	24-30	49	11,7-Ю"6
Платина	Н	21,5	1770	2450	Незначна	19	40	26	8,7-Ю"6
Срібло	А§	10,5	960,5	1955	4,4	14,1	48-50	26	19-КГ6

Таблиця 7. Основні властивості благородних металів

Із семи благородних металів у стоматологічних спла­вах застосовують три: золото, паладій і платину. Бони надають цим сплавам інертних властивостей.

Термін "дорогоцінні метали" пов'язаний з їх вартіс­тю, яка регулюється ринковими механізмами.

Класифікація сплавів металів, що застосовують в ортопедичній стоматології:

І. Основні (конструкційні):

1. Сплави благородних металів: 1) на основі золота; 2) на основі срібла.

2. Сплави неблагородних металів: 1) на основі заліза(хромонікелева сталь); 2) кобальтохромові; 3) кобальтохромомолібденові; 4) нікелетитанові (титано-нікелеві).

II. Допоміжні: 1) на основі алюмінію (дюралюмі­ній, магналій); 2) на основі бісмуту, легкоплавкі (мелот-метал та ін.); 3) на основі міді (латунь, бронза).

АТ "Суперметал" (Росія) поділяє сплави металів для ортопедичної стоматології на 4 види: 1) "Бюгодент" — для лиття знімних протезів; 2) кобальтохро­мові сплави — для металокераміки "КХ Денти"; 3) нікелехромові сплави — для металокераміки "НХ Денти"; 4) залізонікелехромові сплави (нержавіюча сталь) — для зубних протезів.

Перевагами конструкційних сплавів на основі благо­родних металів є мала їх усадка під час лиття, найбіль­ша міцність зчеплення металу з керамікою, менша твер­дість, що дозволяє за необхідності безболісно розрізати і зняти зубний протез. Конструкції зі сплавів на основі благородних металів значно однорідніші й щільніші від конструкцій із неблагородних металів, але поступають­ся їм міцністю.

Золото — метал яскраво-жовтого кольору з харак­терним металевим блиском. У природі зустрічається у вигляді самородків, у розсипах і як домішка в рудах інших металів. Добувають золото двома способами. 1. З розсипів — шляхом механічної обробки (подріб­нення) породи з подальшим промиванням водою, завдяки більшій густині золото осідає на дно посу­дини.

2. З руд — шляхом амальгамування ртуттю або ціану­вання. В останньому випадку золото утворює хіміч­ні сполуки, які в подальшому можуть бути видалені в осад і відновлені в чисте золото. Золото стійке до корозії, на нього не діють кисло­ти і луги, окрім так званої царської горілки (1 частина нітратної і 3 частини хлоридної кислоти).

Афінаж — виділення чистого золота зі сплавів. Його здійснюють такими способами.

1. Сплав розплавляють, виливають у воду для утво­рення дрібних зерен (гранул). Гранули у фарфо­ровій чи скляній посудиш заливають розведеною нітратною кислотою (2/3 об'єму). Посудину повіль­но нагрівають, домішки (мідь, срібло та ін.) розчи­няються, а золото випадає в осад. Цей осад кип'я­тять в нітратній кислоті, промивають у воді. Сплав­ляючи осад, отримують чисте золото.

2. Гранули сплаву в посудині заливають царською го­рілкою, підігрівають. Золото та інші метали розчи­няються, срібло випадає в осад у вигляді А§С1. У розчині після видалення осаду срібла залишається хлорид золота. Відновленням залізним купоросом (РеЗО^7Н₂О) або щавлевою кислотою (С₂Н₂О₄) зо­ лото переводять в осад бурого кольору. Металеве золото отримують, сплавляючи осад.

3. Сухий афінаж. Розплавлений сплав обробляють се­літрою або сіркою. Оксиди або сірчані сполуки ме­талів, які є домішками, випливають на поверхню розплаву. їх видаляють, сплавляючи з бурою. Чис­те золото (99,9%) в промисловості добувають шля­хом електролізу.

Властивості золота значною мірою залежать від до­мішок. Так, за наявності навіть незначних домішок (0,06%) свинцю або вісмуту золото втрачає пластич­ність, стає крихким і практично не піддається штам­пуванню. Тому під час виготовлення штампованих ко­ронок із золота необхідно ретельно видаляти залишки Таблиця 8. Сплави на основі золота, які застосовують для зубопротезування

Метали	Вміст металу в сплаві,%
	900-та проба	750-та проба	Припій (750-та проба)
Золото	90,0±0,3	75,0±0,5	75,0±0,3
Кадмій	—	-	12,0+0,5
Мідь	6,0	7,8±1,7	10,0
Платина	—	9,0±0,5	-
Срібло	4,0+0,5	8,2±0,5	3,0+0,5

легкоплавкого металу, до складу якого входять бісмут і свинець, які під час нагрівання виробу прони­кають у золото, змінюючи його властивості, а іноді й колір.

Для виготовлення ортопедичних конструкцій засто­совують різні сплави золота із заданими властивостя­ми: ковкістю, пластичністю (для штампованих деталей), пружністю (для еластичних дуг і штифтів, дроту для кламерів), рідкотекучістю (для литих деталей).

У зубопротезуванні застосовують не чисте золото, а сплави золота з кадмієм, міддю, платиною, сріблом. Вміст золота в сплаві називається пробою золота (спла­ву). Чисте золото визначається як золото 1000-ї проби. Найчастіше в ортопедичній стоматології застосовують сплави на основі золота 900-ї і 750-ї проб (табл. 8).

Відомо три системи, за якими визначають пробу золотих сплавів: десяткова, золотникова і каратна. У нашій країні золотникова проба застосовувалася до 1927 р. За цією системою чисте золото має 96 золотни­ків. Тепер користуються десятковою системою, за якої чисте золото має 1000-ну пробу.

У зарубіжних країнах (Велика Британія) пробу зо­лота визначають за каратною системою (чисте золото — 24 карати).

Пробу виробу із золота можна приблизно визначити за допомогою спеціальних реактивів (розчин кислот, хлорид золота). Так, розчин, що складається з 2 час­тин хлоридної кислоти, 98 частин нітратної кислоти та 25 частин води, розчиняє сплави 750-ї проби і більш низьких проб. На спеціальній пластинці з твердого мі­нералу роблять риску сплавом, пробу якого визнача­ють. На цю риску наносять розчин кислот певної кон­центрації і складу. Якщо сплав від взаємодії розчинив­ся (риска зникла), то його проба не вища за пробу, для якої призначений застосовуваний розчин кислот. Для ви­значення проби сплаву золота також можна нанести краплю хлориду золота на зачищену поверхню сплаву, який досліджують. Хлор, взаємодіючи з міддю і сріб­лом, що входять до сплаву, утворює пляму. Світло-зе­лена пляма виникає при дуже низьких пробах. Поява коричневої плями свідчить про те, що проба сплаву зо­лота не вища за 500-ту пробу. Сплави золота вище від 583-ї проби не взаємодіють із хлоридом золота, пляма на їх поверхні не виникає.

Промисловість випускає зі сплаву золота диски діа­метром 10, 18, 20, 23 і 25 мм і завтовшки 0,28 — 0,3 мм (для виготовлення коронок), злитки масою 5 г (для відливки проміжкових частин мостоподібних проте­зів, бюгелів), дріт для кламерів, пластинки золотого припою.

Сплав золота 900-ї проби має недостатню твердість, легко піддається стиранню. Тому під час виготовлення штампованої коронки всередину, на жувальну поверх­ню і різальний край заливають припій.

Наклепку, що утворюється під час вальцювання, протягування і кування виробів із золота, знімають шляхом випалювання за температури до 800 °С. Коли гільзу для коронки штампували на штампі з легкоплав­кого сплаву, то перед випалюванням її потрібно ретель­но очистити і прокип'ятити в хлоридній кислоті для видалення часточок свинцю і бісмуту.

Температура плавлення сплаву золота 900-ї про­би — близько 1000 °С. Під час виготовлення коронок, лиття, паяння протезів зі сплаву втрачається до 2% золота.

Сплав золота 750-ї проби з платиною має жовтий колір (менш яскравий, ніж у чистого золота). Наяв­ність платини і більший вміст міді в сплаві (порівня­но з попереднім сплавом) роблять цей сплав твердим і пружним. Він дає невелику усадку під час лиття, то­му з нього виготовляють точні протези та їх части­ни, наприклад вкладки. Цей сплав не можна обробляти тиском. Він використовується для виготовлення ме­тодом лиття виробів, які повинні мати підвищені пруж­ні властивості (каркаси бюгельних і шинуючих про­тезів).

Коли в сплав золота 750-ї проби, який не містить платину, додати мідь і кадмій (10—12%), то температу­ра його знизиться до 800 °С. Такий сплав застосовують як припій для сплавів золота високих проб, а також для срібно-паладієвих сплавів.

В.Н. Копєйкін та співавтори (1995) усі сплави зо­лота, що застосовуються для виготовлення зубних про­тезів, поділяють на чотири типи (табл. 9).

Таблиця. 9. Склад і механічні властивості сплавів на основі золота для лиття зубних протезів

(В.Н.Копєйкін та співавт., 1995)

Тип спла­ву	Кількість золота і металів платино­вої гру­пи, %	Твердість за Брінеллем, МПа		Межа теку­чості, Н/мм2	Видов­ження (міні­мум), %	Характе­ристика сплаву (стандар­ти І5О, АБА)
		Міні­мум	Мак­симум
І	83	50	90	80	18	М'який
II	78	90	120	180	12	Середній
III	78	120	150	240	12	Твердий
IV	75	150 220	-	300 450	10 2	Надтвер­дий

Сплав золота 900-ї проби (І тип) містить 90% золо­та, 6% міді й 4% срібла. Має приємний жовтий колір. Сплав стійкий до корозії, виявляє велику пластичність і в'язкість, рідкотекучий у розплавленому стані, легко піддається вальцюванню, куванню, штампуванню, лит­тю та іншим видам обробки. За міжнародними стандар­тами (15О) він придатний для виготовлення зубних протезів, які зазнають невеликих навантажень.

