Виды взаимодействий металла и керамики

Связь между металлом (сплавом) и фарфором может быть механической и химической. Важную роль в получении качественного металлокерамического протеза играет создание пограничного слоя между металлическим каркасом и фарфоровой массой. Диффузия элементов от фарфора к сплаву и от сплава к фарфору является фактором образования постоянной электронной структуры на поверхности раздела неблагородного металла и керамики.

Однако на поверхности раздела благородного сплава и керамики такой структуры не существует. Для улучшения сцепления фарфора с золотом применяют специальные дополнительные связывающие агенты, которые наносят на поверхность металла перед нанесением фарфора.

Хорошо известна роль окисной пленки, обуславливающей химическую связь между металлом и фарфором, однако для некоторых никелехромовых наличие окисной пленки может иметь отрицательное значение, поскольку при высокой температуре обжига окислы никеля и хрома растворяются в фарфоре.

Для того, чтобы образовалась прочная связь между металлом и фарфором на поверхности их раздела, необходимо прочное химическое соединение металла и окисной пленки. В последнее время находит распространение мнение о том, что прочность сцепления фарфора с поверхностью неблагородных сплавов достигается в основном за счет механических факторов.

К механическим способам обработки относится обработка поверхности в специальном пескоструйном аппарате. При этом частицы абразива эффектно удаляют загрязнения, и поверхность приобретает шероховатость. Следует помнить, что неосторожное пескоструйное удаление окисной пленки с внутренних поверхностей коронок, особенно при давлении воздуха в струйном аппарате более 40 МПа и использовании грубого песка с диаметром частиц свыше 250 мкм, является одной из причин перегрева металла, что приводит в дальнейшем к сколу керамического покрытия. Кроме того, тонкостенные изделия в конструкции могут деформироваться под воздействием ударов частиц абразива.

Химическая обработка изделия, предназначенного к покрытию фарфором, осуществляется в растворе щелочей или кислот, концентрация которых зависит от свойств металла (сплава). Для этих целей применяют обезжиривающие, травящие и комбинированные растворы. В процессе химической обработки необходимо удалить окисную пленку, которая препятствует соединению с фарфоровой массой.

Прочностные показатели металлокерамических конструкций условно можно определить как суммарный критерий физико-механических показателей используемых сплавов, прочности керамического покрытия и механического соединения сплава и массы.

Немаловажную роль в надежном соединении фарфора со сплавов играет дисперсность керамических масс. Поэтому подбор правильного соотношения мелкой (1-5 мкм) и крупной (30-40 мкм) фракций позволяет значительно увеличить сцепление керамики с металлом.

Прочность соединения металла с керамикой зависит и от структуры керамики, состоящей из двух фаз: аморфной, представляющей собой стекло, и кристаллической, состоящей в основном из лейцита. Эти фазы при высоких температурах расширяются по разному. Меняя соотношение стекла и лейцита, можно получить необходимый коэффициент термического расширения керамики (КТР).

Коэффициент термического расширения керамических масс всегда немного ниже такового сплавов металлов. В результате этого облицовка испытывает легкое напряжение сжатия.

Различия коэффициентов термического расширения керамики и металла влекут за собой появление дефектов на протезе.

По внешнему виду дефектов можно определить причину их образования:

а) если КТР сплава больше такового у керамики, то при охлаждении керамика подвергается воздействию сжимающих напряжений, что может вызвать ее сколы;

б) если КТР сплава меньше такового у керамики, то возникающие при охлаждении растягивающие напряжения могут привести к растрескиванию последней.

Таким образом, несоблюдение технологии производства, т.е. изменение в конечном счете различных показателей всех вышеперечисленных составляющих, приводит к нарушению монолитности и целостности металлокерамической конструкции - к сколу покрытия.

Причин откалывания покрытий несколько:

а) неправильная моделировка каркаса;

б) неправильная струйная обработка металлической поверхности каркаса;

в) слишком гладкая поверхность каркаса из неблагородных сплавов;

загрязнение каркаса;

г) ошибки при нанесении грунтового слоя покрытия;

д) ошибки при обжиге и охлаждении покрытия;

е) чрезмерное число обжигов с целью корригирования формы и цвета;

ж) неустраненные блокирующие окклюзионные контакты;

з) возникновение внутренних напряжений в каркасе протеза при его наложении, обусловленное ошибками подготовки опорных зубов и припасовки каркаса.