医学专题口腔修复金属材料

口腔材料学（第口腔材料学（第5版）版）山东大学口腔医学院兰 晶12021/7/19 星期一第十二章第十二章 口腔修复金属材料口腔修复金属材料l掌握18-8不锈钢丝、金合金、纯钛、钛合金、瓷熔附合金的组成、性能特点及应用。l熟悉其他铸造合金的组成、性能特点及应用。l了解锻制合金的组成、性能特点及应用。22021/7/19 星期一第十二章第十二章 口腔修复金属材料口腔修复金属材料l是制作口腔修复体、口腔正畸器材的金属材料l分类：l锻制（造）合金l铸造合金l瓷熔附合金l快速成型金属l焊接用合金32021/7/19 星期一第一节第一节 锻制合金锻制合金l概念：通过轧、压、冲、滚、拉伸和锤击 等机械加工方法成型的合金。l应用特点：在常温下采用已经锻造好的成品 或半成品进行机械加工及必要的 热处理，制成修复体l应用过程：冷加工和热处理42021/7/19 星期一一、锻造一、锻造18-8铬镍不锈钢丝铬镍不锈钢丝 （18-8 Cr-Ni stainless steel）（一）组成 碳 增加合金的硬度和强度，降低韧性 含碳量1.7%，称钢 含碳量1.7%，称铸铁 铬 提高抗腐蚀性，增加强度和硬度 含铬量13%的钢，称不锈钢 镍 提高抗腐蚀性，增加韧性和延展性 硅 去除氧化物，增加氧化膜强度 铁 溶剂元素52021/7/19 星期一（二）性能 1、生物安全性 2、抗腐蚀性 3、机械性能62021/7/19 星期一（三）应用 钢丝、弓丝 1、选准钢丝的规格型号 0.9mm卡环 1.0mm颌支托 0.25mm结扎丝 2、切忌用暴力和反复多次弯制 材料疲劳 3、防止工具造成伤痕，防止应力集中 4、热处理 温度650 72021/7/19 星期一二、镍钛丝二、镍钛丝（Ni-Ti shape-memory alloy）l组成：镍 55%，钛 45%l高弹性且弹力柔和、持续l热记忆作用82021/7/19 星期一三、锻造镍铬合金三、锻造镍铬合金 主要用于无缝冠、合金片和托槽（一）组成 镍含量铬 铜 增加流动性，改善焊接性能（二）性能（三）应用 在煤气灯上烧红（900），然后在 室温下冷却（正火）92021/7/19 星期一第二节第二节 铸造合金铸造合金lCast：将合金加热熔化，浇注入预先制备 好的铸型内成为铸件的过程 优点：结构均匀、铸件精确、使用持久铸造性能：液体合金的流动性 铸造收缩率 铸件易打磨抛光102021/7/19 星期一分类：高熔（1100）按熔化温度 中熔（5001100）低熔（500）高贵金属 按价值 贵金属 非贵金属112021/7/19 星期一铸造合金的分型：质地从软到硬 强度从低到高122021/7/19 星期一第二节第二节 铸造合金铸造合金l一、贵金属铸造合金l（一）分类与组成 金 黄色、质软、延展性好 银 白色、有延展性、难铸造 铜 红色、有延展性、钯 白色、纯钯不适于口腔 铂 白色、质硬、延展性好、抗腐蚀 锌 蓝白色、质脆、易氧化 铱、钌 铟、镓132021/7/19 星期一第二节第二节 铸造合金铸造合金l（二）性能l1、熔化温度范围 较窄l合金的液相线温度决定了铸型的加热温度、包埋材料的类型及铸造过程中必须使用的热源。