Сплав золота 750-ї проби з платиною (II тип) міс­тить 75% золота, 8% міді, 8% срібла і 9% платини, має жовтий колір. Платина і мідь надають йому твердості й пружності. Сплав дає невелику усадку під час лит­тя. Застосовується для відливки кламерів, бюгелів і протезів.

Сплав золота з кадмієм містить 75% золота, 13% мі­ді, 5% кадмію, 2% латуні і 5% срібла. Температура плав­лення становить 821 °С. Служить припоєм для протезів із золотих сплавів.

Сплав золота III типу "Супер ТЗ" (Росія) містить 75% золота, має жовтий колір. Густина його становить 15,2—15,5 г/см³, температура плавлення — 880 —950 °С, твердість за Віккерсом після лиття — 1300 — 1450 Н/мм², після термічної обробки — 2000 — 2200 Н/мм², межа текучості — 220 — 250 Н/мм², відносне видовження — 20 — 25%, коефіцієнт термічного розширення — 19,7 — 20,3-Ю"⁶ за температури від 200 до 600 °С. Призначе­ний для виготовлення фронтальних і бічних мостоподібних протезів, вкладок і замків.

Сплави золота IV типу випускають зарубіжні фірми. Вони призначені для виготовлення часткових знімних протезів із кламерами, мостоподібних протезів і коронок.

"Суперпал" (Росія) — золотопаладієвий сплав (60% паладію і 10% золота). Застосовують для виготовлення металокерамічних зубних протезів.

З металів платинової групи в стоматології застосо­вують паладій, платину і срібло.

Паладій — метал сріблясто-білого кольору, який нагадує платину. У природі зустрічається в полімета­левих рудах, які містять платину, срібло, іридій та інші метали. Чистий паладій добувають із платинових концентратів шляхом афінажу під час пірометричної та електрохімічної переробки. Щоб відрізнити паладій від платини, слід подіяти на поверхню зачищеного металу розчином йоду. На поверхні паладію в місці контакту з йодом утворюється темна пляма, тоді як платина не змінюється.

Паладій хімічно достатньо стійкий, але розчиняєть­ся в азотній кислоті, гарячій сірчаній кислоті, царській горілці. В агресивних середовищах на поверхні пала­дію та його сплавів утворюється захисна антикорозійна плівка. Реакція паладію з киснем відбувається тільки підчас нагрівання до 700 — 900 °С. Паладій має особли­вість розчиняти (поглинати) величезну кількість вод­ню (до 800 — 900 об'ємів водню) в одному об'ємі мета­лу, що дозволяє застосовувати його як каталізатор у промисловості.

Паладій твердіший за платину, але гірше обробля­ється тиском. Він має доволі високу ковкість і добре піддається вальцюванню. У зубопротезуванні застосо­вують сплави,-які містять паладій, золото, срібло та ін­ші метали. З них виготовляють незнімні зубні протези методами штампування і лиття. Він є складовою части­ною сплавів, які використовуються для виготовлення металокерамічних протезів (фарфорова маса краще з'єд­нується з оксидною плівкою сплавів, які містять па­ладій).

Платина — метал сірувато-білого кольору, має ве­лику густину. У природі зустрічається в рудах разом із золотом, паладієм, сріблом та іншими металами, а та­кож у вигляді самородків. Добувають платину з подріб­неної породи шляхом промивання водою. Важка плати­на осідає на дні посудини. Промисловий спосіб виді­лення платини з руди — збагачення і проведення в по­дальшому циклу хімічних реакцій. Зі сплаву платину можна добути шляхом афінажу.

Незважаючи на велику твердість, платина виявляє високу пластичність і в'язкість, добре кується і оброб­ляється тиском. У розплавленому стані має добру текучість, хімічно стійка, розчиняється тільки в царській горілці, під час нагрівання не окиснюється.

Платина входить до складу багатьох сплавів, особ­ливо сплавів золота (вона підвищує механічні власти­вості сплаву).

З платини можна виготовити коронки і мостоподібні протези. Припоєм для платини може бути-чисте зо­лото або сплави золота, які містять платину (3 части­ни золота і 1 частина платини). Платинову фольгу ши­роко застосовують під час виготовлення фарфорових коронок. Завдяки низькому коефіцієнту теплового роз­ширення, близькому до такого у фарфору, платину ви­користовують для виготовлення крампонів фарфорових зубів.

Срібло — метал білого кольору з голубуватим, жов­туватим чи зеленуватим відтінком. У природі зустріча­ється у вигляді самородків, входить до складу поліме­талевих руд, хімічних сполук (срібний блиск — А£₂5, рогове срібло — А§С1).

Чисте срібло добувають із руд методом плавлення за високої температури.

Срібло виявляє високу пластичність. Так, з 1 г сріб­ла можна витягнути дріт завдовжки 1800 мм або фоль­гу завтовшки 0,00001мм. Срібло недостатньо хімічно стійке, розчиняється в гарячій сульфатній та нітрат­ній кислотах. Хлоридна кислота діє на нього слабко. Легко окислюється, реагує із сірководнем, утворюючи сульфід срібла темного кольору. При взаємодії з роз­чином натрію хлориду утворює хлорид срібла. У про­цесі плавлення легко сполучається з киснем, котрий виділяється під час охолодження, що може призвести до появи пор у відливку. Для зменшення поглинання кисню срібло плавлять під шаром товченого деревного вугілля.

Срібло має найвищу електропровідність. Усі інші метали за цим показником порівнюють зі сріблом. Чис­те срібло в зубопротезній практиці не застосовують че­рез недостатню хімічну стійкість у ротовій порожнині. Однак срібло входить до складу багатьох сплавів (золота, паладію) і припоїв. Його використовують для ви­готовлення пломбувальник штифтів і амальгами для пломб, комбінованих моделей.

Сплави срібла з паладієм відносно недорогі, достат­ньо міцні, мають високі антикорозійні й добрі техноло­гічні властивості. Корозійна стійкість срібно-паладієвих сплавів обумовлена вмістом у них паладію. Для поліп­шення властивостей срібла у сплави додають золото (склад сплавів: срібла — 55 — 60%, паладію — 27 — 30%, золота — 6 — 8%, міді — 2 — 3%, цинку — 0,5%). Такі сплави використовують для виготовлення незнімних зубних протезів (вкладок, коронок, мостоподібних про­тезів),

У 1975 р. були розроблені 4 срібно-паладієві спла­ви, які випускаються промисловістю (В.Ю. Курлянд­ський та співавт.). За своїми властивостями вони по­дібні до сплавів на основі золота. Склад сплавів пода­ний у табл. 10.

У ротовій порожнині вони не утворюють значних мікрострумів як між собою, так і зі сплавами золота. Застосування протезів зі срібно-паладієвих сплавів у поєднанні з конструкціями з нержавіючої сталі непри­пустиме, оскільки в ротовій порожнині утворюється гальванічний елемент, що зумовлює хронічну інтокси­кацію (гальванізм).

Сплав ПД-140 застосовують для заливки жувальної поверхні й різального краю внутрішньої частини ко­ронки.

Сплав ПД-150 використовують для виготовлення вкладок, ПД-190 — для лиття деталей зубних протезів.

Зі сплаву ПД-250 виготовляють штамповані деталі протезів (коронки, базиси знімних протезів).

Срібно-паладієвий сплав, який містить золото (срі­бла — 72%, паладію — 22%, золота — 6%), застосову­ють для виготовлення вкладок, кріплень для фасеток у мостоподібних протезах.

Переважна більшість срібно-паладієвих сплавів ма­ють такі властивості: густина — 10,3 — 10,9 г/см³, темпе­ратура плавлення - 1100 °С, міцність - 30-35 кгс/см²,

Марка сплаву	Вміст металів у сплаві, %			Густина, г/см3	Темпе­ратура плавлен­ня, °С	Твер­дість за Віккерсом (межа)	Видов­ження, о/ /о
	паладій	срібло	летючі метали (кадмій, цинк)
ПД-140	13,5	53,9	35,6	10,3	845	1100	15
ПД-150	14,5	84,1	0,4	10,6	1030	600	25
ПД-190	18,5	78	0,5	10,6	1040	1000	15
ПД-250	24,5	72,1	0,4	10,9	1100	1000	25

Таблиця 10. Склад і фізико-механічні властивості срібно-паладієвих сплавів

видовження — до 25%, усадка — 2%. їх паяють припоєм для сплавів із золота, вибілюють у 15 — 25% розчині хлоридної кислоти.

Сплави випускаються промисловістю у вигляді дис­ків (діаметром від 8 до 25 мм), штаб (завтовшки 0,3 мм)_; стрічок (завтовшки 0,5; 1 і 1,2 мм), пластинок (розмі­ром 1x5x5 мм) і дроту (діаметром 1,2; 1,4 і 2 мм).

Для зниження газонасиченості срібно-паладієвих сплавів і запобігання їх окисненно під час лиття дета­лей застосовують безводний борат натрію (буру), зне­воднюючи його прожарюванням до застосування під час плавлення сплаву. Під час повільного плавлення інтенсивно окиснюються і випаровуються летючі еле­менти (кадмій і цинк), що призводить до підвищення температури плавлення і погіршення технологічних влас­тивостей сплаву. У зв'язку з цим залишки сплаву реко­мендується використовувати як добавку (до 50%) у сві­жий сплав.

