Глава 3. Конструкционные материалы

3.1. Металлы и сплавы. Требования. Химический состав. Показания к использованию. Технология применения, свойства.

3.1.1. Историческая справка

Большинство металлов было открыто в XIXв., хотя тогда далеко не все из них получили промышленное использование.

Применение металлов в технике началось с меди, серебра и золота. Затем начали применять те из них, которые относительно легко восстанавливаются (олово, свинец) или их достаточно много в природе, например железо.

Именно железо в виде его сплава с углеродом получило наибольшее распространение, что связано с рядом причин: малой стоимостью, наилучшими механическими свойствами и большой распространенностью его руд в природе. В последствии сплавам железа с углеродом и другими металлами присвоили название СТАЛЬ.Исправил Стали, например, производят больше, чем всех остальных металлов, вместе взятых. Объем производства стали— важнейший показатель технической и экономической мощи государства.

Археологические исследования свидетельствуют, что самые древние металлические стоматологические протезы появились в VII–Vвв. до н.э. в Финикии и Этруссии.

Первым металлом для изготовления стоматологических протезов было золото. Из него изготавливали утраченные передние зубы, скрепляя их с оставшимися зубами золотой проволокой. В Греции и Риме на основе хорошо развитого ювелирного искусства начали изготавливать одиночные коронки и мостовидные протезы с использованием припоев. Монополия золота в стоматологии длилась более 2500 лет. Это объяснить можно тем, что золото и подобные ему металлы в природе находятся в самородном состоянии и не требуют каких-либо сложных технологий для получения металла из руды как металлы группы железа. Вдобавок, температура плавления золота 1083°С, и оно легко может быть расплавлено на открытом огне. До начала XX в. из-за высокой стоимости золота ортопедическое лечение конструкциями из золотых сплавов было доступно только для богатых особ и их окружения.

Использующиеся в настоящее время более широко дешевые сплавы на кобальто- и никелехромовых основах требовали сложной, еще неизвестной для того времени технологии выплавки и были сами еще неизвестны.

Впервые коррозионно-стойкие высоколегированные сплавы на основе железа начали применяться с середины XIXв., сначала в области машиностроения.

Возникшая новая отрасль промышленности— автомобилестроение— потребовала создания новых высококачественных жаропрочных сплавов. В начале 1900-х гг.для деталей двигателей внутреннего сгорания впервые были применены жаропрочные кобальтохромовые сплавы. Они получили название «Stellite» (стеллиты) за их яркость, блеск, твердость. Обладали чрезвычайно высокой коррозионной стойкостью, имели великолепные прочностные характеристики не только в обычных условиях, но и при высоких температурах, в агрессивных средах, не только в поковках или горячекатаных изделиях, но и в литом виде. Если бы не высокая стоимость кобальтохромовых сплавов типа«Stellite», то их можно было бы считать идеальными материалами для машиностроения.

С 1920-х гг. «Stellite» использовались серийно для изготовления деталей машин ответственного назначения. Например, для изготовления выпускных клапанов двигателей самолетов и автомашин, лопастей газовых турбин. До появления технологии изготовления спеченных порошков карбида вольфрама, литьевые сплавы типа «Stellite» использовалисьв производстведля изготовления резцов металлорежущих станков.

С 1930г. началось использование кобальто-хромовыхсплавов для изготовления съемных стоматологических протезов. Состав используемых сплавов был очень близок к составу промышленного сплава «Stellite». В стоматологическом применении «Stellite» получил название «Vitallium».

В 1943г. в США использовались несколько сплавов на кобальт-и никелехромовой основе: vitallium, ticonium, niranium, linorium, jelencoLG. Все эти сплавы схожи и содержат лишь небольшое количество железа и используются в основном для литья стоматологических протезов. По оценкам на 1949 г. более 80% всех каркасов протезов были отлиты из кобальтохромовых сплавов типа vitallium. В дальнейшем, в результате стремительного роста цен на золотые сплавы, количество протезов (в %), сделанных на кобальтохромовой основе, особенно увеличилось.

Применение традиционных неблагородных сплавов на основе кобальта, никеля и хрома для ортопедической стоматологии, вероятно, постепенно будет сокращаться в связи с возможностью побочных реакций у ряда пациентов, чувствительных к влиянию неблагородных металлов. Поэтому вторая половина прошлого столетия характеризуется бурным ростом числа материалов на основе драгоценных металлов.

В зависимости от химического состава сплавы разделяют на основе:

• Золота

• Платины

• Палладия и серебра

• Железа

• Никеля

• Кобальта

• Титана

В настоящее время на стоматологическом рынке представлены различные кобальтохромовые и никелехромовые сплавы, а также сплавы на основе золота, которые удовлетворяют практически всему диапазону требований современной ортопедической стоматологии.