最新第十二章 口腔修复金属材料1教学讲义ppt

❖ 应用特点：在常温下采用已经锻制好的成品或半成品（ 如片、丝等）进行机械加工（锤压、弯曲等）及必要的 热处理，以制作成修复体或修复体和矫治器的附件。
锻造合金丝
18-8铬镍不锈钢丝(18-8 Cr-Ni Stainless Steel) （Cr C Ni)
18-8不锈钢弓丝的应用 ❖ 卡环(d>0.9mm) ❖ 舌弓、唇弓(d<0.9mm) ❖ 结扎丝(d=0.9mm) 热处理
（二）钛合金丝
1. 镍钛形状记忆合金丝(Ni-Ti shape-memory alloy ) （1）组成和形状记忆作用 （2）性能 （3）应用
2．β-钛合金丝——新型钛基合金 （1）组成：钛（78%）、钼(11.5%)、锆(6%)及锡(4.5%) 。
（2）性能
（三）钴铬镍合金丝
1．组成（以Elgiloy锻造钴铬镍合金丝为例） 2．性能 3．应用 主要用于矫正弓丝和卡环。
❖ 口腔铸造合金？ ❖ 什么是优良的铸造性能？
❖ 制成一个铸件的基本步骤是：
首先在口腔内进行牙体制备，取下印模，灌注 石膏模型，然后在石膏模型上按口腔实际情况制 成蜡模，以包埋材料进行包埋，硬固后加热去除 包埋料内的蜡，形成空腔，最后将合金熔化后注 入铸腔内，以获得一件与原蜡模基本一致的金属 或合金的修复体。
纯金属：过冷效应 （冷却速度愈快，力学性能愈好）
合金：冷却速度愈快，强度及硬度降低
❖ 金属的热处理 回复→再结晶→晶粒长大
四、合金的性质
（二）合金的结晶与状态平衡图
腐蚀性 色泽
熔点与凝固点
（三）合金的性质
导电和导热性
延性、展性、韧性 硬度
五、合金的分类与应用
口腔用贵金属元素：
金(Au)、铂（Pt）、钯(Pd)、铱(Ir)、 铑(Rh)、锇(Os)、钌(Ru)等
四、合金的结构与性质
（一）合金的结构 “组元”或“元”：组成合金的独立的最基本的单
元。例如，铁碳合金中的纯铁和碳。
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。
溶剂：固溶体保持晶格不变的组元
2. 化合物（金属间化合物）
溶质：晶格消失的组元。
❖ 固溶体：溶解于晶体相形成的固体
（溶质原子，溶剂晶格）
热处理
❖ 贵金属铸造合金的良好机械性能与热处理有很大 关系 （软化热处理，硬化热处理）
软化热处理的目的在于使延展性提高，强度和硬度 降低。
硬化热处理的目的在于提高合金的机械性能，降低 合金的延展性。在硬化热处理前，必须先进行软化热处 理，目的在于消除合金内的加工硬化。
应用
二、非贵金属铸造合金
❖ （一）钴铬和镍铬铸造合金
⒈ 化学腐蚀： 金属与周围介质直接发生化学作用而发生的损坏现象。
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。
❖ 口腔内有几种情况可以形成原电池？
（二）金属的防腐蚀 金属内加入某些抗腐蚀元素
九、金属的腐蚀与防腐蚀
使 合 金 组 织 结 构 均 匀
修复体表面保持光洁无缺陷
在铸造过程中，此范围应该越小越好，这样可避免合金处 于长时间的熔化状态，如果合金处于部分熔化流动状态持续 时间较长，合金就易被氧化和污染。
❖ 合金的液相线温度决定了铸造过程中蜡型包埋后的 脱蜡温度、包埋类型和加热方式，一般来说，熔掉 蜡模的温度要低于液相线约500℃左右。
❖ 合金的组成决定了其液相线温度，若合金中含有一 定量的高熔点元素，那很可能该合金的液相线温度 就高。
5. 锻造钴铬镍合金：矫正弓丝和根管锉； 6. 锻造镍钛合金：矫正弓丝和根管锉；
7. 锻造β-钛合金：矫正弓丝。
六、金属的形变
1．应力和应变：当材料受到外力作用时， 材料内部所产生的与外力大小相同而 方向相反的抗力，称为应力。 此时在材料内部原子间产生的距离变化 称为应变。
六、金属的形变
2．弹性形变和塑性形变： 当除去负荷后，材料可以恢复原来形状，称为弹性形变。 当应力达到某种限度，除去负荷，材料不能完全恢复原形而产生永久变形时，
（二）不锈钢片 18-8铬镍不锈钢片常用作锻造金属牙冠、 基托和矫正用带环制品等。