Штамповані коронки зі сплаву ГТД-250 виготовля­ють за технологією, прийнятою для сплаву золота 900-ї проби. Кування виконують роговим молоточком. Пе­ред термічною обробкою коронки піддають травленню у 25% розчині хлоридної або сульфатної кислоти.

У США з еластичного сплаву срібла з оловом випус­кають стандартні тимчасові коронки "Ізо-Форм" (для за­хисту премолярів і молярів після їх препарування).

До неблагородних металів, які застосовують в ортопедичній стоматології, відносять залізо (чорний ме­тал) і низку кольорових металів, зокрема кобальт, моліб­ден, нікель, титан, хром (табл. 11).

Сплави на основі заліза. Залізо — метал срібляс­того кольору із синюватим відтінком. Хімічно нестійке, у вологому середовищі піддається корозії. Розчини кис­лот розчиняють залізо.

Залізо зустрічається тільки у вигляді залізних руд: магнітний залізняк (магнетит) — Ре_:іО^; червоний заліз­няк (гематит) — Ре₂О₃, бурий залізняк — ¥₂О₃пН₂О; шпатовий залізняк (сидерит) — РеСО₃. Залізо добува­ють також із руд, які містять хром (хроміти), хромато-

	Таблиця 11. Основні властивості заліза і деяких					кольорових	металів
Метал	Густина, г/см3	Темпера­тура плавлен­ня, °С	Темпе­ратура кипін­ня, °С	Усадка під час твердін­ня, %	Межа міцності, кгс/мм2	Відносне видов­ження, %	Твердість за Брінел- лем, кгс/мм2	Коефіцієнт лінійного розширеня
Залізо	7,86	1535	2450	ДоЗ	25	50	60-70	12
Алюміній	2,73	660	2060		10	12	20	22,5
Кадмій	8,6 С 8,6	320	778	4,7		15	16	30
Кобальт	З7	1480	2385	Незначна	26	5	132	12,8
Магній	1,74	651	1107		7-10		20	26,7
Молібден	10,2	2680	4800		80-120|		150-160	6
Мідь	8,8	1083	2350	1,7	19	35	40	16
Нікель	8,9	1455	2900		35-40	35	70	13
Олово	7,3	238	2270		1,7		4	23
Свинець	11,34	327,4	1725		1,3		4	21,1
Титан	4,5	1670	3227		25,6	72	100	8,5
Хром	7,2	1900	2200	1,8		6,7	236	8
Цинк	7,2	419,5	918	1,3	12	38	32	28

нікелевих, титаномагнетитових та ін. Залізо добувають із руд плавленням у доменних печах у вигляді чавуну, який застосовують у народному господарстві для виго­товлення різних виробів (деталей машин, посуду та ін.) методом лиття. Чавун переробляють у сталеплавильних печах па сталь (сплави) бесемерівським і мартенівсь­ким способами, які ґрунтуються на принципі окиснення різних домішок (насамперед вуглецю), які містять­ся в чавуні. Для виплавлення сталі використовують та­кож електропечі.

Залізо широко використовують у народному госпо­дарстві й стоматологічній практиці для виготовлення інструментів і апаратів, а в сплавах — для виготовлен­ня напівфабрикатів і ортопедичних конструкцій (не­ржавіюча сталь).

У твердому стані залізо може бути у двох алотропіч­них формах. За температури до 900 °С воно перебуває у формі а-кристалів із кристалічною решіткою об'єм­но центрованого куба. За температури 900 °С а кристали переходять у у-кристали з кристалічною решіткою з центрованими гранями, які при підвищенні температу­ри до 1400 °С переходять знову в а-кристали. Проте, на відміну від а-кристалів, характерних для темпера­тур нижче від 900 °С, їх називають 1-кристалами. За температури до 770 °С а-кристали є феромагнітними. При підвищенні температури феромагнетизм зникає.

Залізо з вуглецем у сплавах може бути в різних комбінаціях (структурних видах): у вигляді хімічної сполуки (карбід заліза — Ре₃С) або твердого розчину, коли атоми вуглецю розміщуються в кристалічній ре­шітці між атомами заліза. Вуглець у сплаві може пере­бувати й у вільному стані (у вигляді графіту). Різні види структурних зв'язків заліза з вуглецем спостерігають­ся під час термічної обробки сталі та її кристалізації з розплаву.

Відомі такі структурні зв'язки заліза з вуглецем:

1. Аустеніт — твердий розчин вуглецю в залізі. Вінпластичний, ковкий, твердий (до 200 кгс/мм² за Брінеллем).

2. Ферит — твердий розчин вуглецю. Він дуже м'який і пластичний. Твердість становить близько 80 кгс/мм² за Брінеллем.

3. Цементит (карбід заліза) — дуже твердий і крихкий.

4. Перліт — суміш кристалів цементиту і фериту. Утво­рюється з аустеніту в результаті його розпаду за тем­ператури 723 °С. Твердий і крихкий.

5. Ледебурит — суміш перліту і цементиту. Дуже твер­дий і крихкий.

Аустенітна структура нержавіючої сталі відповідає всім основним вимогам, які ставляться до зубопротез­них матеріалів. Під час механічної і термічної обробки сталі її намагаються зафіксувати в аустенітній структурі.

Хром із вуглецем у сплавах також може утворювати низку хімічних сполук — карбідів хрому (СгС₂, Сг^С, Сг₃С₂). Вони утворюються під час термічної обробки сплаву в інтервалі температур 450 — 800 °С.

Сортову сталь добувають тигельним плавленням. У тиглі завантажують певні види сталі разом із спеціаль­ними добавками. Задаючи певний режим плавлення, до­бувають спеціальні сталі, які застосовують у стомато­логічній практиці.

Маркування сталі проводять за літерно-цифровою системою. Легуючі елементи, що містяться в сталі, позна­чають початковими літерами назв елементів: хром — X, нікель — Н, кобальт — К, титан — Т (за винятком та­ких елементів: манган — Р, силіцій — С, ванадій — Ф, алюміній — Ю, мідь — Д). Кількісний вміст легуючих елементів і вуглецю позначають цифрами. Перші дві цифри — кількість вуглецю в сотих частках відсотка, яку містить сталь. Кількість вуглецю, меншу за 0,15%, не позначають. Наступні (за буквою, що позначає ле­гуючий елемент) цифри вказують на кількісний вміст цього елемента в цілих числах, але цифру не ставлять тоді, коли він становить менше ніж 1,5%. Наприклад, сталь 2Х18Н9 містить 0,2% вуглецю, 18% хрому і 9% ні­келю.

Нержавіюча хромонікелева сталь. Основним ком­понентом сплаву є залізо. Він містить хром, нікель і невелику кількість вуглецю, силіцію, мангану та інших речовин. Хром і нікель на основі а- і у-заліза можуть утворювати твердий розчин (18% хрому і 9% нікелю.). Зі зменшенням кількості нікелю або зі збільшенням кількості хрому сплав стає двофазним в усьому інтер­валі температур.

Одним із недоліків нержавіючої сталі є небезпека виникнення в сплаві міжкристалічної корозії через по­яву (за певних умов) карбідів хрому. Щоб запобігти цьому, до складу нержавіючої сталі вводять титан, який більш активно, ніж хром, вступає у зв'язок із вугле­цем, утворюючи карбіди титану.

Для поліпшення рідкотекучості нержавіючої сталі, яку використовують для лиття, до її складу вводять 2,5% силіцію (сталь ЄЇ-95). Нержавіючі сталі поділя­ють на дві групи: хромисті й хромонікелеві. В ортопе­дичній стоматології застосовують тільки хромонікелеві сталі (табл. 12).

Хромонікелева сталь типу 18/9 - сріблястий сплав із блискучою поверхнею. Температура плавлення ста­новить 1400 - 1450 °С, густина -7,2-7,8 г/см³, кое­фіцієнт лінійного розширення 16-10~⁶, міцність на роз­рив — 56 — 75 кгс/мм², твердість за Брінеллем — 140-180 кгс/мм².

Таблиця 12. Склад деяких хромонікелевих нержавіючих сталей

Марка сталі	Вміст елементів у сплаві, мас.%
	Вуглець	Залізо	Силіцій	Манган	Ніобій	Нікель	Титан	Хром
Х18Н9	0,07	69,08	1	2	0,5	9	0,35	18
20X18Н9Т	0,20	68,20	1	2	—	9	1	18
25Х18Н10С	0,25	69,75	11,8	2	-	10	-	18

Нержавіюча сталь виявляє добру в'язкість, пластич­ність і рідкотекучість. Вона легко заповнює опоку. Під час твердіння утворює однорідну дрібнозернисту аусте­нітну структуру, яка має високі антикорозійні власти­вості, стійка до дії слини, розчинів солей і слабких роз­чинів деяких кислот. Однак під час механічної обробки (кування, штампування та ін.) ці властивості різко змі­нюються. Сталь набуває підвищеної твердості, втрачає пластичність, виявляє слабко виражені магнітні влас­тивості. Якщо сталь знову піддати механічній обробці, стає можливим її руйнування, поява тріщин, а то і роз­ривів.

Для повернення сплаву його початкових властивос­тей виріб піддають термічній обробці (прожарюванню або випалюванню) за температури в межах 1000 — 1100 °С (до солом'яно-жовтого кольору) з подальшим швидким охолодженням у холодній воді або струмені холодного повітря.

