3. Физические свойства

- Цвет материала

- Плотность - это количество данного вещества, содержащегося в единице объёма.

- Плавление — это переход тела из твёрдого состояния в жидкое под действием тепла.

4. Химические свойства - это отношение материалов к другим химическим веществам. Основное требование к стоматологическим материалам - это абсолютная химическая стойкость к средам, идентичным средам полости рта.

Логико-дидактическая структура требований к сплавам металлов:

• Обладать высокими механическими свойствами (прочность, упругость, твёрдость, высокое сопротивление износу).

• Иметь хорошие технологические свойства (минимальная усадка, способность подвергаться штамповке, литью, вытяжке, полировке, спаиванию).

• Иметь нужные физические свойства (небольшой удельный вес, невысокая температура плавления).

• Обладать высокой химической стойкостью.

Благородные сплавы.

Логико-дидактическая структура физико-механических свойств золота.

Химический знак	Плотность, кг/мм2	Температура плавления, °С	Температура кипения, °С	Твердость по Бриннелю, кг/мм2	Усадка при затвердевании, %
Au	19,32	1064	2550	18,5	1,2

Ввиду мягкости чистое золото не используется. Для этих целей используют лигатурное золото - сплавы золота с другими металлами (серебро, медь, платина). Для припоев в сплав вводят кадмий, латунь, цинк.

Сплавы различают по содержанию золота, обозначая чистое золото 1000 пробой. Для целей протезирования применяют сплавы 900, 750 проб и припой.

Логико-дидактическая структура области применения сплавов золота

Сплав	Состав	Область применения
900 пробы	90% золота, 6% меди, 4% серебра	коронки, мостовидные протезы
750 пробы	75% золота, 8% серебра, 7,8% меди, 9% платины	вкладки, каркасы бюгельных протезов, культевые вкладки, кламмера
припой	75% золота, 8% серебра, 7,8% меди, 9% платины, 5-10% кадмия	Паяние

Логико-дидактическая структура физико-механических свойств серебра и палладия.

Химический знак	Плотность, кг/мм2	Температура плавления, °С	Температура кипения, °С	Твердость по Бриннелю, кг/мм2	Усадка при затвердевании, %
Pt	21,5	1770	2450	50	ничтожна
Ag	10,5	960	1955	26	4,4

Логико-дидактическая структура области применения сплавов на основе серебра и палладия

Соединение различных металлических частей протезов в единое целое в ортопедической стоматологии осуществляется паянием с помощью специальных сплавов-припоев.

Сплав	Состав	Область применения
Сплав ПД-190	19% палладия	промежуточная часть мостовидных протезов, вкладок
Сплав ПД-250	25% палладия	коронки

Логико-дидактическая структура требований к свойствам припоев сплавов металлов:

1. Механические свойства припоя должны быть близки к механическим свойствам спаиваемого металла.

2. Температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления основного металла.

3. Структура припоя должна соответствовать структуре основного металла.

4. Припой должен быть жидкотекучим и хорошо смачивать поверхность металла.

5. Припой не должен подвергаться коррозии в полости рта.

6. Цвет припоя не должен резко отличаться от цвета основного металла.

Неблагородные сплавы.

Хромоникелевые нержавеющие стали. Сталями называются железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 1,7%. В ортопедической стоматологии используются специальные марки нержавеющей стали, так называемые лигированные стали: 1Х18Н9 (ЭЯ-1), 1Х18Н9Т (ЭЯ1-Т), ЭИ-95.

Лигированные стали — железоуглеродистые сплавы с минимальным содержанием углерода и с повышенным содержанием специально введённых в сплав элементов (хром, никель, молибден, титан), обеспечивающих получение сплавов с нужными свойствами.

Логико-дидактическая структура физико-механических свойств металлов, входящих в состав хромоникелевой нержавеющей стали.

