Общие сведения о металлах, их свойствах

Лекция № 11

Тема: «Металлы и сплавы. Сплавы золота. Сплавы палладия и серебра»

1. Общие сведения о металлах, их свойствах.

2. Виды сплавов: твердый раствор, механическая смесь, химическое соединение.

3. Технология обработки сплавов.

4. Благородные металлы. Сплавы золота: состав, свойства, применение.

5. Сплавы серебра и палладия. Состав, свойства, применение.

Для изготовления протезов в ортопедической стоматологии используют различные металлические сплавы. Чистые металлы для этих целей не применяют, так как по своим свойствам они не соответствуют основным требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам: имеют недостаточную прочность, способность к коррозии т.д. Соединяя различные металлы, можно получить различные сплавы с нужными свойствами.

В ортопедической стоматологии все зуботехнические металлы представляют собой многокомпонентные сплавы.

Металлы – это вещества, характеризующиеся в обычных условиях высокими электро - и теплопроводностью, ковкостью и «металлическим» блеском, непрозрачностью и другими свойствами, обусловленными наличием в их кристаллической решетке большого количества не связанных с атомными ядрами подвижных электронов проводимости.

Химические свойства металлов определяются активностью подвижных электронов, непрочно связанных с атомами.

В природе металлы встречаются в виде химических соединений (руд), и только небольшая группа металлов, устойчивых к коррозии (золото, платина) - в виде самородков.

В твердом состоянии металлы имеют четко выраженное кристаллическое строение. Если тщательно отполированную поверхность металла протравить химически активными веществами, то под микроскопом можно увидеть его кристаллическую структуру. Крупные кристаллические конгломераты хорошо видны в изломе.

Под металлами принято понимать определенную группу элементов, которые, вступая в химическую реакцию с неметаллами, отдают свои внешние валентные электроны.

Все металлы принято делить на две группы: черные и цветные.

Черные металлы имеют большую плотность, высокие температуры плавления, относительно высокую твердость (например, железо и его сплавы).

Цветные металлы имеют характерную окраску: красную, желтую, белую. Они обладают большой пластичностью, малой твердостью, относительно низкими температурами плавления (например, медь).

Черные металлы подразделяют на:

1. железные металлы - железо, кобальт, хром, никель (ферромагнетики) и близкий к ним по свойствам марганец;

2. тугоплавкие;

3. урановые;

4. редкоземельные.

Цветные металлы подразделяют на:

1. легкие – алюминий, магний и др.;

2. благородные - серебро, золото, металлы платиновой группы (платина, палладий, осмий и др.);

3. легкоплавкие – цинк, кадмий, олово, свинец, висмут, ртуть и др.

Для зуботехнических целей необходимы металлы, обладающие самыми разнообразными свойствами. Так, основные металлы должны обладать высокими физико-механическими свойствами, устойчивостью к коррозии, некоторые вспомогательные – низкой температурой плавления. Все металлы по своим свойствам должны соответствовать требованиям технологии: обладать нужной температурой плавления, быть ковкими или, наоборот, упругими, иметь допустимую усадку, коэффициент термического расширения и т.д. Этим требованиям в большей степени отвечают различные сплавы. Создание сплавов возможно потому, что многие металлы способны к взаимному растворению или образованию химических соединений, другие – образованию смесей.

Металлические сплавы – это макроскопически однородные системы, состоящие из двух или более металлов с характерными металлическими свойствами. В широком смысле сплавами называются любые однородные системы, получаемые сплавлением металлов, неметаллов, оксидов, органических веществ.

2. Виды сплавов:

1) Твердый раствор представляет собой решетку основного металла, в которой размещены атомы растворенных металлов. Элементы этих сплавов способны к взаимному растворению как в жидком, так и в твердом состоянии. Примерами такого типа соединений являются широко применяемые в ортопедической стоматологии сплавы на основе золота, хромоникелевые, хромокобальтовые, железоуглеродистые сплавы.

При затвердевании металла слиток может приобрести различную структуру, которая характеризуется большей или меньшей неоднородностью, что зависит от состава сплава, скорости охлаждения и ряда других факторов. Явление неоднородности структуры отдельных кристаллов называется внутрикристаллической ликвацией. Неоднородная структура сплава, обусловленная внутрикристаллической ликвацией, ухудшает его эластические свойства. Так, сплав золота с платиной может оказаться хрупким и непригодным для зуботехнических целей вследствие внутрикристаллической ликвации, возникшей при недостаточном растворении платины в золоте.

Для восстановления однородности сплава его подвергают рекристаллизации, т.е. выдержке при температуре, близкой к температуре плавления. Интенсивная диффузия приводит к выравниванию структуры сплава.

Основные сплавы для ортопедической стоматологии представляют собой однородные твердые растворы. Их характеризуют высокие физико – механические свойства.

2) Механические смеси. Такой вид сплава возникает в случае соединения взаимно нерастворимых металлов. Примером такой смеси может быть сплав олова, свинца, висмута и кадмия. Каждый компонент сплава сохраняет свою кристаллическую решетку, и свойства его в основном определяются соотношением составных частей. Непрочные связи компонентов делают такие сплавы легкоплавкими, однако достаточно твердыми. Эти качества имеют вспомогательные легкоплавкие сплавы.

3) Химические соединения. Типы таких соединений разнообразны. Они возникают между металлами и металлом с металлоидом. Примером могут быть карбиды железа и хрома Fe 3 C и Cr 3 C 2, возникающие в нержавеющей стали на технологических этапах. Некоторые химические соединения металлов (Mg 2 S) отличаются твердостью и хрупкостью. Такой тип химических соединений является по своему составу непостоянным.

В практике зуботехнических лабораторий существуют различные приемы, позволяющие управлять процессами соединения металлов для получения необходимых свойств.

Дата добавления: 2014-01-04