6. Сплавы из благородных металлов.

К драгоценным металлам относятся: золото, металлы платиновой группы, а также их сплавы. Широкое применение они получили из-за высокой антикоррозийной стойкости в обычной атмосфере, в воде и многих других средах. Все эти металлы (кроме платины) обладают невысокой температурой плавления, высокой плотностью, не имеют аллотропических превращений (кроме родия), очень пластичны (кроме родия и осмия).

Золото (Аu) находится в природе в виде крупных кусков (самородков), чаще всего вкрапленных в руду цветных металлов, или по берегам горных рек в виде мелких частиц, смешанных с песком (рассыпное золото). Единственное химическое соединение золота в природе — каловерит (АuТ₂, — соединение золота с теллуром) — встречается очень редко.

Золото желтого цвета; в проходящем свете тонкая пластинка золота имеет зеленый свет. Удельный вес золота 19.32. Температура плавления 1064°С; температура кипения 2550°С. Теплопроводность золота большая — 68,3. Усадка — 1,2%. Чистое золото — мягкое, ковкое и тягучее и может быть выковано в фольгу толщиной в 0,0001см. Из 0,05г золота можно вытянуть проволоку длиной в 162м. Золото не окисляется ни при каких температурах и не растворяется ни в каких кислотах и щелочах, кроме царской водки. Золото в чистом виде не применяется для изготовления изделий вследствие того, что оно слишком мягкое и недостаточно прочное. Оно легко сплавляется со многими металлами. Для технических целей готовят сплавы золота — с другими металлами — так называемое лигатурное золото. Металлы, добавляемые к золоту, называют лигатурными металлами. Они придают сплавам определенные физические свойства.

Температура плавления с увеличением количества серебра понижается. При добавлении к сплаву 50% серебра он приобретает белый цвет. Медь придает сплаву твердость. Сплавы с большим содержанием меди имеют красноватый цвет. Сплав из 75% золота, 10% меди и 15% серебра называют «зеленым золотом». Сплав золота с серебром и палладием называется «белым золотом». От прибавления небольшого количества платины золото становится весьма эластичным. В практике чаще всего применяют сплавы золота, содержащие серебро и медь. Такие сплавы отличаются необходимой твердостью, достаточно ковки и имеют красивый желтый цвет.

Достоинство, или ценность, сплава, содержащего золото (платину или серебро), выражается «пробой». В нашей стране с 1927 г. введена метрическая система проб. По этой системе проба показывает содержание чистого золота, платины или серебра в 1000 весовых частей сплава.

В зубопротезной технике золото применяется с древних времен, и расход его для этой цели достиг очень большого количества. Несомненно, что здесь сыграла большую роль неокисляемость золота и его хорошие механические свойства. Золото употребляют для изготовления вкладок, штифтовых зубов, коронок, съемных протезов с металлическим базисом, мостовидных и других работ.

До 1990-х гг. применялись только 3 вида драгоценных сплавов: сплав 900-й пробы для коронок и литья, сплав 750-й пробы — для каркасов бюгельных протезов и кламмеров, сплав 750-й пробы — в качестве припоя.

Сплав золота 900-й пробы содержит:90% золота, 4% серебра, 6% меди. Имеет температуру плавления 1063°С. Медь придает механическую прочность, вязкость, твердость, усиливает цвет сплава. Сплав обладает большой пластичностью, вязкостью, жидкотекучестью в расплавленном состоянии, легко поддается штамповке, вальцеванию, ковке и другим методам механической обработки под давлением, а также литью. Сплав имеет невысокую твердость и легко подвергается истиранию. Поэтомупри изготовлении штампованных коронок с внутренней стороны их жевательной поверхностиИсправилили режущий край заливают припой.

Используется для изготовления штампованных коронок и частей мостовидных протезов. Выпускается в виде дисков диаметром 18, 20, 23, 25мм и блоков по 5г.

Сплав золота 750-й пробы содержит:75% золота, 8% меди, 8% серебра, 9% платины. Сплав обладает высокой упругостью и малой усадкой при литье. Эти качества приобретаются за счет добавления платины и увеличения количества меди.

Используется для изготовления каркасов бюгельных протезов, кламмеров, вкладок.