Мал. 13. Каркаси металевих протезів

Нержавіюча сталь знайшла широке застосування при виготовленні стоматологічних конструкцій: незнімних протезів, кламерів, деталей ортопедичних апаратів (мал. 13). Для виготовлення штампованих коронок

мисловість випускає стандартні гільзи з листової сталі марки 20Х18Н9Т завтовшки 0,25 — 0,3 мм. Випуска­ється 22 розміри гільз діаметром від 6 до 16 мм і один розмір діаметром 18 мм. З цієї самої сталі випускається дріт для кламерів, шин, деталей ортопедичних апара­тів. Сталь марки 25Х18Н10С застосовують для відлив­ки деталей стоматологічних конструкцій. Недоліком цієї сталі є відносно велика усадка під час твердіння (до 2%) і низька межа міцності (близько ЗО кгс/мм ). її використовують для промислового виготовлення стан­дартних зубів, зашиток для фасеток, які комплектують гарнітурами (передні й бічні зуби). Стандартні зуби і фасетки застосовують рідко.

Для виготовлення суцільнолитих і комбінованих (ме­талпластмаса) коронок і мостоподібних протезів за­стосовують сплави заліза з нікелем і хромом -- "Дентан" і "Дентан М".

"Дентан" -- Х23Н27С. Склад: залізо - 45,5%, ні­кель — 27%, хром — 23%, манган, силіцій. Густина — 7,9 г/см³, коефіцієнт лінійного розширення -- 17,0-10"⁶, твердість за Брінеллем — 190 кгс/мм².

"Дентан М" - - Х23Н27МС-ВН. Склад: залізо -43%, нікель — 27,5%, хром — 23%, молібден — 2,5%, манган, силіцій. Густина - 7,9 г/см³, коефіцієнт лі­нійного розширення — 17,0-10~⁶ , твердість за Брінел­лем — 200 кгс/мм².

Згідно з міжнародними стандартами сплави, які міс­тять понад 1% нікелю, є токсичними. Відомо, що біль­шість нержавіючих сталей і спеціальних стоматологіч­них сплавів (КХС, нікелехромові, нікелетитанові та ін.) містять більше нікелю. Безнікелеві сплави "Хероне-ум СЕ", "Херонеум ЕН" (Німеччина), експеримен­тальну безнікелеву азотисту сталь РС-1 (Б.П. Марков і співавт., Росія) нині застосовують для виготовлення литих мостоподібних і бюгельпих протезів.

Нержавіючі сталі, що застосовують в ортопедичній стоматології, містять небажані домішки, зокрема сірку і фосфор. Коли в нержавіючій сталі міститься понад 0,04% сірки, то підвищується крихкість сталі в гарячому стані (червоноламкість). Вона легко руйнується під час термічної обробки. Домішки фосфору (навіть соті частини відсотка) надають сталі крихкості в холодному стані.

Кобальт, нікель, титан, хром і їх сплави. Кобальтонікелехромові сплави застосовують переважно для виготовлення ортопедичних конструкцій високої точ­ності методом лиття. Так, для виготовлення суцільнолитих бюгельних протезів використовують сплави: "Бюгодент", "Пластокрист", "Каракрист" і запропоновані академіком П.С. Флісом та співавторами сплави ДБП-7, ДБП-8, "Керадент" та ін. Сплави мають хороші тех­нологічні, механічні й екологічні властивості, невели­ку усадку,

Кобальт — метал сріблясто-білого кольору з роже­вуватим відтінком. У природі зустрічається в рудах (на­приклад, арсенокобальтових). Кобальт добувають із руд складним технологічним циклом. Має високі антикоро­зійні й фізико-механічні властивості, малу усадку, до­статньо пластичний. Застосовують його для добування сталі з підвищеною міцністю, надтвердих сплавів (победит, стеліт) і сплавів із високими магнітними власти­востями.

У зубопротезуванні застосовують сплави кобальту і хрому, магнітні сплави для фіксації знімних зубних протезів, протезів обличчя. Сплави такого типу розроб­ляються в Японії.

Кобальтохромовий сплав вперше застосували в сто­матологічній практиці Ерд і Пренг у 1933 р. під назвою віталіум. Густина цього сплаву становить 8,3 г/см³, межа міцності на розтягування — 63,4 кгс/мм², від­носне видовження - 10%, твердість за Брінеллем — 365 кгс/мм², усадка під час твердіння — 1,8 — 2%.

У нашій країні розроблені і випускаються кобальтохромові сплави (КХС). їх склад наведено в табл. 13.

Сучасні кобальтохромові сплави (КХДЕНТ, КХ63НМ-ВН) застосовують для виготовлення литих металокерамічних, металоситалових, металополімерних і суцільнолитих коронок і мостоподібних протезів. Сплав

Таблиця 13.		Склад кобальтохромових сплавів
Сплав		Вміст елементів у				сплаві	%
	Вуглець	Залізо	Кобальт	Силіцій	Манган	Молібде	Нікель	Хром
Кобальто-	—	—	67	—	0,5	0,5	6	26
хромовий
Кобальто-	0,4	0,7	62-	0,3	0,5	5,5	Слі-	30-
хромовий			63				ди	32
ЛК-4	0,15-	1,5	58	0,03	0,6	4,5-	о, о	25-
	0,25					5,5	3 8	28

Примітка: сплав ЛК-4 запропонований В.І. Кулаженком.

"Бюгодент ХК63НМУ-ВИ" призначений для виготов­лення литих бюгельних і мостоподібних протезів, коро­нок, кламерів, базисів знімних протезів та шинуючих апаратів.

Основу кобальтохромових сплавів складає кобальт, який має високі механічні властивості. Хром додають для надання сплаву твердості й антикорозійних власти­востей.

Молібден забезпечує сплаву дрібнокристалічну струк­туру, що посилює його міцність. Нікель підвищує якість литва, збільшує рідкотекучість, знижує температуру плавлення, сприяє видаленню газів і сірчаних сполук.

Сплав може містити небажані домішки, зокрема за­лізо, яке збільшує усадку під час лиття і погіршує фі-зико-хімічні властивості сплаву.

Велика кількість кобальту в сплаві різко підвищує його антикорозійні й ливарні властивості, зменшує усад­ку до 1,8%. Однак через високу твердість хромокобальтових сплавів значно ускладнюються з'єднання вигото­влених із них деталей за допомогою паяння, а також механічна обробка деталей. У зв'язку з цим виникла необхідність значно підвищити точність лиття деталей і гладкість їх поверхні.

"Керадент" (Україна) — сплав на хромонікелевій основі для виготовлення суцільнолитих протезів. Міс­тить титан, алюміній, силіцій, манган. Температура плав­лення становить 1330 — 1390 °С, температура заливки — 1520 °С.

Склад сплаву (у мас.%) такий: кобальту — 53,8 — 60,0, нікелю — 7,0 — 9,5, хрому — 25,0 — 27,0, молібде­ну — 7,0 — 9,0, титану — 0,25 — 0,5, алюмінію — 0,25 — 0,5, силіцію — 0,05 — 0,25, вуглецю —0,05 — 0,2, ман­гану - 0,05-0,25.

"Целіт П" (Україна) — сплав на основі кобальту, нікелю і хрому. Сплав має високу рідкотекучість, лег­ко піддається механічній обробці абразивними інстру­ментами. Він призначений для лиття незнімних зубних протезів з облицюванням полімерними матеріалами, у тому числі фотополімерами.

Кобальтохромові, нікелехромові та інші сплави для каркасів металокерамічних протезів (крім наведених у табл. 14) випускаються в різних країнах під такими назвами: "Жемені-ІГ, "Кераміко", "Мікробонд" (СІЛА), "Хромікс", "Р-2" (Франція), "Ультратек" (Ліхтенштейн); (табл. 15).

Такі сплави застосовують тільки для литих протезів і їх частин,- різних шин, які потребують підвищеної пружності й міцності. Штампуванню вони не піддають­ся, оскільки мають велику пружність і твердість.

Нікель — блискучий, сріблясто-білий метал. У при­роді зустрічається в хімічних сполуках, частіше як арсенонікелевий блиск (МіАзЗ), гарнієрит. Найбільш поши­рений спосіб добування нікелю — випалювання з по­дальшим плавленням його в суміші з деревним вугіл­лям. Стійкий до окиснення па повітрі та у воді, хімічно стійкий до лугів. Хлоридна, сульфатна і концентрована нітратна кислоти діють на нього слабко. Добре кується і вальцюється.

Нікель широко використовують у народному госпо­дарстві для нікелювання виробів. Він входить до скла-

Таблиця 14. Склад деяких зарубіжних кобальтохромових і нікелехромових сплавів (Німеччина)

Сплав	Вміст елементів у сплаві,%
	Азот	Вуглець	Залізо	Кобальт	Силіцій	Манган	Молібден	Ніобій	Хром	Цезій	Нікель
"Віробонд"	-	-	-	63	-	0,02	3	-	31	-	-
"Віталіум"		0,4	0,7	62,5	0,3	-	5,1	-	30,8	-	-
"Біролой"	-	0,07	0,07			0,07	3	-	23	-	63
"Вірокаст"		0,35	29	33	0,35	0,35	5	-	30	-	-
"Вірон-77"	0,02	0,02	-		0,02	-	6		20	0,02	70
''Вірс^Г,		0,02	-	-	0,02		10	1	24		64
"Вірон-99"	-	_	0,5				9,5		22		65
"Вїроніт"	-	0,35	-	64	0,35	0,35	5		28
"Віроніт" особливо твердіш		0,4		63	0,4	0,4	5		30
"Віроніум"	0,25	0,25	-	63	0,25	0,25	5		29	-
"Віроніум" особливо твердий	0,25	0,25		61	0,25	0,25	6		30

ду багатьох сплавів, які застосовують у зубопротезній техніці. Добавлення нікелю в сплави підвищує їх меха­нічні властивості (пластичність, в'язкість, пружність), зменшує усадку і надає їм хімічної стійкості. У сполуках із залізом і хромом (нержавіюча сталь) нікель сприяє утворенню дрібнозернистого твердого розчину — фе­риту чи аустеніту.

