Керамическое покрытие «трещит»

Вероятность возникновения подобных нежелательных явлений может быть сведена к минимуму специалистом, знакомым с физическими свойствами материалов, используемых им в работе, и способным учесть такой важный фактор как КТЛР.

В металлокерамических конструкциях используются два несхожих по своим свойствам материала: металл и керамика. Металл – пластичен, имеет высокую прочность, допускает любые схемы напряжений: сжимающие и растягивающие. Керамика – хрупка, может работать только на сжатие. При самых небольших сгибающих или растягивающих усилиях оно разрушается. Чтобы этого не происходило, для снижения внутренних термических напряжений возникающих при образовании переходных слоев, на физические свойства и металла и керамики накладываются определенные условия.

Практически было установлено, что материал металлического каркаса должен иметь коэффициент термического линейного расширения (КТЛР) в области температур от 20 до 600°С приблизительно на 0,3 х 10-6 больше, чем керамика. Подобное различие в КТЛР материалов, приводит к тому, что при охлаждении с высоких температур сплав каркаса уменьшает линейные размеры быстрее, чем керамическое покрытие, которое по этой причине подвергается сжатию.

В случае равномерного охлаждения согласованной металлокерамической конструкции, температура металлического каркаса чуть выше температуры керамического покрытия, и величина возникающих сжимающих керамический слой напряжений невелика и составляет 2–5 кг/мм.

В случае неравномерного или быстрого охлаждения эта величина может возрасти в 10 – 100 раз и керамическое покрытие может разрушиться. Например, при быстром охлаждении в потоке холодного воздуха от вентилятора или в воде.

Если возникающие напряжения не превысили предел прочности керамического слоя, то разрушения не происходит. Но керамический слой остается в сжатом состоянии и при комнатной температуре. И в последствии эти сжимающие усилия, приложенные к керамическому покрытию от металлического каркаса, компенсируют растягивающие силы напряжения, приложенные к керамическому слою при последующем нагреве. Например, когда происходит повторный нагрев протеза в процессе нанесения дентинного или глазуровочного слоя, или в случае готового протеза, когда пациент пьет горячий чай.

Коэффициент линейного расширения в интервале температур от 20 до 600° С для кобальт-хром-молибденовых сплавов колеблется в пределах от 14,3 х 10-6 до 14,5 х 10-6, а для никель-хром-молибденовых от 13,9 х 10-6 до 14,2 х 10-6. Для этих групп металлических сплавов были разработаны две группы керамических масс. Так, например, фирма IVOCLAR выпускает керамику типа IPS для работы с никелехромовыми и HPS для работы с кобальтохромовыми сплавами соответственно.

Если же вопреки рекомендациям использовать керамику HPS для никелехромовых или керамику IPS для кобальтохромовых сплавов, то с увеличением скорости охлаждения после отжига возрастает вероятность растрескивания покрытия. При медленном охлаждении растрескивания может сразу и не произойти, что не исключает появления этого дефекта впоследствии.

Если соблюдены все условия нанесения керамического покрытия и процессы нагрева и охлаждения протеза в керамической печи производились с заведомо малой скоростью, а керамическое покрытие растрескивается. Неважно, когда это разрушение происходит: в процессе изготовления – при отжиге, или сразу после отжига, или в процессе отделки готового протеза, – или во рту у пациента; всегда, во всех случаях причиной появления этого дефекта является несоответствие КТЛР сплава и керамического покрытия.

Вариантов допущенных технологических ошибок немного:

1. Несовместимость КТЛР сплава и керамики – неверный выбор сплава. Будьте внимательны в выборе сплава и керамики!

2. Использование литейных отходов другого, чаще железосодержащего сплава. Например, остатков от предыдущей плавки нержавеющей стали. Присутствие железа в сплаве усиливает парамагнетизм сплава (никелехромовые сплавы не ферромагнитны) и явление магнитострикции, тем самым резко увеличивает КТЛР сплава. Во всех технических условиях на изготовление никелехромовых сплавов для металлокерамических работ в химическом составе сплавов содержание железа не допускается выше 1–2%!

3. Неоднократные повторные попытки расплавить металл; или увеличение времени нахождения металла в расплавленном состоянии; (рекомендуемое максимальное время расплавления – 90–120 сек.). Здесь уместно рекомендовать литейщикам при любой выплавке плавить быстро, на максимальной мощности, но не перегревать металл. Так как даже в процессе вакуумной выплавки, при высокой температуре, всегда происходит загрязнение сплава окислами и, как следствие, ухудшение его свойств.