页数:50页文件大小:4.44 MB来源: 口腔材料学ppt课件
本课件系统讲解铸造包埋材料,从概述与六项性能要求入手,介绍中低熔与高熔合金包埋材料的分类,重点分析石膏类包埋材料的二氧化硅与硬质石膏组成、固化膨胀、吸水膨胀与热膨胀三类膨胀机制,说明机械强度、粉末粒度透气性与耐热性要求,并分别介绍磷酸盐、正硅酸乙酯、铸钛与铸造陶瓷包埋材料的组成性能与用法。
包埋材料:本部分介绍铸造包埋材料的性能要求、分类以及各类包埋材料的组成与使用方法。
一、概述:在铸造工序中包埋蜡型所用的材料称铸造包埋材料(casting investment materials)。
流程:制作蜡型 → 包埋 → 焙烧除蜡 → 形成铸型腔 → 熔融金属浇注 → 去除包埋材 → 喷砂、打磨 → 金属修复体。
(一)性能要求:铸造包埋材料应符合以下要求:
铸造包埋材料的其他性能要求:
(二)分类 1. 中低熔合金铸造包埋材料:适用于铸造熔化温度在 1000℃ 以下的合金,如金合金、银合金、铜合金、锡锑合金等。
2. 高熔合金铸造包埋材料:适用于铸造熔化温度在 1000℃ 以上的高熔合金,包括:
3. 铸造陶瓷包埋材料
二、中熔合金铸造包埋材料(一)组成:
二氧化硅的转化过程:β-石英 ⇌ α-石英(573℃);β-磷石英 ⇌ α-磷石英(120℃);β-方石英 ⇌ α-方石英(220℃);并分别在 870℃、1475℃、1700℃ 发生进一步转化与熔融。
(二)性能主要考察以下几个方面:
固化时间:包埋材料的固化性质与石膏含量、水粉比例、水温、调和速度及时间有关;水粉比是影响包埋材料工作特性的重要因素。ADA 标准规定固化时间为 5~25 min。
Expansion(膨胀)包括三种类型:
⑴ 固化膨胀(setting expansion):
包埋材料膨胀特性的 ADA 标准:
| 种类 | 压缩强度(MPa) | 固化膨胀系数(%)空气中 | 水中 | 热胀系数(×10⁻⁶·K⁻¹) | 综合热胀系数(×10⁻⁶·K⁻¹) |
|---|---|---|---|---|---|
| Ⅰ型(嵌体用热膨胀型) | >2.46 | 0.0~0.5 | — | 1.0~2.0(700℃) | 1.3~2.0 |
| Ⅱ型(嵌体用吸水膨胀型) | >2.46 | — | 1.2~2.2 | 0.0~0.6(500℃) | 1.3~2.7 |
| Ⅲ型(局部义齿用热膨胀型) | >4.92 | 0.0~0.4 | — | 1.0~1.5(700℃) | 1.2~2.9 |
原页数值排列紧凑,各型「空气中/水中」两列数值按语义分列,建议对照原图核对。
⑵ 吸水膨胀(hygroscopic expansion):在石膏类包埋材料固化之前或固化期间与水接触会产生较大的膨胀,称为吸水膨胀或水合膨胀。
将这一特性应用在金属铸造过程中,使铸造收缩得到补偿的方法称为吸水膨胀法(水合膨胀法)。Ⅱ 型包埋材料吸水膨胀率为 1.2~2.2%。
吸水膨胀的影响因素:
获得吸水膨胀的常用方法:
⑶ 热膨胀(thermal expansion):由两个独立的反应叠加而成:
水粉比小则膨胀量大;石英量越多,膨胀量越大。
3. 机械强度:
4. 粉末粒度与透气性:
5. 耐热性:二氧化硅在其熔点(1700℃)以下不发生分解。
