页数：45页文件大小：359.0 KB来源： 口腔材料学ppt课件
本课件系统讲解口腔金属材料，先归纳金属的七项特性与三种常规晶格结构，说明熔融凝固的两阶段结晶过程与冷却曲线；继而介绍合金的概念、组元与相、固溶体与化合物的结构特点，以及合金在熔点、延性、硬度、传导性与腐蚀性上与纯金属的差别；最后讲解金属的弹性与塑性形变、冷加工与热处理的回复再结晶晶粒长大三阶段、四种成形法，以及化学腐蚀与电化学腐蚀的机理和五项防腐蚀措施。
口腔金属材料：本部分介绍金属的特性、晶体结构、合金结构与性质、形变加工与热处理、成形方法及腐蚀与防腐蚀。
第一节 概述：
一、金属的特性可大致归纳为以下几点：
原文「Ｎa2+、Ｋ+」按元素常见价态订正为 Na⁺、K⁺。
金属的其他特性：
二、金属的结构：
金属晶格的三种常规结构为体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。
体心立方晶格：单位晶胞为正立方体，立方体的 8 个顶角和 1 个体心上各有 1 个原子。属于这种晶格的金属有 α-铁、铬、钼、β-钛等。
面心立方晶格：单位晶胞也是由 8 个原子构成的立方体，但立方体的六个面心上还各有 1 个原子；属于这种晶格的金属有铝、铜、镍、银和金等。
密排六方晶格：单位晶胞为六方柱体，原子排列在六方柱体的每个角上和上、下面的中心，柱体中间还有 3 个原子；属于这种晶格的金属有镁、锌、镉和铍等。
金属中的原子以「金属键」的形式结合。金属键的键能较高，依靠金属键足以把这些结点连接在一起形成牢固的金属结晶，并在金属发生一定变形时不至被破坏。
三、金属的熔融与凝固：金属的结晶过程分为两个阶段：
液态 ⇄ 固态：凝固（结晶）与熔融互逆。
温度—时间曲线：将熔融的纯金属在冷却时温度随时间变化的相应值记录下来并绘制成曲线，又称冷却曲线。
曲线上 Tf 为熔点（凝固点），Ts 为开始凝固温度，B′B 段反映结晶过程中的过冷现象。
四、合金的结构与性质：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素熔合在一起，具有金属性质的物质称为合金。
制成合金可以改善金属性能，目前在口腔临床应用的金属材料大多数为合金。
（一）合金的结构——组元：组成合金的独立的最基本的单元，可以是金属元素或非金属元素，也可以是稳定的化合物。例如铁碳合金中，纯铁和碳都是组元。
相：合金中化学成分、晶体结构和性能相同的部分，相与相之间有明显的界面。合金的性能由组成合金的各相的组织结构和性能所决定，不同的相具有不同的性能。
合金相有两种基本结构类型：固溶体与化合物。
1. 固溶体：一种组元均匀地溶解于另一种组元中所形成的晶体相称为固溶体。与液体溶液相同，固溶体中也有溶剂和溶质之分：保持晶格不变的组元称为溶剂，晶格消失的组元称为溶质。所以固溶体的晶格就是溶剂的晶格。
固溶体由于晶格发生畸变，增加了位错运动通过的困难，因而合金的抗塑性变形能力提高，而导电性下降。
2. 化合物：金属化合物构成了合金的晶体相，化合物的元素可由金属元素组成，也可由金属元素与非金属元素组成，如 Fe₃C。
化合物不能单独构成合金，只能作为组元弥散地分布在固溶体或纯金属元素中：
（二）合金的性质——合金的性质与纯金属的差别：
1. 熔点与凝固点：
2. 延性、展性、韧性：合金的延性及展性一般均较所组成的金属为低，而韧性则增高。
3. 硬度：合金的硬度较其所组成的纯金属为高；金属与合金经热处理后均可改变其原有硬度。
4. 传导性：包括导电和导热性。金属及合金均具有传导性，但合金的传导性一般均较原有金属差，其中尤以导电性减弱更为明显。
5. 色泽：合金的色泽与所组成金属有关。
6. 腐蚀性：金属及合金由于周围介质对它的化学作用而发生的破坏称为腐蚀。纯金属一般不易被腐蚀，对合金的腐蚀则视其结构及组成不同而各异。
在合金中加入一定量的抗腐蚀元素（如铬等），可提高抗腐蚀性，不锈钢等均属于此类。
四、金属的形变：
③ 塑性形变：当应力达到某种限度，除去负荷后材料不能完全恢复原形而产生永久变形，这种永久性变形称为塑性形变。