Іноді нікель додають у сплави золота замість платини (5--10%). Такі сплави набувають підвищеної міцності.

Таблиця 15. Фізико-технічні характеристики деяких сплавів для металокераміки (США)

Матеріал та основні інгредієнти	Гус­тина, г/см3	Твердість за Віккерсом, Н/мм2	Модуль еластич­ності, Н/мм'-ІО8	Модуль Юнга, Н/мм2
"Віль керам В" (АиРаАй)	13,8	218	16	63,6
"Віль керам В-1" (РсіАя)	11,1	242	20	77
"Олімпія" (АиРа)	13,5	220	18	83
"Біобонд" (№Сг)	8,7	257	29	58
"Верабонд із берилієм" (№Сг)	7,8	357	31	116

Сплави нікелю з хромом містять до 70% нікелю і до 25% хрому (інші інгредієнти — це легуючі елементи). Такі сплави краще зчіплюються з фарфором, ніж кобальтохромові. Для зближення коефіцієнтів теплового роз­ширення з фарфором нікелехромовий сплав легують залізом, силіцієм та алюмінієм, а для поліпшення ливар­них властивостей у сплав уводять алюміній, бор, моліб­ден та інші речовини. Останні елементи сплаву підви­щують його дисперсну міцність і захищають поверхню відливка (запобігають задиранню оксидної плівки). Остан­нім часом винайдені нікелехромові сплави з температу­рою плавлення від 960 до 1360 С, що дозволяє поліпши­ти їх ливарні властивості, одержувати якісні відливки, використовувати для лиття гіпсові форми (табл. 16).

Нікелехромовий сплав НХ-Дент 90 Х25Н63МС-ВН має такий склад: нікелю — 63%, хрому — 25%, моліб­дену — 2,5%. Крім того, він містить силіцій, манган і цезій.

Сплави призначені для виготовлення литих метало­керамічних, металоситалових, облицьованих полімерами Таблиця 16. Фізико-технічні характеристики сплавів для металокераміки

Матеріал
	Густина г/см	Твердість за Брінеллем	Модуль пружиності	Межа текучості	Відносини видивження	Аоефіціент лінійного розширення
Дентан	7,9	190	180	250	38	17,0
Х23Н27С
Дентан М	7,9	260	190	260	38	17,0
Х23Н27МС-ВН
НХ-Дент	8,2	230	195	320	38	13,9
Х25Н63МС-ВН

і суцільнолитих коронок, а також мостоподібних про­тезів.

"Целіт Н" (Україна) -• сплав на основі нікелю і хрому зі спеціальними легуючими добавками, які забез­печують хороші ливарні властивості й високу міцність адгезії кераміки і металу. Хімічний склад і властивості близькі до таких сплаву "Вірон-99" (Німеччина). На відміну від хромонікелевих сталей, нікелехромові спла­ви, які не містять вуглецю, широко застосовують для виготовлення металокерамічних зубних протезів. Знач­ною популярністю користуються зарубіжні сплави "Ві-рон-79", "Вірон~88", "Вірон-99", "Віролой" (Німеччи­на). Склад і властивості таких сплавів приблизно такі: нікелю - 63-70%, хрому - 20-24%, молібдену -3—10%, інших елементів — 2 — 11%, густина — 8,1 — 8,2 г/см³, температура лиття — 1300—1420 °С, твер­дість за Віккерсом - 180-185.

Нікелехромовий сплав ЕХ-3 Норитаке випускає фір­ма "Норитаке" (Японія).

Титан — метал сріблясто-білого кольору. У природі міститься в рудах. Входить до складу мінералів (ільме­ніт, титаніт та ін.). Вміст у них діоксиду титану (ТіО₂) становить від 40 до 90%. Добувають його методом хлору­вання за наявності вуглецю з подальшим відновленням.

Властивості титану значною мірою залежать від його чистоти. Розрізняють дві алотропічні модифікації ти­тану: низькотемпературна а-модифікація з гексагональ­ною кристалічною решіткою і високотемпературна р-модифікація з кубічно-об'ємноцентрованою кристалічною решіткою. Перехід а-модифікації в р-модифікацію і навпаки здійснюється за температури 882 °С,

На думку деяких фахівців, на зміну віку залізному прийшов вік титановий, оскільки властивості цього ме­талу унікальні.

Густина титану майже така, як і алюмінію. Однак титан у 12 разів міцніший за алюміній. Він міцніший за залізо, Титан не намагнічується, а його термостійкість різко виділяє його серед інших металів. Сталі, леговані титаном, виявляють підвищену жаростійкість і застосо­вуються в космічній техніці. Сполуки титану викорис­товують як каталізатори полімеризації мономерів, барв­ники, наповнювачі високомолярних сполук.

Титан має високу антикорозійну стійкість у різних середовищах. На поверхні титану утворюється тонка і міцна оксидна плівка, яка захищає його від подаль­шого окиснення. Він міцний, не справляє шкідливого впливу на організм людини, стійкий до нітратної кис­лоти, погано розчиняється в сульфатній кислоті, має велику хімічну спорідненість із вуглецем. Якщо неве­лику кількість титану додати до нержавіючої сталі, він зв'язує вуглець. Це запобігає випаданню карбідів хро­му і подальшому розвитку міжкристалічної корозії.

Титан застосовують як лігатуру для зв'язування уламків при лікуванні переломів щелеп, для покрит­тя інструментів, а деякі особливо точні й мініатюрні інструменти та імплантати (конструкції, які вживлюють у кісткову тканину щелеп) виготовляють саме з ти­тану чи його сплавів.

Виготовлення ортопедичних конструкцій з титану включає такі етапи: створення воскової композиції, встановлення ливникової системи зі штифтів діаметром 5 — 6 мм і центрального постачальника, виготовлення керамічної ливарної форми з електрокорунду з етилсилікатом. Загальна кількість шарів покриття — 9. Кожен шар висушують в атмосфері аміаку. Форму прожарю­ють за температури 1000 °С і обробляють піровуглецем. Вуглець, який подається в піч із високою температу­рою, за відсутності повітря розкладається. Атомарний вуглець просочує стінки керамічної форми, що запобі­гає хімічному сполученню її з металом. Охолоджену форму (не нижче від 150 °С) заливають металом. Плав­лять титан у вакуумно-дуговій гарнісажній установці, у графітовому тиглі з гарнісажем (гарнісаж — шар мета­лу, який плавлять, що покриває внутрішню поверхню тиглю). Тигель із гарнісажем постійно охолоджується водою, що захищає його від розплавленого металу. Охолодження форми ведуть у вакуумі або середовищі арго­ну. Відділяють ливники і піскоструминно обробляють деталь. Обробка титанових деталей може бути механіч­ною (шліфування і полірування). Крім того, застосо­вують електрополірування з електролітом (сульфатної кислоти — 60%, плавикової — 30%, гліцерину —10%). Анод — деталь, катод — графіт. Щільність струму — 0,5-0,7 А, напруга - 24 В.

Відомо багато сплавів титану. Найбільш перспектив­ними для застосування в медицині взагалі, і в стомато­логії зокрема, є сплави титану з алюмінієм, вольфра­мом, нікелем. Вони використовуються для виготовлення імплантатів, незнімних зубних протезів, дроту. При­близний склад одного з таких сплавів: титану — 90%, алюмінію — 6%, вольфраму — 4%.

Технологія виготовлення зубних протезів з титано­вих сплавів розроблена в Японії. Великий інтерес ста­новить застосування сплавів титану для виготовлення суцільнолитих базисів і каркасів зубних протезів. Най­кращі ливарні властивості та високу міцність (межа міцності на розрив — 686 МПа) виявляє сплав мар­ки ВТ5Л (титан, легований алюмінієм). Лінійна усадка під час лиття становить 0,8— 1%, об'ємна — 3% (показ­ники близькі до таких у сплавах золота). Каркаси, відлиті з цього сплаву, за необхідності можуть бути підда­ні аргонодуговому зварюванню.

Сплави титану з нікелем здатні "запам'ятовувати" форму і мають над еластичні властивості. Коли виробу (наприклад, імплантату) з такого сплаву в нагрітому стані надати певної геометричної форми, а потім охоло­дити його і надати йому необхідної для застосування форми (уведення в організм, конструкцію), то під час нагрівання до температури організму виріб відновлює первинну форму.

Нікелетитанові сплави застосовують: 1) у щелепно-лицевій травматології як фіксатори відламків щелеп; 2) у зубопротезуванні як внутрішньокісткові й накіст­кові імплантати (литі, пористі), керамічні протези зу­бів (каркас); 3) в ортодонтії як активні (діючі) части­ни апаратів.

У Сибірському фізико-технічному інституті (м. Томськ) розроблено низку сплавів із "пам'яттю" форми на осно­ві нікеліду титану, легованих алюмінієм і ванадієм. Це сплави ТН-10, ТН-ІС, ТН-1ХЕ та ін. Основні властивос­ті сплавів на основі нікеліду титану наведено в табл. 17.