Сплав золота 750-й пробыслужит припоем, когда в него добавляется 5–12% кадмия (золота 75%, серебра 5%, меди 13%, кадмия 5%, латуни 2%). Кадмий снижает температуру плавления припоя до 800°С. Это дает возможность расплавлять его, не оплавляя основные детали протеза. Отбел — 10–15% соляная кислота.

В последние десятилетия бурными темпами разрабатываются и широко внедряются в практику стоматологии сплавы на основе драгоценных металлов для различных ортопедических конструкций. Цель создания новых сплавов — достижение максимального сочетания технологических параметров и функциональных свойств.

Известны сплавы с высоким содержанием благородных металлов (сумма золота и платиноидов — 70–98%), не содержащие легирующих элементов (Cd, Ni, Be), которые способны оказывать токсическое или аллергическое воздействие на организм. Структура сплавов этой группы металлов представляет собой однородные твердые сплавы или механические смеси твердых растворов. Сплавы имеют высокие показатели биологической инертности и коррозионной устойчивости и должны соответствовать стандартам ISO.

Например:

• сплав на основе золота «Супер-ТЗ» (в названии понятие «твердое золото—ТЗ»).Это термически упрочняемый износостойкий сплав с содержанием золота 75%, имеет красивый желтый цвет и соответствует III группе сплавов по международному стандарту ISO — 1562–84. Интервал плавления сплава 880–950°С. Используется для изготовления штампованных и литых несъемных ортопедических конструкций с полимерными покрытиями и без них. Есть возможность, меняя твердость сплава, индивидуализировать выбор технологии изготовления ортопедической конструкции в зависимости от состояния твердых тканей зубов-антагонистов или контактирующего материала зубного протеза. Производится в виде гранул, дисков и проволоки;

• сплав на основе золота и платиноидов «Супер-КМ» содержит золото, платину и палладий (сумма благородных металлов — 98%), светло-желтого цвета и используется для изготовления каркасов литых и металлокерамических конструкций (вкладки, полукоронки, коронки, мостовидные протезы). Температура плавления сплава 1115°С. Форма выпуска — пластинки массой 1 г;

• сплав, содержащий 72% золота, 5% платины и 11% серебра, желтого цвета, имеющий температуру плавления 960°С, применяется для изготовления каркасов бюгельных протезов с кламмерной или замковой фиксацией. Сплав создает необходимую жесткость каркасу протеза, обеспечивает малую истираемость и отсутствие деформации в области фиксирующих элементов. Выпускается в форме гранул.

Развитие дентальной имплантологии определило высокие темпы исследований и разработок новых золотосодержащих сплавов. Так, был создан сплав для изготовления цельнолитых конструкций, Исправил бюгельных протезов с замковой системой фиксации, цельнолитых коронок, имплантатов. В его составе: 70% золота, 4,4% платины, 2,0% палладия, 13,5% серебра, 8,8% меди, 1,2% цинка, 0,1% иридия.

Платина (Рt) встречается в природе в самородном состоянии. Добыча платины основана на отделении друг от друга составных частей руды с разным удельным весом. Она серовато-белого цвета. Это самый тяжелый металл, удельный вес 21,5. Температура плавления платины 1770 °С, температура кипения 2450°С.

Усадка платины незначительная; это качество платины и ее сплавов используется при литье мелких и точных деталей. Платина является довольно мягким, ковким и вязким металлом. Из платины можно приготовить тонкую фольгу и вытянуть очень тонкую проволоку.

Платина не окисляется на воздухе и не растворяется в кислотах. Исключительная стойкость против окисления и способность активировать ряд химических реакций, оставаясь неизменяемой, т.е. каталитическое действие, делают платину весьма ценным металлом для техники. Платина не окисляется при нагревании, что позволяет пользоваться ею как нагревательным элементом, способным создать очень высокие температуры.

В зубопротезной технике платина используется для изготовления коронок, штифтов, крампонов искусственных зубов. Платиновая фольга применяется при изготовлении фарфоровых коронок и вкладок: такая фольга очень тонка, прочна и не расплавляется во время обжига фарфора благодаря высокой точке плавления. Кроме того, платину добавляют к золотым сплавам для улучшения их физических и механических свойств (уменьшения усадки, повышения прочности упругости).

Припоем для платины служит чистое золото или сплав из 75% золота и 25% платины.