1．锻造牙冠 (0.25-0.27mm) 2．锻造基托 (0.15-0.20mm) 3．矫正用带环制品 (0.10-0.20mm)
口腔金属材料
铸造合金
❖铸造：是将熔化的金属或合金，浇注入预先制备 好的铸型内形成铸件的过程。
❖ 铸造温度与液相线温度
❖ 密度：密度大的合金铸造起来更快，而且更容易形 成完好的铸件。
❖ 强度：合金的强度可以由拉伸强度或屈服强度来表 示，在口腔应用中屈服强度更能反应材料的性能。 它是合金发生永久变形的应力。
❖ 硬度：是反映合金在承受咬合压力下具有抵抗局部 永久变形能力的一个很好的指标。硬度高、屈服强 度也高，却难以抛光。大多数贵金属合金的硬度都 比牙釉质要低，比贱金属合金的硬度也低，如果合 金的硬度超过牙釉质的硬度，会造成对牙釉质的磨 耗。
应用：烤瓷熔附合金； 单个固定修复体； 铸造金属全冠；
铸造桩；精密附着体； 义齿支架以及种植义齿等等。
❖ 什么叫贵金属？ 耐腐蚀 耐氧化
五、合金的分类与应用
口腔用贱金属元素：
（predominately base metal） 银(Ag)、铜(Cu)、锌(Zn)、
锡(Sn)、铟(In)、镓(Ga)和镍(Ni)等。
❖ 延伸率：是反映合金的延展性，在冠桥修复中延 伸率不能太大，确保桥体的刚性；且与合金的抛 光性能有关，延伸率高的合金不易在抛光过程中 被折断。
❖ 生物性能：良好，基本对人体无明显的毒性和刺 激性。
❖ 化学性能：相对比较稳定，抗腐蚀性优良。
❖ 铸造性能：从液相至固相的冷却过程中都伴随着 体积收缩现象，合金的熔点越高，这种收缩就越
这种永久性变形称为塑性形变。
六、金属的形变
3．金属的塑性形变:
金属塑性形变的基本特点：结晶平面产生滑移，并伴晶粒间的移动和转动 (即晶间变形)。
❖ 什么是“冷加工” 内应力增加 加工硬化
六、金属的形变
4．金属的再结晶和热处理： 当冷加工后的金属或合金加热以后，原子产生热振动， 活动能力增大，原子重新进行排列，使形变的结构部分得以还原，
避
免
不
同
经冷加工后所产生的
金
应力需通过热处理减
属 的
小或消除
接
触
十、金属的生物学效应
Dr. Martin Schuster总结的 某些金属元素在生物体内的必需量和生物学毒性问题
❖ 单一元素的特性并不代表含有这一元素成分的合 金的性能
❖ 锻制合金
锻制合金（wrought alloys）是 最早应用于口腔临床的金属材料。
❖ 弹性模量：当铸造条件相同时，合金的弹性模量越 高，材料的刚性就越强。
❖ 硬度：一般铸造贱金属合金的硬度比金合金的硬度 高1/3。硬度是判断铸件是否容易磨光和抗划痕能 力的一个指标。
❖ 疲劳强度：用于局部活动义齿的合金，其抗疲劳性
❖ 腐蚀性：研究主要几种在对金属离子的释放方面 。金属的表面状态是影响腐蚀的最重要因素，因 为合金的表面成分与合金的组成往往不相同。另 外要考虑腐蚀伴随着磨损的情况，镍铬合金在伴 有咀嚼磨耗下的腐蚀与单纯的腐蚀比较，其金属 离子的释放可高达3倍。
❖ 铸造合金按其熔化温度范围分为三类：
高熔铸造合金（1100℃以上） 中熔铸造合金（500～1100℃） 低熔铸造合金（500℃以下）
❖ 1-5型的铸造合金的力学性能及其适用范围
❖口腔用贵金属合金？
一、贵金属铸造合金
❖ （一）分类与组成 ❖ 根据合金中贵金属元素含量的多少：
▪ 高贵金属 ▪ 贵金属两大类。
1、组成： ❖ 铬可降低合金的熔点，为合金提供光泽和抗腐蚀
性能。 ❖ 碳含量的增加可有效提高钴基合金的硬度。
❖ 2、性能：
❖ （1）物理性能
▪ 熔化温度： ▪ 大多数贱金属合金的熔化温度在1400～1500℃范围内，
只有镍铬合金的熔化温度低于1300℃。熔化温度对选择 铸造工艺是很重要的。 ▪ 密度：贱金属合金的密度是多数金合金密度的一半左右 。密度对于体积庞大的上颌修复体来说很重要，因为重 力会使基牙承受附加的力。
690 (最小) 862 (最小) 15 (最小) 2 (最小) 871
552 ~ 1034 862 ~ 1241 14 ~ 15
1500 ~ 1530