金属的塑性形变的基本特征是晶格内平面产生滑移，并伴晶粒间的移动和转动（即晶间变形）。室温条件下金属材料的塑性形变也称冷加工。
④ 强度：金属材料在静外力作用下抵抗破坏和断裂的能力称为强度。
五、金属的冷加工与热处理（一）冷加工：金属在再结晶温度以下进行的变形加工称为冷加工。一般通过锻造、冲压、轧制、挤压和拉拔等加工过程，使金属产生塑性形变。
冷加工导致：
（二）热处理：加热使金属的温度升高，原子活动能力增大，可使结构还原。这种对金属加热处理的方法称为热处理。
1. 热处理的结构变化包括三个阶段：
回复：变形晶体内晶格畸变逐渐缩小的过程，可使变形金属的内应力下降，所需温度较低。
再结晶：进一步升高温度后，原子重新进行排列，金属内部出现等轴晶粒代替旧的变形晶粒的现象。
再结晶后，晶粒内的晶格畸变消失，没有残存的内应力，位错数量显著减少，金属强度和硬度下降，塑性增加。
再结晶温度与金属的纯度、原始晶粒大小、加热时间及塑性形变的程度有关。
晶粒长大：温度继续升高或保温时间延长，则使晶粒互相吞并而长大；在高于再结晶温度下进行加工时，晶格也会产生滑移和塑性形变，但不产生应变硬化，这种塑性形变称为热加工，反而导致金属机械性能下降。
2. 热处理的方法：根据需要可将金属在固态下进行加温、保温，并用不同的冷却方式进行。例如钢的热处理可分为退火、正火、淬火、回火和表面热处理等 5 种方法。
口腔科常用的有软化热处理、硬化热处理和消除应力热处理。
六、金属的成形法包括：
（1）铸造：将熔化的金属或合金浇注到预先制成的铸型中成为铸件的过程称为铸造。临床常用的失蜡浇注法可获得高精度的修复体。
（2）锻造：金属或合金在再结晶温度以下通过外力（拉、压、锤等）而产生的塑性形变称为锻造。临床常用的不锈钢丝、镍铬合金片等均是锻造而成。
③ 粉末冶金：指金属粉末经加压成形，通过烧结以提高强度。
④ 电铸：指利用电解过程，在导电性物质上镀上所需金属。
铸造和锻造均为口腔临床常用的金属成形法，而粉末冶金和电铸法尚处于研究阶段。电铸可以用于金沉积冠的制作，适合性好。
八、金属的腐蚀与防腐蚀：金属的腐蚀到处可见，全世界有 10% 的金属制件是因腐蚀而被损坏的。若用于口腔临床的金属材料被腐蚀，不但使机械性能下降，还可能给人体带来危害。因此了解金属的腐蚀并采取合理的防腐蚀措施非常重要。
（一）金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
1. 化学腐蚀：指金属和周围介质直接发生化学作用使金属损坏的现象，这类腐蚀的化学反应是氧化还原反应，其结果是金属表面生成氧化物等。
金属腐蚀的发生程度取决于腐蚀产物（氧化膜）的结构和性质：
2. 电化学腐蚀：金属与电解质溶液相接触，形成原电池而发生的腐蚀损坏现象，在腐蚀过程中必然伴有电流产生。
金属的电化学腐蚀普遍存在，如船舶在海水中的腐蚀、潮湿空气中的金属腐蚀，以及各种酸、碱或盐水溶液中金属的腐蚀等。
口腔内合金的腐蚀主要是电化学腐蚀：口腔内唾液是稀的电解质溶液，摄取的食物中可能含有大量的弱酸、弱碱性物质和盐类，停留于牙间的食物残屑分解发酵产生的有机酸等均可构成原电池而产生电化学腐蚀。
若在牙科用合金内有两种不同组成的合金相并存，则可形成原电池。
电流从电极电位高的合金相流向电极电位低的合金相，使电极电位低的合金相不断溶解而腐蚀；不同金属或合金的接触也可形成原电池。
口腔内两种不同合金的修复体相接触时就会形成原电池，电极电位低的合金形成正离子而被腐蚀；两种合金间的电位差愈大，则电流愈大，腐蚀愈快。
应力腐蚀也可形成原电池：由于冷加工而致金属内部的残余应力，以及铸造金属的晶粒内原子和晶界处原子所处的能量状态不同而存在的应力——晶粒内原子排列规则、处于低能量状态，晶界处原子排列不太规则、处于高能量状态，其间存在着应力。有应力处的金属部分将成为负极而被腐蚀。
（二）金属的防腐蚀应注意：
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