3.3.3. Характеристика компонентов фарфоровых масс

Каолин — белая или светлоокрашенная глина. В фарфоровой массе содержится от 3 до 65% каолина. Чем больше в смеси каолина, тем меньше прозрачность и тем выше температура обжига фарфоровой массы. Основной частью каолина (99%) является алюмосиликат — каолинит. Температура его плавления 1800°С. Каолин оказывает влияние на механическую прочность и термическую стойкость фарфора.

Полевой шпат — это безводные алюмосиликаты калия, натрия или кальция. Температура егоплавления1180–1200ºС. При высокой температуре полевой шпат обеспечивает развитие стекловидной фазы, в которой растворяются и другие компоненты (кварц, каолин). Стекловидная фаза придает пластичность массе во время обжига и связывает составные части. Полевой шпат создает блестящую глазурованную поверхность зубов после обжига. При расплавлении он превращается в вязкую аморфную стеклоподобную массу. Чем больше в смеси полевого шпата (и кварца), тем прозрачнее фарфоровая масса после обжига. При обжиге фарфоровой массы полевой шпат, как более легкоплавкий компонент, понижает температуру плавления смеси. В этой связи его рассматривают в роли плавня (флюса). Содержание полевого шпата в фарфоровой смеси достигает 60–70%. Полевой шпат, чаще калиевый, называют микроклином или ортоклазом — в зависимости от структуры. Ортоклаз — основной материал для получения стоматологической фарфоровой массы. Натриевый полевой шпат называется альбитом, кальциевый — анортитом.

Кварц(SiO) — минерал, ангидрид кремниевой кислоты. Кварц тугоплавок, температура его плавления составляет 1710°С. Он упрочняет керамическое изделие, придает ему большую твердость и химическую стойкость. Кварц уменьшает усадку и снимает хрупкость изделия. В процессе обжига кварц (кремнезем) увеличивает вязкость расплавленного полевого шпата. В состав фарфоровой массы для изготовления зубов кварц вводят в количестве 25–32%.

Красители окрашивают фарфоровые массы в различные цвета, соответствующие естественным зубам. Обычно красителями являются оксиды металлов.

По физическим свойствам стоматологические фарфоры близки к стеклам, структура их изотропна. Они представляют собой переохлажденные жидкости и вследствие высокой вязкости могут сохранять стеклообразное изотропное состояние при охлаждении без заметной кристаллизации.

Стоматологические фарфоры могут переходить при размягчении или отвердении из твердого в жидкое состояние (и обратно) без образования новой фазы. Стекла не имеют собственной температуры плавления, а характеризуются интервалом размягчения. Фарфор образуется в результате сложного физико-химического процесса взаимодействия компонентов фарфоровой массы при высокой температуре. Так, при температуре 1100–1300°С калиевый шпат превращается в калиевое полевошпатное стекло. Каолин и кварц имеют более высокую температуру плавления, чем полевой шпат. Однако в расплаве полевошпатного стекла каолин и кварц взаимодействуют со стеклом. При этом каолин образует игольчатые кристаллы муллита, пронизывающие всю массу фарфора. Частицы кварца оплавляются, и небольшое их количество переходит в расплав стекла. Многочисленными микроскопическими исследованиями установлены следующие основные компоненты фарфора:

1. Стекловидная изотропная масса, состоящая из полевошпатного стекла с различной степенью насыщения (ALO; SiO);

2. Нерастворившиеся в стекле оплавленные частицы кварца;

3. Кристаллы муллита 3ALO • 2SiO, распределенные в расплаве кремнеземгюлевошпатного стекла.

Стекловидная изотропная масса в современных стоматологических фарфорах составляет их основную массу. Она обуславливает его качество и свойства. Количество стеклофазы возрастает при повышении температуры плавления и увеличения времени плавки. Соотношение кристаллической и стекловидной фаз определяет физические свойства фарфора.