Таблиця 17. Основні властивості сплавів на основі титану і нікелю

Показник	Пористі сплави (пористість — 8—60%)	Безпористі (литі) сплави
Густина, г., см-і	2,4-6,1	6,44
Температура плавлення, °С	1200-1320	1250-1320
Межа міцності, кгс/мм2	20-100	45-200
Ступінь віднов­лення форми, %	40-90	95-100
Сила, що вини­кає під час від­новлення форми, кгс/мм2	20-40	До 90

За температури тіла людини деякі нікелетитанові сплави виявляють еластичні властивості, подібні до властивостей тканин організму, що забезпечує гармо­нійне функціонування імплантатів із цих сплавів.

В ортодонтії застосовують брекети, що фіксуються на зубах композитами і над еластичним дротом, який має "пам'ять" форми (мал. 14).

Мал. 14. Застосування дроту з ефектом "пам'яті" в ортодонтії

для переміщення зубів: 1 — на початку лікування; 2 — наприкінці лікування

Зі сполук титану в стоматології широко застосову­ють діоксид титану (ТіО₂) — білий або жовтуватий порошок. Його використовують як замутнювач при ви­робництві пластмас. На основі діоксиду титану виготов­ляють покривні лаки для нанесення облицювального покриття на металеві частини виробів (комбіновані металоакрилові коронки, ланки мостоподібних протезів та ін.).

Останнім часом у зубопротезуванні застосовують за­хисне декоративне покриття ортопедичних металевих конструкцій сполуками титану. Метод, який розробили А.Н. Кузьменков і співавтори, ґрунтується на осаджен­ні нітриту титану у вакуумі з іонним бомбардуванням поверхні виробу. Захисне декоративне покриття нано­сять в установці "Булат". За стійкістю до зношування воно у 2 рази перевищує нержавіючу сталь. Це покриття зменшує різницю потенціалів у ротовій порожнині, що спостерігається за наявності металевих включень (паяні протези). Титаноцирконіеве покриття стійке до дії ли­монної, оцтової, нітратної і 20% хлоридної кислот, а та­кож слини і лугів.

Витримування титанового виробу в атмосфері азоту та аміаку за температури 850 — 900 °С призводить до утворення на його поверхні золотистої плівки титану нітриду.

Покриття виробу титану нітридом збільшує твердість його поверхні й надає естетичного вигляду — плівка має золотистий відтінок. Температура плавлення плів­ки становить 2950 °С, твердість — 7 — 8 одиниць за шка­лою Мооса.

Нанесення титану нітриду на вироби може бути од­ношаровим і багатошаровим.

Недоліки цього покриття такі: 1) застосування за­старілої технології виготовлення протезів (штампуван­ня, паяння); 2) покриття з часом злущується; 3) мож­ливі токсикоалергійні реакції організму на покриття (як при застосуванні біметалів у протезах).

Хром — білий із синюватим відтінком метал. Зустрі­чається в природі в різних сполуках. Часто міститься в залізних рудах. Добувають із руди (хромистого за­лізняку) відновленням у доменних печах. Має високу антикорозійну стійкість, розчиняється в хлоридній і суль­фатній кислотах. Нітратна кислота на хром не діє. У ре­акцію з киснем вступає за температури понад 1000 °С, утворюючи оксиди хрому: Сг₂О₃ — тверду речовину зе­леного кольору і СгО — чорний порошок.

Хром широко застосовують у промисловості для по­криття металевих виробів тонкою металевою оболонкою (хромування). У деяких випадках хром застосовують для гальванічного покриття незнімних металевих про­тезів для захисту припою від корозії. Оксиди хрому за­стосовують у зубопротезуванні і промисловості для ви­готовлення полірувальних паст (паста "ГОИ", Росія).

Хром разом із нікелем входить до складу нержаві­ючої сталі. Він надає їй великої твердості та антикорозійності. Однак слід пам'ятати, що хром у сталі, спо­лучаючись із вуглецем, утворює карбіди. Останні при порушенні режиму термічної обробки випадають з одно­рідного твердого розчину і розташовуються по межах кристалів сплаву, унаслідок чого сплав набуває неод­норідної структури з різко підвищеною хімічною акти­вністю (міжкристалічна корозія), Добавлення хрому до сплавів металів погіршує їх паяння. У нержавіючій хромонікелевій сталі слід дотримуватись оптимально­го співвідношення вмісту хрому (17 — 19%) і нікелю (8—10%; аустенітна структура). При зменшенні вміс­ту нікелю сплав стає двофазним за будь-якої темпе­ратури. Збільшення вмісту хрому в сталі понад 18% (якщо вміст нікелю становить 9%) призводить до зни­ження антикорозійних властивостей сплаву.

Легуючі лігатурні матеріали. До цієї групи відносять метали, які використовують для надання спла­вам певних властивостей. Так, мідь у сплавах золота підвищує їх твердість. Цинк збільшує рідкотекучість сплавів, кадмій знижує температуру плавлення.

Вміст таких металів у сплаві може бути невеликим.

Алюміній — метал сріблясто-білого кольору. Вхо­дить до складу глин, польових шпатів, слюд та інших мінералів. У природі зустрічається дуже часто, Алюмі­ній добувають із бокситу.

Твердий кришталевий оксид алюмінію, забарвлений домішкою заліза в жовто-бурий колір, називається ко­рундом. Він дуже твердий, застосовується як абразив­ний матеріал (див. розділ "Абразивні матеріали"). Про­зорі кристали корунду, забарвлені незначними домішка­ми,— не дорогоцінні камені (рубін — корунд червоного кольору, сапфір — синього).

Алюміній має добру електропровідність, теплопро­відність і пластичність. На повітрі він швидко покрива­ється шаром оксидної плівки, яка оберігає його від гли­боких корозійних руйнувань.

Алюміній легко розчиняється в розведеній нітрат­ній, сульфатній і хлоридній кислотах. Дуже нестійкий до дії розчину натрію хлориду. Сплави алюмінію ши­роко застосовують у народному господарстві та побуті. У стоматологічній практиці алюмінієвий дріт діаметром 1,5 — 2 мм використовують для виготовлення гнутих дро­тяних шин. З алюмінієвої бронзи — сплав алюмінію (90%) та міді (10%) — виготовляють лігатурний дріт, який застосовують у щелепно-лицевій ортопедії (фікса­ція шин) і ортодонтії (переміщення зубів).

Дюралюміній, або дюраль, містить 94% алюмінію, 4% міді, 1% магнію, 1% мангану, невелику кількість за­ліза і силіцію. Його твердість за Брінеллем становить 120 кгс/мм , температура плавлення — 605 °С. Вияв­ляє високу міцність і твердість, широко застосовується в авіаційній промисловості. У зубопротезуванні засто­совують дуже рідко для виготовлення тимчасових апа­ратів та деякого устаткування (кювети).

Магналій — сплав алюмінію та магнію. Містить 70% алюмінію і 30% магнію. За властивостями близький до дюралю. Густина магналію становить 2,5 г/см³, твер­дість за Брінеллем — 90 кгс/мм², температура плавлен­ня — 657 °С. Хімічно нестійкий. Раніше застосовував­ся в ортодонтії для виготовлення металевих кап похи­лих площин. Тепер застосовується так само, як дюраль.

Кадмій — метал сріблясто-білого кольору із синю­ватим відтінком. У природі зустрічається у вигляді цин-кокадмієвих руд. Добувають кадмій методом віднов­лення і виділення із суміші під час нагрівання до темпе­ратури 780 — 800 °С, за якої кадмій кипить. Конденсова­ні його пари являють собою чистий кадмій. Він м'який, ріжеться ножем.

Кадмій застосовують для виготовлення різних при­поїв і допоміжних легкоплавких сплавів. Уведення його в припій для золота знижує температуру плавлення на 100 — 150 °С. Кадмій підвищує дифузію припою в основ­ний метал (золото, нержавіюча сталь та ін.).

Кадмій уводять у сплави дуже обережно, бо він швид­ко закипає і випаровується, утворюючи отруйну пару. Є два способи введення кадмію в сплав:

1. Необхідну кількість кадмію загортають у папірець, швидко поміщають у розплавлений метал і зразу ж припиняють нагрівання.

2. Кадмій (шматочки) поміщають на тонко розвальцьо­вану пластинку сплаву, нагрівають до температури 320 — 330 °С і плавлять. Кадмій розливається по по­ верхні пластинки. Згорнуті в трубки пластинки плав­лять у тиглі, одержуючи потрібний припій. Кадмій у припої для золотих сплавів під час паяння википає і згоряє. Проба золотого сплаву в припої наближається до проби основного металу.

Магній — метал світло-сірого кольору. Пошире­ний у природі, входить до складу мінералів бішофіт (М§СІ₂-6Н₂О), магнезит (М^СО^) та ін. Металевий маг­ній добувають двома способами: електролізом хлоридів і термічним відновленням із руд. Магній хімічно не­стійкий. У вологому повітрі швидко окиснюється, по­кривається білою захисною плівкою. Легко розчиняєть­ся в кислотах. Пластичний тільки під час нагрівання до температури 250 — 300 °С. За температури 600 °С за­горяється і горить сліпучо-білим полум'ям. У чистому вигляді магній у стоматології не застосовується. Він входить до складу сплавів, які використовують у зубо- протезуванні (припій для нержавіючої сталі). Оксид маг­нію завдяки високій температурі плавлення (2800 °С) застосовують для виготовлення вогнетривких тиглів і плавильних печей (для стоматологічного лиття). У зубопротезуванні застосовують природні силікати магнію, тальк і азбест.

Молібден — тугоплавкий метал світло-сірого кольо­ру. У природі зустрічається у вигляді руд. Найбільше промислове значення має молібденіт (Мо5₂ — молібде­новий блиск), який містить близько 60% молібдену. У таких рудах зазвичай містяться бісмут, вольфрам, мідь та інші метали. Добувають молібден випалюванням, відновленням воднем, пресуванням порошку з подаль­шою гарячою прокаткою.