Металл	Свойства
Хром	придает устойчивость против окисления и ржавления, он также придает твердость сплаву, одновременно уменьшая пластичность и вязкость
Никель	сообщает высокую пластичность и вязкость, улучшая антикоррозийные свойства, снижает коэффициент линейного расширения стали
Титан	улучшает строение стали, придавая ей плотное, мелкозернистое строение, устраняет интеркристаллическую коррозию, уменьшает хрупкость стали
Кремний	способствует получению однородной структуры, повышая вязкость и упругие свойства стали
Марганец	повышает прочность и твёрдость стали, снижая пластические свойства

В физическом отношении хромоникелевая сталь - сплав серебристо-серого цвета, удельного веса — 7,2-7,8, температура плавления 1400-1500 °С. Нержавеющая сталь весьма устойчива против коррозии. Химическая стойкость, вязкость и ковкость стали тем выше, чем мельче зернистость стали.

Припой для нержавеющей стали разработан Д.Н. Цитриным и носит марку ПСрЦ-37. Он плавится при температуре 800°С, обладает хорошими физико-механическими свойствами, высокой жидкотекучестью, смачиваемостью, что обеспечивает прочность паяного шва. Состав припоя очень сложен и включает: серебро, медь, цинк, никель, марганец, магний, кадмий, бериллий. Припой серебристого цвета с желтоватым оттенком. В полости рта припой покрывается окисной плёнкой, имеющей тёмный цвет.

Хромокобальтовые сплавы (КХС).

К разряду высоколигированных сталей, но со значительным уменьшением в сплаве железа и, следовательно, углерода, относятся хромокобальтовые сплавы. Эти сплавы в ортопедической стоматологии стали применяться позднее, чем хромоникелевые, но широко используются в практике из-за высоких литейных и антикоррозийных свойств, а также очень малой усадки. Сплавы обладают хорошими механическими свойствами, поэтому используются для изготовления сложных конструкций, получаемых методом литья. Физико-механические свойства сплава КХС сопоставимы со свойствами сплавов из драгоценных металлов, однако их дешевизна делает их наиболее популярными.

Логико-дидактическая структура физико-механических свойств металлов, составляющих хромокобальтовые сплавы

Химический знак	Плотность, кг/мм2	Температура плавления, °С	Температура кипения, °С	Твердость по Бриннелю, кг/мм2	Усадка при затвердевании, %
Со	8,7	1480	2385	132	ничтожна
Cr	7,2	1900	2200	220	1,8

Логико-дидактическая структура физико-механических свойств металлов, входящих в состав хромоникелевой нержавеющей стали.

Металл	Свойства
Кобальт (67%)	придает сплаву прочность
Хром (26%)	делает сплав твердым и придает ему антикоррозийные свойства
Никель (6%)	повышает вязкость
Марганец (0,5%)	повышает качество литья

Сплав КХС используют для изготовления цельнолитых мостовидных протезов, одиночных коронок, штифтовых культевых вкладок, каркасов металлокерамических конструкций и бюгельных протезов. За рубежом сплавы, содержащие хром и кобальт, называются «Виталлиум», «Визил», «Тикониум».

Сплавы с эффектом памяти формы.

Исследования последних лет показали, что ткани биологических систем обладают специфическими свойствами: способны не разрушаться при значительных деформациях в условиях многократных нагружений и восстанавливать исходную форму после устранения нагрузки, проявляя высокие эластические свойства. Традиционные сплавы даже при малых деформациях накапливают циклическую усталость, и многократное нагружение в пластической области неотвратимо приводит к разрушению этих материалов.

В 50-е годы появились первые работы, в которых представлены исследования эффектов памяти формы и сверхэластичности в сплавах на основе меди и благородных металлов, но эти материалы были очень дорогими и сложными в технологии выплавки. В 60-х годах в Naval Ordnance Laboratory (США) был обнаружен эффект памяти и формы в сплавах никеля и титана эквиатомного состава. В зарубежной литературе этот сплав называли «Нитинол», по химической формуле TiNi, сейчас этот сплав называют никелид титана.

