口腔金属材料课件.ppt

1、重庆医科大学附属口腔医院 修复学教研室杨小竺 w烤瓷牙到底有没有毒？2009年2月13日 天涯杂谈应当禁止镍铬重金属烤瓷牙的使用（希望不是第二个毒奶粉事件）尿镍超标近10倍w种植牙有排异反应吗？w假牙对CT、MRI检查有影响吗？有机高分子材料陶瓷、模型水门汀、包埋无机高分子材料金属材料印模、蜡型、义齿复合树脂、根管填充粘接、窝沟封闭口腔材料性质锻造合金铸造合金焊接合金银汞合金课时重点w掌握掌握：铸造合金的分类；烤瓷合金的性能要求及种类；银汞合金的组成分类、固化反应和性能。w熟悉熟悉：金属结构及工艺的基础知识；锻制合金的组成和性能；铸造合金的组成及性能；铸造金合金和不锈钢的种类。w了解了解：焊接

2、合金的组成和性能 常用的金属制品。一、金属的特性w1 可以在溶液中被电离的元素，能自由、稳定的释放阳离子w2 固态时呈结晶，有光泽w3 电、热良导体w4 密度大，不透明w5 塑性变形大，富有延性和展性w6 易氧化二、金属的结构 w晶体晶体：金属的原子呈规则排列w晶格晶格：在抽象地将原子视为一个几何点时，把各个几何点连接，构成一个空间格子，这种空间格子即晶格w 三种晶格结构 （1）体心立方晶格 （2）面心立方晶格 （3）密排六方晶格w晶胞晶胞：组成晶体的最基本几何单元，能反映晶体的特性。w金属中的原子以金属键金属键的形式结合，依靠金属键可以形成牢固的金属晶格，发生一定变形时不致被破坏。三、金属的

3、熔融与凝固w固态 液态 熔融w液态 固态 凝固w纯金属 熔点 凝固点 恒定不变 且基本相同w冷却曲线(cooling curves)w 纯金属在冷却时w 温度随时间变化w 过冷(super cooling)w 过冷度w过冷度与机械性能的关系：冷却速度愈快，过冷度愈大，结晶速度愈快，形成晶粒愈细，机械性能愈好。w控制结晶过程，提高金属的机械性能 四、合金（alloy）w合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合在一起具有金属特性的物质。w合金的结构 组成合金的独立的最基本的单元称“组元”化学成分一致、物理状态相同、与其他部分由明显分界的部分称“相”固溶体 化合物 合金的结晶与状态平衡图合金性

4、质w1 合金熔点是开始熔化的温度，其凝固点则是开始凝固的温度。合金的熔点一般较凝固点为低。w2 合金延展性一般均较所组成的金属为低，而韧性则增高。w3 硬度：合金硬度较其所组成的金属高w4 合金导电、导热性较原金属差，导电性减弱更明显w5 色泽w6 合金中加入一定量抗腐蚀元素如铬，可提高抗腐蚀性。临床所用合金绝大多数具有良好抗腐蚀性。五、合金的分类w贵金属合金 金、铂、钯、铱、铑、锇、钌w非贵金属合金 银、铜、锌、镍、钴、铬、钛 银银属于贵金属元素，但由于在口腔环境中可以被腐蚀，不属于口腔用贵金属金属材料的临床应用活动义齿支架活动义齿支架-铸造钴铬合金、铸造钛及钛合金烤瓷冠桥支架烤瓷冠桥支架-

5、铸造镍铬合金、钴铬合金、钛及钛合金、金铂合金、金钯合金种植体种植体-钛及钛合金种植支抗矫正弓丝矫正弓丝-锻造合金镍钛根管锉镍钛根管锉-锻造镍钛合金K型锉六、金属的形变w应力(stress)与应变(strain)材料受到外力作用，在其内部产生的与外力大小相同、方向相反的力。材料内部原子间产生的距离变化。w弹性形变与塑性形变 材料在去除负荷后能恢复原来的形状 材料发生永久变形金属的冷加工与热处理w冷加工(cold processing)室温条件下的金属塑性形变 结构硬化、内应力残存、呈不稳定状态w热处理(heat treatment)结构不稳定 结构还原、稳定 结构变化：回复，再结晶，晶粒长大。材

6、料硬度、强度下降，内应力消失低温强化技术（hypothermia reinforcement technique)w 低温强化技术是一项新技术。基本原理：按一定处理曲线将材料在冷质中降温至一定温度，保持一定时间，然后升至室温。w由于低温处理在材料内部诱发细微组织变化和应力重新分布，提高材料机械强度，改善材料理化性能w较冷加工、热处理，它更具适用 范围广，投资少，见效快，无污染 经济效益好的优点。七、热处理方法w退火 随炉温缓慢冷却w正火 在空气中冷却w淬火 快速冷却，残留内应力大w回火 消除内应力w表面热处理八、金属的成形法w铸造(casting):将熔化的金属或合金浇注到预先制成的铸型中成为

7、铸件的过程称为铸造。临床常用失蜡浇注法。w锻制(wrought)利用锻压方法对金属坯料施加压力，使其产生塑性形变，以获得一定的机械性能、形状、尺寸的方法。w粉末冶金(powder metallurgy)w电铸(electroforming)w切削加工w选择性激光烧结（SLS）3D打印金属的腐蚀与防腐蚀w（一）金属的腐蚀 金属由于周围介质对它的化学或电化学作用而发生的破坏称为腐蚀。w（二）金属的防腐蚀腐蚀：主要是氧化还原反应，结果是金属表面生成氧化物。氧化膜的结构和性质决定金属腐蚀的发展程度。：金属与电解液接触，形成原电池而发生腐蚀损坏的现象。口腔内合金腐蚀主要是电化学腐蚀。w离子浓度不同，可形