Серебро (Аg) встречается в природе как самородное, так и в виде соединений: роговое серебро (АgС1), серебрянный блеск (АgS) др.

Чистое серебро имеет белый цвет. Оно является лучшим проводником электричества и тепла. Удельный вес серебра 10,5, температура плавления 960°С, усадка 4,4%. Серебро тверже золота и легче меди. Серебро не вполне устойчиво к воздействию кислот. Оно хорошо растворяется в азотной кислоте, в серной кислоте при нагревании; соляная кислота действует на него слабо.

В технике чистое серебро применяется в гальванопластике. Серебро употребляется главным образом как драгоценный металл для изготовления монет, ювелирных изделий, ложек, ножей, вилок и т.п. Для этой цели пользуются сплавами серебра с 10–30% меди, улучшающей его механические свойства.

Для зубных протезов серебро непригодно, т.к. соединения серебра, получающиеся в результате его окисления в полости рта, небезразличны для организма. Кроме того, серебро не обладает достаточной прочностью. Серебро применяют как лигатуру в золотых сплавах для придания им более светлого оттенка и понижения температуры плавления. Оно входит также в состав припоев для золота, меди и ряда сплавов.

Припой для серебра состоит из 2 частей серебра и 1 части латуни. Отбелом для серебра служит разбавленная серная кислота.

Серебряно-палладиевые сплавы нашли ограниченное применение. Эти сплавы имеют белый цвет.

Д.Н. Цитрин предложил сплав с содержанием 75%серебра, 10%палладия и 15%золота. Цвет сплава желтовато-золотистый, точка плавления 1105°С, твердость по Бриннелю равна 30 единицам. При увеличении содержания в сплаве палладия повышаются его точка плавления, твердость и сопротивление разрыву. Серебро является основой сплава и увеличивает его твердость, а золото вводится для улучшения литейных качеств и придачи золотистого оттенка. Паяние подобных сплавов проводится при помощи золотого припоя или припоя для нержавеющей стали, но с добавлением 15% палладия. Отбелом служит 15% раствор соляной кислоты.

Сплав ПД-250содержит: 24,5% палладия, 75,1% серебра, небольшие количества легирующих элементов (цинк, медь, золото).Выпускается в виде дисков диаметром 18, 20, 23, 25мм и полосок толщиной 0,3мм.Применяется в несъемном протезировании для изготовления штампованных металлических коронок.

Сплав ПД-190 содержит: 18,5% палладия, 78% серебра, небольшие количества легирующих элементов.Применяется для изготовления несъемных протезов методом литья.Выпускается в виде дисков толщиной 1,0мм при диаметре 8 и 12мм и лент толщиной 0,5; 1,0 и 1,2мм.

Сплав ПД-150содержит: 14,5% палладия, 84,1% серебра, небольшие количества легирующих элементов.Применяется для изготовления вкладок. Выпускается в форме пластинок, полос толщиной 0,25 и 0,32мм.

Сплав ПД-140содержит: 13,5% палладия, 53,9% серебра, легирующие элементы.Применяется в несъемном протезировании для заливки внутрь коронки на режущий край и жевательную поверхность.Выпускается в виде проволоки.

Свойства: серебряно-палладиевые сплавы имеют температуру плавления около 1100–1200 °С, твердость по Бринеллю 60–65кгс/мм², плотность 10–11кг/м. По физико-механическим свойствам они напоминают сплавы золота, но уступают им по коррозионной стойкости и темнеют в полости рта, особенно при кислой реакции слюны. Сплавы пластичные, ковкие. Паяние сплавов проводится золотым припоем.

Указанные сплавы темнеют в полости рта, и они не нашли широкого применения, несмотря на высокие физико-механические, технологические и антикоррозийные свойства.

В последние годы предложены сплавы на основе палладия с добавлением золота. Например сплав, содержащий 60% палладия и 10% золота, белого цвета с температурой плавления 1105°С, предназначен для изготовления литых конструкций зубных протезов с керамическим или полимерным покрытием, или без него. Сплав обладает высокими показателями прочности и низкой плотностью, что позволяет изготавливать легкие конструкции большой протяженности. Адаптирован к широкой гамме керамических покрытий и формовочных масс. Производится в виде гранул или индивидуальных заготовок для металлокерамических протезов.