Учебная тема: Фарфоровые массы, виды фарфоровых масс, состав, свойства, характеристика компонентов фарфоровых масс, правила подбора цвета фарфора, режим обжига фарфоровых масс.

Занятие(для студентов)17,18.

Цель изучения темы:

1. Изучить состав, свойства и основные характеристики фарфоровых масс.

2. Изучить режим и условия обжига фарфоровых масс.

3. Научиться правилам определения цвета при изготовлении фарфоровых или комбинированных конструкций.

Основные термины:каолин, полевой шпат, кварц, плавни (флюсы), опаковая масса, плечевая масса, шликерное литье, CAD-CAM, стеклокерамика, обжиг фарфора, глазурование, флюоресценция, фтористоводородная (плавиковая) кислота.

План изучения темы:

На занятии № 17 (семинар) рассматриваются вопросы № 1,2,3,4 на занятии № 18 (практическое занятие) рассматривается вопрос № 5, 6 и проводится практическая часть.

1. Письменный контроль:дать определение фарфоровым массам, перечислить виды фарфоровых масс по температуре обжига.

Фарфор - керамический продукт, получаемый в результате обжига фар­форовой массы, приготовленной из основных компонентов - каолина, по­левого шпата, кварца и красителей.

Фарфор относится к группе материалов, представляющих собой смесь, содержащую глинистые вещества (слово «керамический» происходит от греч. «керамос» - горшечная глина). В этой смеси каолин как глинистый материал играет главную роль связующего вещества, скрепляющего час­тицы наполнителя - кварца. Оба эти вещества образуют твердую основу фарфора, отдельные зерна которого цементируются во время обжига третьим элементом - полевым шпатом.

Современный стоматологический фарфор является результатом совер­шенствования твердого, т.е. бытового декоративного фарфора.

По своему назначению фарфоровые массы являются исходным материа­лом для:

1. Заводского изготовления стандартных искусственных зубов;

2. Заводского изготовления стандартных фарфоровых загото­вок для коронок и фарфоровых вкладок;

3. Индивидуального изготовления фарфоровых коронок, вкладок и виниров в условиях зубо­технической лаборатории;

4. Облицовки цельнолитых каркасов металлических несъемных зубных протезов (коронок, мостовидных протезов), а также безметалловых конструкций из оксида и диоксида циркония и оксида алюминия;

5. Индивидуального изготовления фарфоровых коронок, вкладок и виниров в условиях клинического приема и зуботехнической лаборатории (CAD-CAM);

Современный стоматологический фарфор по температуре обжига клас­сифицируется как:

- тугоплавкий (1300-1370°С);

- среднеплавкий (1090-1260°С);

- низкоплавкий (870-1065°С).

В настоящее время выделяется также “холодная керамика” с температурой обжига 600-750°С.

2.Описать состав и охарактеризовать компоненты фарфоровых масс. Перечислить структурные элементы фарфора.

Каолин — белая или светлоокрашенная глина, которой содержится в фарфоровой массе от 3 до 65%. При этом чем больше в смеси каолина, тем меньше прозрачность и тем выше температура обжига фарфоровой массы. Основной частью каолина (99%) является алюмосиликат - каолинит (А1₂O₃ х 2SiO₂ х 2Н₂O). Температура его плавления равна 1800 С. Каолин оказывает влияние на механическую прочность и термическую стойкость фарфора и действует, как связующее вещество, позволяя моделировать необожженный фарфор. Каолин непрозрачен, даже если он присутствует в небольших количествах, поэтому у первых стоматологических фарфоров отсутствовала необходимая прозрачность. Таким образом, каолин был исключен из состава стоматологического фарфора, который сегодня представляет полевошпатное стекло с включениями кристаллического кварца.
Полевой шпат — это безводные алюмосиликаты калия, натрия или кальция. Температура плавления его равна 1180-1200° С. При высокой температуре полевой шпат обеспечивает развитие стекловидной фазы, в которой растворяются и другие компоненты (кварц, каолин). Стекловидные фазы придают пластичность массе во время обжига и связывают составные части. Полевой шпат создает блестящую глазурованную поверхность зубов после обжига. При расплавлении он превращается в вязкую аморфную стеклоподобную массу. Чем больше в смеси полевого шпата (и кварца), тем прозрачнее фарфоровая масса после обжига. При обжиге фарфоровой массы полевой шпат, как более легкоплавкий компонент, понижает температуру плавления смеси. В этой связи его рассматривают в роли плавня (флюса). Содержание полевого шпата в фарфоровой смеси достигает 60-70%. Полевой шпат, чаще калиевый, называют микроклином или ортоклазом - в зависимости от структуры. Ортоклаз (K₂О х А1₂O₃ х 6SiO₂) — основной материал для получения стоматологической фарфоровой массы. Натриевый полевой шпат называется альбитом, кальциевый — анортитом.
Кварц (SiO₂) — минерал, ангидрид кремниевой кислоты. Кварц тугоплавок, температура его плавления составляет 1710° С. Он упрочняет керамическое изделие, придает ему большую твердость и химическую стойкость. Кварц уменьшает усадку и снимает хрупкость изделия. В процессе обжига кварц (кремнезем) увеличивает вязкость расплавленного полевого шпата. При температуре 870-1470°С кварц увеличивается в объеме на 15,7%, в результате чего снижается усадка фарфоровой массы. В состав фарфоровой массы для искусственных зубов кварц вводят в количестве 25-32%. Кварц остается неизменным в процессе обжига и действует, как упрочняющий компонент состава. Он присутствует в виде тонкокристаллической дисперсии в стеклофазе, образовавшейся в результате расплавления полевого шпата. При охлаждении расплава полевого шпата образуется стеклянная матрица.
Красители окрашивают фарфоровые массы в различные цвета, свойственные естественным зубам. Обычно красителями являются оксиды металлов.