У холодних розчинах хлоридної і сульфатної кис­лот і в лугах молібден не руйнується. За звичайних умов стійкий до корозії. Нітратна кислота і царська го­рілка розчиняють молібден, Молібден у металургії ви­користовують для одержання феромолібдену (55 — 70% молібдену, решта — залізо). Останнє служить присад­кою під час виготовлення легованих сталей. У кобальто-хромовому сплаві молібден поліпшує мікрокриста­лічну структуру, підвищує твердість, в'язкість і анти­корозійну стійкість.

Мідь — метал червоного кольору. У природі зустрі­чається в самородному стані. Входить до складу суль­фідних та інших руд (халькозин — Си₂5, мідний кол­чедан — СиРе5₂). Мідь добувають із руд плавленням, очищають електролізом. Мідь окиснюється у вологому середовищі, і під час нагрівання на повітрі покривається тонкою оксидною плівкою чорного кольору. Розчиня­ється в нітратній і сульфатній кислотах, лугах. Вона пластична, легко обробляється, має хороші ливарні влас­тивості. Широко застосовується в електротехніці (має високу електропровідність), входить до складу багатьох сплавів (бронза, латунь та ін.). У складі сплавів золота і припоїв підвищує в'язкість і механічну міцність. У сто­матології застосовують мідні амальгами, кільця різних діаметрів (для зняття відбитків з окремих зубів при ви­готовленні вкладок, напівкоронок, штифтових зубів).

Сплави міді широко застосовуються в народному господарстві, найважливіші з них — бронза, латунь, мельхіор.

Бронза — сплав міді з алюмінієм, силіцієм, бери­лієм та іншими елементами (відповідно бронза назива­ється алюмінієвою, силікатною, берилієвою).

У стоматологічній практиці з бронзи виготовляють лігатурний дріт, а також обладнання (кювети), інстру­менти (молоточки).

Нейзильбер (мельхіор) — сплав, схожий на сріб­ло. Містить до 50% міді, 18-22% цинку, 13,5-16,5% нікелю та інші елементи. Густина нейзильберу стано­вить 8,3— 8,5 г/см³, температура плавлення — 1000 — 1200 °С, твердість за Брінеллем — 80 кгс/мм². Має добрі механічні та антикорозійні властивості. У рото­вій порожнині поверхня нейзильберу покривається тон­кою оксидною плівкою, що оберігає виріб від більш глибоких руйнувань. Метал добре штампується і відливається, широко застосовується в побуті.

В ортопедичній практиці нейзильбер використову­ють для виготовлення тимчасових щелепно-лицевих та ортопедичних пристроїв. Раніше з нейзильберу виготов­ляли штамповані капи. Після впровадження в зубопротезування пластмас виготовлення металевих кап різко зменшилося. З нейзильберу виготовляють корпуси ор-тодонтичних гвинтів. Під час паяння нейзильберу ко­ристуються припоєм (6 частин срібла, 2 частини міді й 1 частина цинку).

Цинк -- метал синювато-білого кольору з вираже­ною кристалічною структурою. У природі зустрічаєть­ся у вигляді цинкової обманки (2п5). Цинк добувають випалюванням руди і безпосередньо з руд методом елек­тролізу.

Цинк легкоплавкий і рідкотекучий. Він входить до складу припоїв для нержавіючої сталі, сплавів міді, срібла та інших, які використовуються в зубопротезуванні (нейзильбер).

Легкоплавкі сплави (допоміжні матеріали) — це сплави, температура плавлення яких нижче від точ­ки плавлення олова (232 °С). До їх складу входять різ­ні елементи (бісмут, кадмій, олово, свинець тощо).

Бісмут належить до групи металоїдів, але з різко вираженими властивостями металів. Тому його можна розглядати як метал. У природі зустрічається в різних сполуках (бісмутова охра, бісмутовий блиск). Входить до складу нікелевих і хромових руд.

Чистий бісмут має сріблясто-білий колір. Густина його становить 9,8 г/см³, температура плавлення — 271,3 °С, температура кипіння — 1420 °С, твердість за Брінеллем — 35 кгс/мм², усадка - 3,3%. Коефіцієнт лінійного розширення — 13,4- 10~⁶. Бісмут крихкий, доб­ре розчиняється в нітратній і сульфатній кислотах. На повітрі не окиснюється.

Бісмут уводять до складу легкоплавких сплавів, що застосовують у зубопротезній техніці (типу мелот-метал), для зниження температури плавлення, підвищення твердості, зменшення усадки.

Під час охолодження бісмуту від температури крис­талізації до кімнатної температури коефіцієнт його лі­нійного розширення змінюється від 16 10~^й до 17,1 -10~^в. Отже, бісмут під час охолодження розширюється. За наявності в сплаві близько 50% бісмуту за рахунок його розширення майже повністю компенсується усадка оло­ва і свинцю.

Олово — метал сріблясто-білого кольору. У природі в самородному стані зустрічається рідко. Частіше трап­ляється у вигляді мінералів і руд, які містять сполуки олова (каситерит — 5пО₂та ін.). Добувають олово ви­плавленням із руд або електролізом. На повітрі покри­вається оксидною плівкою, яка захищає його від по­дальшого окиснення. Добре розчиняється в хлоридній і нітратній кислотах.

Олово легко прокатується в тонкі листи — олов'яну фольгу (станіоль). За температури нижчій від 13,2 °С біле олово перетворюється на сіре, яке має іншу крис­талічну решітку і меншу густину (5,8 г/см³). Що нижча температура, то швидше відбувається перетворення білого олова на сіре. Після нагрівання олова до темпера­тури понад 161 °С утворюється третя його структурна модифікація з ромбоподібною кристалічною решіткою. Олово стає дуже крихким і легко розтирається в поро­шок. Під час нагрівання олова до температури плавлен­ня (232 °С) утворюється діоксид олова.

У зубопротезній техніці олово застосовують для м'я­кого паяння деталей протезів і апаратів. Олово входить до складу легкоплавких сплавів для виготовлення штам­пів і контрштампів, які використовуються під час штам­пування деталей протезів.

Свинець — метал синювато-сірого кольору. У приро­ді зустрічається у складі поліметалевих руд. Найбільш поширені такі його сполуки, як свинцевий блиск (РЬ5), сульфат свинцю (РЬ5О₄). Добувають свинець випалю­ванням.

На повітрі свинець покривається тонкою оксидною плівкою, яка захищає його від подальшого окиснення. Вода за кімнатної температури на свинець не діє. З не­органічними і органічними кислотами (оцтовою), луга­ми взаємодіє з утворенням отруйних сполук.

Свинець входить до складу легкоплавких металів, які використовують для зубопротезування. На свинце­вих підкладках (подушечках) виконують оббивку гільз перед штампуванням коронок. Оббивка гільз із золото-платинових сплавів на свинцевих підкладках небажана через загрозу проникнення свинцю у сплав.

У зубопротезній техніці легкоплавкі сплави застосо­вують для виготовлення штампів і контрштампів (для штампування деталей ортопедичних конструкцій — ба­зисів, кап), а також для відливки металевих і комбіно­ваних моделей.

Маркують легкоплавкі сплави буквою "Л", після якої вказують температуру плавлення сплаву. Так, сплав Л-199 означає легкоплавкий сплав із температурою плавлення 199 °С, Л-58 — легкоплавкий сплав із тем­пературою плавлення 58 °С. До легкоплавких сплавів ставляться певні вимоги. Бони повинні мати низьку температуру плавлення і водночас зберігати достатню твердість і міцність, а також мінімальну усадку під час твердіння. Легкоплавкі сплави мають бути відносно крихкими. Бони не повинні сполучатись із деталями, які штампуються, а також впливати на їх властивості. Останній вимозі легкоплавкі сплави не відповідають. Так, при виготовленні деталей із золотоплатинових спла­вів навіть незначне забруднення легкоплавким сплавом може призвести до корозії виробу (коронки, базису). Такий хімічний процес виникає під час нагрівання де­талі з метою усунення наклепки після штампування. Щоб йому запобігти, після закінчення штампування де­таль із золота необхідно прокип'ятити в 30% розчині хлоридної кислоти протягом 1—2 хв.

Легкоплавкі сплави, які застосовують у зубопротез­ній техніці, мають сріблястий колір, на лінії зламу — зернисту будову. Склад їх і температура плавлення різ­ні (табл. 18).

Таблиця 18. Склад зуботехнїчних легкоплавких сплавів

Сплав	Склад сплаву, %				Температура плавлення, °С
	б і смут	кадмій	олово	свинець
№ 1	50		31,25	18,75	63
№ 2	50	-	25	25	93
№ 3	48	13	20	19	65
№ 4	43,8	6,2	25	25	60
№ 5	42,34	16,33	16,33	25	47
№ 6	53,8	-	15,4	30,8	70
№ 7	42,1	—	15,8	42,1	95

Сплав № 1 , запропонований Меллотом, дістав на­зву мелот-метал. Так іноді помилково називають й ін­ші легкоплавкі метали. Інший склад мелот-металу наво­дять Б.Н. Трезубов і співавтори (1999): бісмуту — 48%, олова — 28%, свинцю — 24%. Температура плавлен­ня — 63 °С.

Мелот-метал випускається в упаковці по 10 цилінд­ричних блоків масою 60 г кожний. Маса легкоплавкого сплаву може бути використана скільки завгодно разів. Але її не можна перегрівати, бо це призводить до ви­паровування деяких компонентів, і як наслідок підви­щується коефіцієнт лінійного термічного розширення, збільшується усадка і погіршуються механічні власти­вості сплаву.

