Физические, механические, технологические, химические и биологические свойства материалов. Определение и характеристика

Общие требования, предъявляемые к основным и вспомогательным материалам

Лекция №4

Основные свойства зуботехнических материалов

Поскольку на зубные протезы и аппараты в полости рта действуют физические, химические, биологические, механические факторы, а сам протез оказывает действие на ткани протезного ложа, на среду полости рта к материалам, из которых изготовлены зубные протезы и аппараты, предъявляются следующие требования: быть механически прочными, обладать хорошими технологическими свойствами, быть безвредными, химически инертными в полости рта, сохранять в ней и вне ее свою форму и объем, а по цвету быть похожими на замещающие ткани.

Вспомогательные материалы, в отличии от основных, могут находиться в полости рта короткое время, а могут лишь применяться в лаборатории на промежуточных этапах изготовления протезов. В связи с этим, они должны быть безвредными для пациента (больного) и, по возможности, безвредными для зубного техника.

К физическим свойствам относят: цвет, плотность, температуру плавления, температуру кипения, теплопроводность, усадку, тепловое расширение и др.

Цвет – это свойство материала отражать свет со своей поверхности. Цвет важен в готовых протезах. Цвет металлических элементов протезов нарушает восприятие, ухудшает внешний вид человека. Цвет пластмассовых и фарфоровых зубов, выпускаемых промышленностью в настоящее время, можно подобрать точно по цвету естественных зубов.

Плотность – это отношение массы тела к его объему. За единицу плотности принимают плотность воды. Измеряют плотность в г./куб. см, кг./куб.м. Зная плотность материала, его объем, можно определить массу. По массе, например, восковой композиции (копии) можно высчитать, сколько нержавеющей стали, золотого или кобальтохромового сплава нужно взять для точного литья той или иной детали.

Температура плавления – эта та температура, при которой нагретый материал из твердого состояния переходит в жидкое. У каждого металла своя температура плавления. Она постоянна. Например, олово плавится при температуре 232 градуса (это самая низкая температура из всех металлов), золото – при 1064 гр. нержавеющая хромоникелевая сталь – при 1450 -1500, а платина – при 1773 гр. Зная температуры плавления металлов и их сплавов, можно без труда подобрать источник их расплавления, а также очередность расплавления металлов при составлении сплавов собственной или известной специалистами рецептуры.

При дальнейшем нагревании металла наступит момент, когда он из жидкого состояния будет переходить в газообразное. Это – температура кипения. Она различна у разных металлов, но постоянна для каждого из них. Самая низкая температура кипения у кадмия (778 гр.). При перегревании кадмия или сплава, в котором он есть, происходит улетучивание металла и соответственное изменение свойств сплава.

Усадка – это уменьшение объема материала при переходе его из жидкого состояния в твердое. Измеряется усадка в процентах по отношению к первоначальной модели. В зуботехнической практике усадка считается отрицательным свойством. Чем она больше, тем сильнее могут быть нарушения и неточности при изготовлении протезов и аппаратов.

Все металлы и сплавы (кроме висмута, сурьмы и сурьмянистых сплавов) при нагревании увеличиваются в объеме и длине. Эти увеличения определяются коэффициентами объемного и линейного расширения. Это постоянные величины. Например, коэффициент линейного расширения (КЛР) золота – 0,0000144, платины – 0,0000087. Эти свойства также необходимо учитывать в процессе изготовления зубных протезов.

Теплопроводность – это способность тела или вещества передавать тепло при нагревании с одного конца (поверхности) на другой (другую). Наиболее высокой теплопроводностью обладает серебро (100). Золото имеет – 68,3, железо – 14,7, а висмут только 2.

Съемный пластиночный протез из материала с низкой теплопроводностью долго ощущается как инородный предмет, а вкладки из металла, изготовленные на живой зуб, вследствие высокой теплопроводности металла, могут причинять боль и даже повредить зубную мякоть (пульпу).

К механическим свойствам относят твердость, прочность, упругость, пластичность и др.

Твердость – это способность тела сопротивляться внедрению в него другого тела, более твердого. В настоящее время твердость чаще определяют по методике, предложенной Бринеллем, суть которой заключается в том, что в испытуемый материал специальным прессом вдавливаются стандартные шарики. Автором составлена таблица, учитывающая величину нагрузок, площадь отпечатков и диаметр шариков, т.е. определяющая число твердости. Эту величину обозначают через НВ.