l2、铸造温度l高于其液相线温度100-150l3、密度l4、强度142021/7/19 星期一第二节第二节 铸造合金铸造合金l5、硬度 合金抛光的难易程度l6、延伸率l7、生物相容性 元素的释放l五个方面考虑合金的生物相容性l8、化学性能l9、铸造性能l（三）热处理l软化热处理 无序固溶体l硬化热处理 有序固溶体152021/7/19 星期一第二节第二节 铸造合金铸造合金l二、非贵金属铸造合金 1、熔点13001500 2、铸造收缩大，必须通过包埋料的膨胀 加以适当补偿 3、抗腐蚀性并不是在任何条件下均保持 不变 若在500700维持一定时间，将导 致大量碳化铬析出 4、长期应用后因镍元素的释放使牙龈发黑或过敏162021/7/19 星期一铸造金合金 组成 金 质软，延展性好，黄色光泽 铜 提高强度与硬度，降低熔点，降低 抗腐蚀性 银 减少铜的影响 铂 钯 提高机械性能、抗腐蚀性172021/7/19 星期一含金量的表示法：24K即24/24纯金；18K即18/24，含金 75%1000/1000纯金；750/1000即含金75%182021/7/19 星期一 性能 1、机械性能 与热处理有关 软化热处理：使金合金结构均匀，延展 性提高，强度、硬度降低 方法：将金合金铸件置于700 左右维持10分钟，立即投 入冷水中192021/7/19 星期一硬化热处理：提高强度、硬度，降低延展性 方法：一是在金合金的固相线下 （约700左右），缓慢冷却 二是在250425之间维 持1015分钟，再投入冷水202021/7/19 星期一2、化学性能3、铸造性能 铸造温度为8501000 铸造收缩分三个阶段 可通过包埋料的膨胀得以补偿4、生物学性能212021/7/19 星期一第二节第二节 铸造合金铸造合金l三、铸造钛及钛合金 商业纯钛（c.p.Ti）Ti-6Al-4V 非常轻 熔点高 特殊的铸造条件 高温下易氧化222021/7/19 星期一第二节第二节 铸造合金铸造合金l商业纯钛 根据氧和铁的含量，分4个等级l钛合金 Ti-6Al-4V是公认的种植材料232021/7/19 星期一l性能：l密度低，熔点高（1668）l热导率较一般金属低，线胀系数较低l力学性能受杂质元素含量的影响大l化学性质活泼l铸造性能差l生物相容性242021/7/19 星期一l铸造性能l熔点高l化学活性大252021/7/19 星期一262021/7/19 星期一钛及钛合金在铸造过程中容易出现的问题：钛及钛合金在铸造过程中容易出现的问题：l1、铸件表面反应层过厚l2、易出现内部气孔：l轻l包埋料与熔融钛反应产生气体l透气性l氩气压力过大l合金从固态到液态时产生的缩孔l3、铸件铸造不全272021/7/19 星期一第三节第三节 瓷熔附合金瓷熔附合金烤瓷合金的性能要求：合金的熔化温度必须高于瓷烧结温度 机械性能优良 合金与瓷的线胀系数必须相匹配 合金与瓷能牢固结合并耐久 不能生成有色的氧化物 合金表面应具有较高的表面能282021/7/19 星期一（一）合金与烤瓷的结合方式（一）合金与烤瓷的结合方式 1、化学结合力：是合金表面的氧化层与瓷 中的氧化物和非晶型玻璃质 反应生成的结合力。292021/7/19 星期一2、机械结合力：金属表面粗化后形成凹凸 不平的表层，与瓷达到机 械嵌和作用302021/7/19 星期一3、压缩结合力：合金的热胀系数略大于瓷 时，当烧结温度降至室温 时，产生的压缩应力能加 强瓷与金属的结合4、范德华力 熔融：升温后，粉粒中玻璃质软化，产 生流动，粉粒间凝集成致密体，同时伴有明显的体积收缩。312021/7/19 星期一322021/7/19 星期一（二）影响合金与烤瓷结合的相关因素 1、合金表面氧化膜的厚度 0.2-2um 控制厚度的方法：控制合金预氧化时间和温度 在负压下进行烧结 合金表面涂布粘结剂 上瓷前将合金表面磨出一层332021/7/19 星期一烤瓷与金属的匹配烤瓷与金属的匹配l热胀系数l烤瓷的烧结温度与金属熔点的关系l烤瓷与金属结合界面的润湿问题342021/7/19 星期一2、合金和烤瓷的热胀系数的匹配性3、合金表面的粗化程度4、改善瓷粉在金属表面的润湿性5、修复体的正确设计和制作352021/7/19 星期一