无水石膏:在 1000℃ 以上分解(2CaSO₄ → 2CaO + 2SO₂ + O₂);在 700℃ 以上可通过碳元素还原生成对金属修复体产生污染的二氧化硫;在 750℃ 时可出现显著的收缩倾向。所以石膏类包埋材料的加热温度必须在 700℃ 以下。
蜡型被熔除后,有些碳元素残留在铸型中,可与石膏发生以下反应:
(三)用法:
三、高熔合金铸造包埋材料(一)磷酸盐包埋材料——用途:
1. 组成:
使用时将二氧化硅、结合剂与硅溶胶悬浊液(一般含 SiO₂ 20%~30%)或水按一定比例调和,可获得较大的固化膨胀和热膨胀。
2. 固化反应:结合剂发生酸碱中和反应。
NH₄H₂PO₄ + MgO + 5H₂O → NH₄MgPO₄·6H₂O
反应生成的胶体粒子使材料获得凝固膨胀及室温下的强度。
加热反应:固化反应生成的胶体粒子在高温下经过 (Mg₂P₂O₇)n 阶段,最终形成 Mg₃(PO₄)₂,使包埋材料从室温强度达到高温强度(能耐受高熔合金的冲击)。
3. 性能(1)凝固时间和操作性能:ADA 标准为 5~25 min,磷酸盐包埋材料凝固时间为 8~11 min。
影响因素:
(2)膨胀率包括:
凝固膨胀:本质是 NH₄MgPO₄·6H₂O 的针状及柱状结晶的长大。
影响因素:结合剂含量越大,固化膨胀越大;另与粉液比、调拌液的浓度、环境温度有关。
吸水膨胀:在材料即将固化之前或固化后注水调整膨胀量,可获得较大膨胀效果。
热膨胀:相对稳定在 1.2% 左右,主要来源于二氧化硅的膨胀。石英、方石英总含量越大、方石英所占比例越大,热膨胀也越大;二氧化硅颗粒粗细混合分布较单一颗粒产生膨胀大。
(3)机械强度:磷酸盐包埋材料固化后 24 小时的抗压强度可达到 9~30 MPa,经加热冷却后压缩强度达 2~14 MPa,大于石膏包埋材料。
影响因素:结合剂的含量、粉液比。
(4)粉末粒度与透气性:磷酸盐包埋材料的粒度一般在 200~350 目之间;透气性小于石膏包埋材料,铸件光洁度稍差,有时要求在蜡型上设置排气导线,材料中可加入纤维以增加透气性。
(5)耐热性:具有较高的耐热性。
包埋操作要点:
(二)正硅酸乙酯包埋材料 1. 组成:
2. 性能 ⑴ 固化反应和固化时间:正硅酸乙酯包埋材料发生加水分解反应,产生的 SiO₂·2H₂O 可聚合成硅化合物聚合体,含硅量高、耐火性强。固化时间在 10~30 分钟左右;MgO 含量越高,固化越快。
⑵ 膨胀和强度:耐火材料及结合剂中均含硅,具有较大的热膨胀性及综合膨胀性;但因结合剂为胶体,所以强度低。
⑶ 透气性:加热后耐火材料的硅粒子间隙被结合剂中的硅微粒堵塞,透气性比石膏包埋材料差。
⑵ 膨胀和强度:耐火材料及结合剂中均含有硅,所以具有较大的热膨胀性及综合膨胀性;但因结合剂为胶体,所以强度低。
⑶ 透气性:由于加热后耐火材料的硅粒子间隙被结合剂中的硅微粒堵塞,所以透气性比石膏包埋材料差。
3. 应用:一般用作内层包埋材料,用氨气处理后可加速固化。外层包埋用少量硬质石膏(10%)与粗石英粉配制的石膏包埋材料与水调和,可以缩短包埋时间、节约材料。
四、铸钛包埋材料——纯钛的特点:
性能要求:
2. 种类(按耐火材料分类):
结合剂为磷酸盐或硅酸乙酯。
五、铸造陶瓷包埋材料:全瓷材料美观、生物相容性好、耐腐蚀、耐磨损。
IPS-Empress2 热压铸造陶瓷,需与之匹配的专用快速包埋材料。
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