Явления обратимого неупругого (мартенситного) формоизменения не являются особенностью какого-либо узкого класса веществ, они присущи, вообще, твердому телу, веществу как живой, так и неживой природы. Универсальность механической памяти, её способность для живой и неживой природы составляют основу биомеханической совместимости металлических сплавов с живой тканью. Однако, в этом случае медицина предъявляет ряд дополнительных требований, что значительно ограничивает выбор материала.

Чаще всего используется в медицинских целях сплавы на основе Ti Ni Mo Fe. В двойных сплавах TiNi, легированных в пределах нескольких процентов Fe, Mo, Со, Cu мартенситная форма имеет пластичную форму.

Легкоплавкие (вспомогательные) сплавы на основе олова, свинца, висмута.

При изготовлении различных конструкций зубных протезов требуется получение металлических форм, штампов и контрштампов. Для этой цели применяются сплавы на основе олова и свинца.

Данные сплавы, помимо низкой температуры плавления (отсюда и название – легкоплавкие сплавы), имеют относительную твердость, обеспечивающую устойчивость сплава в процессе работы. Эти сплавы дают не очень большую усадку при охлаждении. Для уменьшения усадки и некоторого увеличения твёрдости в сплавы олова и свинца вводят до 50% висмута.

Логико-дидактическая структура состава оловянистых сплавов (%)

№ сплава	Олово	Свинец	Висмут	Кадмий	Температура плавления, С
1	33,3	-	55,5	11,2	95
2	18	32	50	-	98
3	20	19	48	13	65

Эти сплавы представляют собой механическую смесь. Выпускаются промышленностью в виде блоков около 50 грамм. При работе со сплавами следует помнить, что перегрев ведёт не только к сгоранию металла, но также повышает усадку и делает сплав хрупким. При перегреве металла выделяются пары кадмия, которые являются ядовитыми для организма.

Итоговый контроль.

1. Перечислите свойства сплавов металлов, относящиеся к механическим.

2. Перечислите свойства сплавов металлов, относящиеся к технологическим.

3. Назовите требования, предъявляемы к сплавам, используемым в ортопедической стоматологии.

4. Назовите требования, предъявляемы к припоям, используемым в ортопедической стоматологии.

5. Перечислите благородные сплавы металлов.

6. Дайте характеристику хромоникелевой нержавеющей стали.

7. Дайте характеристику сплаву КХС.

8. Расскажите о природе сплавов с памятью формы.

9. Дайте характеристику легкоплавким сплавам.

Ситуационные задачи.

1. Пациент И. обратился в клинику с жалобами на стертость жевательной поверхности золотых коронок. Из анамнеза: протезировался 1 год назад. Что могло послужить причиной ранней стираемости коронок?

2. Для фиксации съемных пластиночных протезов используются металлические кламмеры в виде изогнутых скобок. Кламмеры, проходя зону экватора коронок, плотно прилегают к шейкам зубов. Какое свойство материала используется?

3. Пациентка А., 56 лет. Обратилась в клинику ортопедической стоматологии с жалобой на неприятный запах изо рта, происходящий от металлической коронки. При снятии коронки обнаружилась культевая штифтовая вкладка из серебряно-палладиевого сплава, покрытая серо-черным налетом. Врач убрал остатки цемента, провел дополнительное препарирование и принял решение изготовить металлокерамическую коронку на основе кобальтохромового сплава. Оцените действие врача. Правильно ли поступил предыдущий врач?

4. Врач в процессе припасовки металлического каркаса многозвеньевого протеза с опорой на 16, 14, 13, 11,21, 23,24, 26,27 зубы пришел к решению распилить протез на три части: от 16 до 14, от 13 до23 и от 24 до 27. Что могло послужить причиной к принятию такого решения?

5. Имплантат из металла с памятью формы перед введением в созданную полость в кости охлаждают и придают ему форму, которую он впоследствии меняет по мере повышения температуры. Как называется это явление?

Тестовый контроль.

1. Для зубного протезирования применяют сплавы золота какой пробы?

1. 900

2. 750

3. 585

2. Какой металл добавляют к сплаву золота 750 пробы, что делает возможным использование его в качестве припоя?

1. медь

2. никель

3. кадмий