Покривні матеріали. При виготовленні комбіно­ваних протезів із покриттям металевого каркасу маску­вальним матеріалом (пластмаса), який відповідає за кольором природним зубам, застосовують покривні ла­ки. Маскувальний облицювальний матеріал, накладе­ний на метал, зазвичай має неоднакову товщину. Там, де шар облицювального матеріалу тонкий, метал через нього просвічується, що значно погіршує естетичність протеза.

Покривні лаки повинні: 1) мати добру адгезію до металів; 2) добре зчіплюватися з пластмасою; 3) мати маскувальні якості; 4) утворювати міцну і рівномірну за товщиною плівку; 5) бути стабільними в ротовій по­рожнині.

Покривний лак для зуботехнічних робіт — суспен­зія пігментів у плівкоутворювальному лаку ФГ-9 (чи в кремнійорганічному, термостійкому лаку КО-815). Це густа, біла з жовтуватим відтінком рідина, що здатна міцно утримуватися на металевій поверхні. До складу лаку входить лак ФГ (100 г), діоксид титану (20 — 25 г), жовтий пігмент (кремнесульфомолібдат свинцю — 0,05 г). Він випускається у флаконах по 25 г, час утво­рення плівки — 60 хв.

Покривний лак "ЕДА-02" — полімерна композиція (компаунд) типу порошок-рідина. Порошок — співполі­мер акрилових мономерів -- містить ініціатор, напов­нювач (діоксид титану) і барвник. Рідина (прозора чи янтарного кольору) містить мономер, епоксидну смолу, активатор і стабілізатор. Під час замішування рідини і порошку в співвідношенні 1:2 чи 1:3 утворюється лак сметаноподібної консистенції, який пензликом або чис­тим стальним прутиком наносять на поверхню металу. У посудину наливають відповідну кількість рідини, до­дають невеликими порціями порошок до утворення ла­ку необхідної консистенції. На знежирену, вільну від окалин поверхню наносять тонкий рівномірний шар ла­ку, підсушують на повітрі 3 —5 хв до утворення блис­кучої поверхні і вдруге наносять шар лаку і підсушу­ють. Щоб лакова плівка затверділа остаточно, конструкцію з непокритого лаком боку нагрівають до 100 °С протягом 10 — 15 хв. При цьому утворюється міцна плів­ка з адгезивною міцністю до ЗО кгс/ем², яка надійно маскує метал. Колір плівки має бути схожим на колір природних зубів.

Лак "ЕДА-03" містить порошок, забарвлений у 6 кольорів, і рідину. Застосовується так само, як лак "ЕДА-02".

Компенсаційний лак для суцільнолитих мостоподібних протезів ~ композиція, забарвлена в червоний колір. Вона містить низькомолекулярний си­ліконовий каучук і рідини-каталізатори.

Лак готують безпосередньо перед нанесенням на по­верхню штампика зуба. Рідиною № 1, заздалегідь пе­ремішаною, заповнюють мірник. Потім додають рідину № 2 (2 — 3 краплі) і перемішують. Підготовлений лак пензликом наносять двічі на поверхню штампика. Дру­гий шар — коригувальний, його наносять для одержан­ня рівномірного покриття.

Вітчизняні компенсаційні лаки "Форкрон-10" і "Фор-крон-11", а також зарубіжний лак "Шко-Фіт" (різні ко­льори) застосовують для часткової компенсації усадки металу під час лиття зубних протезів.

Ретенційний лак — розчин каніфолі в спирто-ацетоновій суміші розчинників, безбарвний чи жов­туватого кольору. Ретенційний бісер являє собою зер­на (1 — 1,5 мм у діаметрі) іонообмінної смоли різних марок.

Лак наносять пензликом на поверхню воскової мо­делі чи пластмасового ковпачка, і зразу ж швидко (лак висихає через 3 хв) наносять ретенційний бісер.

Ретенційний комплект для металопластмасових робіт і протезів із пластмасовим облицюванням складається з ретенційного лаку і ретенційного бісеру (крупинок, кульок, півкульок). Ретенційний бісер застосовують для створення ретенційних пунктів на литих елементах незнімного зубного протеза, облицьованого пластмасою. Ретенційний лак використовують для приклеювання бі­серу до воскової моделі зуба чи полімерного ковпачка.

Сепараційний лак — темно-синій розчин ацетил­целюлози в ацетоні. Застосовують при виготовленні ме­талокерамічних зубних протезів для утворення міжзуб­ної сепарації під час роботи з фарфоровою масою за необхідності корекції протеза. Його наносять пензли­ком на поверхню фарфору, що не потребує корекції, і розміщена поруч з поверхнею, яку коригують. Якщо лак потрапляє на поверхню, яка потребує корекції, його сліди видалити.

Зарубіжні сепараційні лаки "Мілтисеп" і "Фіносол" застосовують також для виготовлення суцільнолитих зубних протезів для розділення їх відмодельованих деталей.

Запитання для самопідготовки

1. Метали. їх будова, основні властивості. Атоми та іони, атомний зв'язок.

2. Хімічні властивості металів. Ряд напружень, ало­тропія.

3. Кристалічна будова металів. Як формується струк­тура металу під час кристалізації? Що таке рекрис­талізація?

4. Види корозії. Способи боротьби з корозією.

5. Сплави, їх види. Твердий розчин, хімічна сполука і механічна суміш.

6. Що таке ліквація? її значення при виготовленні про­тезів.

7. Усадка й усадочні раковини. Способи їх усунення.

8. Що таке ситоподібна пористість?

9. Термічна обробка ортопедичних конструкцій, її при­значення.

10. Паяння. Припої, вимоги до них.

11. Чому виникає явище гальванізму в ротовій порож­нині? Які його наслідки?

12. Спосіб виготовлення мостоподібних протезів без паяння.

13. Сплави дорогоцінних металів, їх основні властивості.

14. Золото. Способи його добування, властивості й за­стосування.

15. Склад сплавів золота. їх проби. Афінаж золота. Методи визначення проб сплавів золота.

16. Властивості сплавів золота. їх застосування в орто­педичній стоматології.

17. Паладій. Його властивості й застосування.

18. Платина. її властивості й застосування.

19. Срібло. Його властивості. Срібно-паладієві сплави,їх властивості й застосування.

20. Залізо. Способи його добування, властивості. Чавун і сталь, їх застосування.

21. Алотропічні форми заліза. Карбіди заліза, їх струк­турні види і властивості.

22. Маркування нержавіючих сталей. Властивості хро­монікелевих сталей, які застосовують у зубопротезуванні.

23. Домішки в нержавіючих сталях: вуглець, силіцій, сірка, фосфор. їх вплив на властивості нержаві­ючої сталі.

24. Вплив методів плавлення на вміст вуглецю в сплаві.

25. Процес обробки металевих сплавів при виготовлен­ні протезів. Дайте їх характеристику.

26. Пластична деформація, її вплив на структуру металу.

27. Що таке наклепка? Структура металу при наклеп­ці, усунення наклепки.

28. Припої для сплавів золота, паладію і срібла. Їх склад і властивості.

29. Припій для нержавіючої сталі. Його властивості.

30. Манган. Його властивості й застосування в сплавах.

31. Титан. Способи його добування, властивості, ало­тропічні модифікації.

32. Застосування титану в нержавіючій сталі та в ін­ших сплавах.

33. Застосування титану в зубопротезуванні. Сполуки титану (діоксид титану, нітрит титану), які засто­совують в ортопедичній стоматології.

34. Кобальт і хром. їх властивості й застосування. Спла­ви на основі кобальту і хрому, їх властивості й за­стосування.

35. Нікель, його властивості, застосування в сплавах. Вплив нікелю на сплави.

36. Сплави нікелю з титаном. їх властивості й застосу­вання в стоматології.

37. Сплави нікелю й титану з ефектом "пам'яті". їх за­стосування,

38. Молібден. Його властивості. Вплив молібдену на властивості кобальтохромових сплавів.

39. Легуючі матеріали, їх призначення.

40. Алюміній. Його властивості й застосування. Спла­ви алюмінію (дюраль і магналій), їх застосування.

41. Кадмій. Його властивості й застосування. Способи введення кадмію в припій для золота.

40. Магній і оксид магнію, їх властивості й застосування.

41. Мідь і сплави міді. їх властивості й застосування.

42. Нейзильбер, його склад, властивості й застосування.

40. Що таке внутрішнє напруження в матеріалі? При­чини його виникнення.

41. Причини виникнення плям на протезах із сплавів на основі золота.

40. Зміни структури металу під час лиття.

40. Переваги і недоліки кобальтохромових сплавів, які застосовуються в зубопротезуванні.

41. Що таке легкоплавкі сплави? До якої групи матері­алів вони належать? їх склад.

40. Вісмут. Його властивості й застосування.

40. Олово. Його властивості й застосування в зубопро­тезній техніці.

41. Свинець. Його властивості й застосування

42. Чому температура плавлення легкоплавких сплавів нижча від температури плавлення елементів, що вхо­дять до їх складу?

43. Вимоги до зуботехнічних легкоплавких сплавів.

44. Особливості застосування легкоплавких сплавів при виготовленні пезнімних зубних протезів із золота.

45. Технологія застосування легкоплавких сплавів.

46. Які покривні (ізоляційні) матеріали застосовують при виготовленні незнімних зубних протезів? Їх склад, призначення і властивості.

47. Сепараційний лак. Його склад, властивості, при­начення і техніка застосування.

48. Компенсаційний лак. Його склад, призначення і за­стосування.

49. Для чого застосовують ретенційний лак? Комплект ретенційного лаку, техніка його застосування.