Прочность – способность материала сопротивляться действию внешней силы, постепенно возрастающей и стремящейся его разорвать. Прочность материала вычисляют путем деления величины нагрузки на значение площади поперечного сечения образца и рассчитывают в килограмм-силах на 1 кв.мм. (кгс/кв.мм). Это одно из основных требований к материалу.

Упругость – способность материала оказывать возрастающее сопротивление деформирующим силам, изменять под их действием форму и восстанавливать ее после снятия нагрузки. Нагрузка, при которой материал полностью восстанавливает форму и размеры, называется пределом упругости. Увеличивая нагрузку сверх предела, можно получить остаточную деформацию, т.е. тело становится неспособным принять прежнюю форму. Упругость можно уменьшать и увеличивать с помощью специальных технологических приемов.

Пластичность – способность материала, не разрушаясь, изменять форму под воздействием внешней среды (нагрузки) и сохранять эту форму после того, как нагрузка перестала действовать. Пластичность, как и прочность, одно из основных свойств зуботехнических материалов. Его учитывают при выборе оттискных материалов, штамповке деталей, при вальцевании и т.п. Пластичность металлов равнозначно понятию ковкость.

Из технологических свойств в первую очередь имеют значения свойства литейные (жидкотекучесть, ликвация), а также спаиваемость и способность материала к обработке.

Жидкотекучесть – свойство металла или сплава заполнять форму в процессе литья. Чем быстрее кристаллизуется вещество при затвердевании, тем оно жидкотекучее. Умеренное перегревание увеличивает жидкотекучесть, улучшается она в нагретой форме и при применении некоторых добавок.

Ликвация – неоднородность затвердевшего сплава. Ликвация возникает чаще тогда, когда в состав сплава включены металлы различной плотности и способности к кристаллизации. Ликвация – явление отрицательное, она значительно ухудшает механические, технологические и химические свойства.

Ковка – это воздействие на металлы и сплавы давлением, ударной силой с целью получения нужной формы. Если материалу придают форму штампа, ковку называют штамповкой. Пластичные, вязкие металлы и сплавы обладают хорошей ковкостью и хорошо штампуются.

Спаиваемость – способность металлов и сплавов прочно соединяться с помощью припоев или свариваться под действием высоких температур. Учитывая тот факт, что паяние в зуботехнической лаборатории применяется часто, хорошая спаиваемость только улучшает качество работы.

Обрабатываемость – способность материала поддаваться обработке теми инструментариями и приспособлениями, которые применяются в стоматологии с целью получения гладкой, чистой поверхности зубного протеза.

Химические свойства зуботехнических материалов лучше рассматривать исходя из пользования их в полости рта. Далеко не все материалы, используемые в других отраслях, можно использовать в щелочной среде полости рта. Некоторые из них подвергаются коррозии – сложному химическому процессу, в результате которого изделие может прийти в полную негодность. Коррозия может быть равномерной, местной и межкристаллической. Внешний вид материала при межкристаллической коррозии может не меняться. В любом случае это свойство отрицательное.

При взаимодействии металла или сплава с кислородом может меняться цвет, исчезает блеск – материал окисляется. Реакция обратная окислению называется восстановительной. Ею пользуются при отбеливании металлических протезов после их паяния.

Растворение – это получение однородной смеси растворителя и растворимого вещества. Получая смесь, можно добиться насыщенного ненасыщенного и перенасыщенного раствора. Растворенное вещество можно: выделить из раствора химической реакцией, осаждением, выпариванием. Механическая смесь жидкости с частицами вещества называется эмульсией. Среда химических процессов, которые будет контролировать зубной техник: кристаллизация гипса, металлов сплавов; образование и удаление окалины, полимеризация пластмассы, электрополировка и др.

Несмотря на то, что перед внедрением в практику все материалы проходят тщательную и длительную проверку вне организма, на биологических средах и на животных, они могут воздействовать на организм человека. Это зависит от состояния организма, от индивидуальных особенностей человека. Если эти воздействия значительны, например, нарушается кровообращение, возникает воспаление тканей или меняется микрофлора полости рта, данные материалы заменяют новыми.

Дата добавления: 2014-01-05