Плавни (флюсы) - вещества, понижающие температуру плавления фар­форовой массы (карбонат натрия, карбонат кальция и др.).

Пластификаторы - в фарфоровых массах, не содержащих као­лин. Роль пластификаторов выполняют органические вещества (декстрин, крахмал, сахар), которые полностью выгорают при обжиге.

Анилиновые краски - для облегчения моделирования фарфоро­вых зу­бов порошки массы подкрашивают анилиновыми красками, кото­рые, как и органические пластификаторы, полностью выгорают при об­жиге фар­фора.

Состав тугоплавкого, среднеплавкого и низкоплавкого фарфора (%)

	полевой шпат	кварц	каолин
Тугоплавкий
Среднеплавкий
Низкоплавкий

Установлены следующие основные структурные элементы фарфора:

ü стекловидная изотропная масса, состоящая из полевошпатного стекла с различной степенью насыщения;

ü нерастворившиеся в стекле оплавленные частицы кварца;

ü кристаллы муллита, распределенные в расплаве кремнеземполевош­патного стекла;

ü поры.

3.Перечислить и охарактеризовать основные свойства стоматологического фарфора.

По физическим свойствам стоматологические фарфоры близки к стек­лам, структура их изотропна. Они представляют собой переохлажден­ные жидкости и вследствие высокой вязкости могут со­хранять стекло­образное изотропное состояние при охлаждении без за­метной кристал­лизации.

Коэффициент теплового расширения фарфора равен 12. При изготовлении металлокерамических конструкций КТР фарфора должен соответствовать КТР сплава. Коэффициент термического расширения большинства керамических материалов намного ниже, чем у металлов. При охлаждении металл сжимается быстрее, чем керамика, так как его коэффициент термического расширения выше. Это приводит к тому, что керамика остается в состоянии сжатия. Несмотря на то, что нахождение хрупкого материала

под действием напряжений сжатия является потенциально выгодным состоянием, очень важно, чтобы расхождение между коэффициентами расширения было небольшим. Если это расхождение окажется слишком высоким, то внутренние напряжения, возникающие при охлаждении зубного протеза, могут привести к разрушению керамического покрытия, причем самым вероятным местом разрушения станет поверхность раздела между

металлом и керамикой.

Прочность фарфора зависит от рецептуры (состава компонентов) фарфоровой массы и технологии производства:

- прочность на сжатие – 350-550 МПа;

- прочность на растяжение – 20-60 МПа;

- прочность на изгиб – 20-30 МПа.

Такие прочностные характеристики типичны для хрупких твердых веществ.

Большое влияние на прочность оказывает метод конденсации частичек фарфора. Существует четыре метода конденсации:

- электромеханической вибрацией;

- коронковой кистью;

- методом гравитации (без конденсации);

- рифленым инструментом.

Среди технологических условий, которые существенно влияют на прочностные показатели, необходимо отметить следующие:

ü необходимое уплотнение материала, т.е. конденсация частичек фарфора;

ü хорошее просушивание массы перед обжигом;

ü оптимальное (как правило не более 3-4) количество обжигов;

ü проведение обжига при адекватной для данной массы температуре;

ü время обжига;

ü способ применения вакуума при обжиге;

ü глазурование поверхности протеза.

Керамика подвержена растворению фтористоводородной (плавиковой) кислотой, что применяется для создания микрошероховатости и улучшения к ней полимера