8、成原电池。如 口腔内金属表面的裂纹，铸造缺陷 及污物的覆盖处。w应力腐蚀：金属内部残余应力；铸造金属晶粒内外原子的能量状态 不同。防腐蚀w1 合金组织结构均匀w2 避免不同金属接触w3 经冷加工后所产生的应力可通过热处理减小或消除w4保持修复体表面光洁无缺陷w5金属中加入抗腐蚀元素：铬、镍十、金属生物学效应w基本上取决于材料在应用时被释放或溶出到生物体内的特性和浓度元素 系统毒性 细胞毒性 过敏反应铍 大 大 常见钴 小 大 3%人群铬 纯铬小 纯铬小 6价铬盐常见镍 小 小 很常见金 极小 小 合金无铂 极小 小 合金极少见钯 极小 极小 不明确w 贵金属合金中非贵金属合金的特性可被贵金属合

9、金的优良特性覆盖。w在口腔内易溶解和易腐蚀的非贵金属元素可因合金的自身钝化而牢牢整合于合金中，在贵金属合金表面中仅有极少量溶出。第二节 锻造合金wrought alloy 在常温下采用已经锻制好的成品或半成品进行机械加工，以制作修复体或附件。锻造18-8铬镍不锈钢丝w组成 碳、铬、镍、硅、w性能 良好生物安全性，对组织、细胞无明显毒性。抗腐蚀性好。w应用 活动义齿卡环、矫正弓丝钛合金丝w镍钛形状记忆合金丝w 特点：高弹性，可成型性，热记忆效应w应用：矫正弓丝第三节 铸造合金casting alloyw铸造优点1无冷加工的应变，硬化2铸件精确3结构均匀4能做复杂精细铸件 铸造合金的要求w1良好的

10、机械性能w2 抗腐蚀性w3 理化性能w4 生物性能w5 铸造收缩率小w6 浇铸流动性好w7 易抛光 高熔铸造合金、中熔铸造合金、低熔铸造合金贵金属铸造合金w分类：高贵金属 金铂合金 贵金属 金钯合金w铸造贵金属合金的组成决定了合金的颜色性能w没有固定的熔点，是一个熔化范围，其大小对合金熔铸非常重要。铸造中，此范围越小越好，避免合金长时间熔化状态而导致氧化，污染。w密度大，铸造越快，更易形成完好铸件w强度：屈服强度w硬度：大多数贵金属合金的硬度比牙釉质低。过硬，会加重对牙釉质磨耗w延伸率w生物性能：生物相容性良好，基本对人体无明显的毒性和刺激性。w化学性能：相对稳定，抗腐蚀性优良w铸造性能：体积

11、收缩，可通过包埋料的膨胀得以补偿二 非贵金属铸造合金w（一）铸造镍铬合金 镍w（二）铸造钴铬合金 钴 w（三）铸造钛及钛合金w（四）维他灵系统钴铬合金(Co-Cr alloy)特性：密度小，约金合金密度的一半 机械性能优良 抗腐蚀性与金合金相似 价格便宜应用：铸造烤瓷冠桥 活动义齿支架 烤瓷桩核镍铬合金 价格低廉，是国内应用最多的烤瓷金属材料。镍是已知的致敏源，对镍过敏女性高于男性。镍会引起部分人牙龈轻微发炎，导致烤瓷牙与牙龈接触的地方轻微的红肿。金属离子渗透导致牙龈变色，损害牙龈健康，影响美观。钛(titanium)及钛合金w生物相容性好，钛与人体接触无致敏，致癌，致畸。可与骨组织，上皮，结

12、缔组织很好的结合。骨整合结合上皮w密度小，4.5g/cm3，约为金(19.38g/cm3)的1/4，钴铬合金（8.5g/cm3)的1/2。钛义齿可减轻口腔软组织负担，有利于口腔保健。w热传导率低，为金的1/17，钛冠，钛嵌体有保护牙髓组织免受冷热刺激的优点。w收缩率小，1.75%,低于钴铬合金2.13-2.24%，金1.76%，因此钛义齿适合性极好w对X线呈半阻射性，X线可显示钛冠内牙体组织病变w无磁性，强磁场中钛义齿不会被磁化w钛硬度(HK240)介于牙釉质和牙本质之间,钛冠咬颌面不会对对颌牙磨耗过多w钛强度(抗拉强度/密度)高,是铝的1.2倍,钢的1.5倍,在-235_600之间，钛义齿坚

13、固,耐用.w钛表面的钝化膜有抗酸蚀性,钛义齿不易被腐蚀w熔点高1700摄氏度w高温时化学活性大纯钛活动义齿支架种植体钛合金烤瓷义齿维他灵系统商品名：VITALLIUM学名：钴铬耐蚀合金现为登仕柏公司产品延展性延展性,抗折性，调磨性抗折性，调磨性,抛光性，无毒性抛光性，无毒性,密贴性密贴性具有黄金金合金特性具有黄金金合金特性合金纯度高：表面抛光好，抗菌斑，抗着色合金纯度高：表面抛光好，抗菌斑，抗着色弹性好：更密贴，不易变形，戴入顺利弹性好：更密贴，不易变形，戴入顺利MucoDynamicw金属特性？w如何控制结晶过程以提高金属的机械性能？w冷加工？w热处理的作用？w小作业：制作5min左右的PPT 内容：种植体表面处理工艺的发展