690 ~ 793 965 ~ 1070 16 ~ 24 8 ~ 15 1050 ~ 1080
3．应用
二、锻造合金片 （一）镍铬合金片
1．组成（见表4-8） 2．性能 3．应用
五、合金的分类与应用
1. 铸造钴-铬合金: a.局部义齿支架; b烤瓷熔附合金；
2. 铸造镍-铬合金：a.局部义齿支架；b.冠和桥； c. 烤瓷熔附合金；
3. 铸造钛及钛合金：a.冠；b.桥；c.局部义齿； d.种植体
4. 锻造不锈钢合金：a.根管用器械； b.矫正弓丝和支架； c.成品冠；
五、合金的分类与应用
10 ~ 15 10 ~ 20
镍锌
0 ~ 2 0 ~ 0.6 0 ~ 6 0 ~ 1.7
2．性能
类型
ADAⅠ型 ADAⅡ型 P-G-P 型 P-S-C 型
表4-7 锻造金合金丝的机械性能
屈服强度(MPa) 拉伸强度(MPa) 延伸率（%） 熔点(℃)
炉内冷却
炉内冷却
淬火
炉内冷却
862 (最小) 931 (最小) 15 (最小) 4 (最小) 955
这种加热的结果所引起的结构还原叫作再结晶。 而加热处理的方法称为热处理。
七、金属的热处理方法
方法
退火
正火
淬火
回火 表面热处理
金属成型法
❖ 铸造（失蜡法） ❖ 锻制 ❖ 切削加工（CAD/CAM) ❖ 粉末冶金 ❖ 电铸 ❖ 选择性激光烧结
九、金属的腐蚀与防腐蚀
（一）金属的腐蚀 金属由于周围介质对它的化学或电化学作用而发生的破坏。
❖ 置换固溶体（有序、无序）：“有序化”→硬度 、强度↑
❖ 间隙固溶体（无序） ❖ 有限固溶体 ❖ 无限固溶体 ❖ “固溶强化”→韧性、延展性和塑性↓
金属化合物： ❖ 强度、硬度和耐磨度↑ ❖ 塑性↓
三、金属的熔融与凝固
液态
凝固 熔融
固态
金属从固态转变成液态的过程称为熔融， 从液态转变成固态的过程称为凝固。
第十二章 口腔修复金属材 料1
第一节 概述
一、金属的特性 二、金属的结构 三、金属的熔融与凝固 四、合金的结构与性质 五、合金的分类与应用
六、金属的形变 七、金属的热处理方法
八、金属的成形法 九、金属的腐蚀与防腐蚀 十、金属的生物学效应
一、金属的特性
溶液中能被电离而释放离子，离子化时形成阳离子。 固态时呈结晶，具有光泽 是电和热的良导体 密度大，不透明，对X线阻射 塑性变形较大，富有延性和展性 金属易被氧化，其氧化物多数呈碱性
（四）锻造金合金丝
1．组成（见表4-6 ）
表4-6 口腔用锻造金合金丝的组成成份(Wt%)
种类 金 铂 钯 银
铜
ADAⅠ型 ADAⅡ型 P-G-P 型 P-S-C 型
54 ~ 63 7 ~ 18 0 ~ 8 9 ~ 12 60 ~ 67 0 ~ 7 0 ~ 10 8 ~ 21 25 ~ 30 40 ~ 50 25 ~ 30 0 ~ 1 42 ~ 44 38 ~ 41 16用 首选活动义齿的支架和卡环
❖ 铸造钛及钛合金
❖ 钛合金具有抗电化学腐蚀、良好的生物学反应、 质量较轻、密度低、低弹性模量和高强度等优异 性能。钛合金能形成一层稳定氧化膜，这种氧化 膜是钛合金抗腐蚀和具有良好生物性能的基础。
❖ （二）分型 ❖ 合金型Ⅰ～Ⅳ的分型标准是由合金本身的屈服
强度和延伸率来决定。
❖ Ⅰ型：低强度铸造合金 ❖ Ⅱ型：中等强度铸造合金 ❖ Ⅲ型：高强度铸造合金 ❖ Ⅳ型：超高强度铸造合金
❖ 合金中主要元素的作用 （Au, Cu, Pd, Pt, Zn)
❖ (三)性能
❖ 熔化范围：没有一个固定的熔点，只有一个熔化范 围，因为它是由不同元素组合而成。
❖ （2）机械性能 ❖ 屈服强度：是用于表示试件全部或部分发生永久形
变时的一个指标，例如弯曲。也是评判活动义齿修 复体合金性能的一个重要指标。
❖ 拉伸强度：铸造贱金属合金的极限拉伸强度与其他 性能相比，受试样制备和测试条件的影响较小。接 近经硬化处理的金合金的极限拉伸强度（4型）。
❖ 延伸率：合金的延伸率是判断合金脆性或延展性的 一个重要指标。延伸率和最大拉伸强度两者结合作 用又是判断材料韧性的一个指标，因为具有高延伸 率和拉伸强度的铸造局部义齿卡环表现为它们的韧 性较好，不容易折断。