口腔修复材料-金属材料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,口腔金属材料,第一节 概述,口腔修复材料,种植体,正畸材料,一 金属的特性,金属：性能由其晶相结构和金属键所决定。,固态金属的特性,:,1,溶液中能被电离而释放离子，离子化时形成阳离子,2,固态时呈结晶，具有光泽,3,是电和热的良导体,4,密度大，不透明,5,塑性变形较大，富有延性和展性,6,金属易被氧化，其氧化物多数呈碱性,金属的熔融和凝固,固态,液态,熔融,凝固,金属的结晶过程：,1,液态金属中产生结晶微粒,结晶中心或晶核,2,结晶中心或晶核成长，增多，直到液体完全消失,纯金属：熔点和凝固点相等；合金：熔点一般较凝固点低,口腔金属材料的要求,良好的物理机械性能、化学性能、生物相容性,金属材料包括纯金属和合金,口腔临床应用的金属材料很少以纯金属状态来应用（除纯钛外），大多数是以,合金形式,被采用。,二 合金的结构和性质,合金 是由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素熔合在一起、具有金属特性的物质。,合金的结构,元，组元：组成合金的独立的最基本的单元，金属元素或非金属元素，稳定的化合物,相：合金中化学成分一致、物理状态相同，且与其他部分有明显分界的部分,1,固溶体：一种组元均匀的溶解到另一种组元中形成的晶体相,金银合金，银钯合金、铜镍合金,提高塑性形变能力，降低了导电性能,2,化合物：金属元素与金属元素或非金属元素组成，构成合金的晶体相，不能单独构成合金，弥散在固溶体或纯金属基质中，提高合金抵抗塑性形变的能力和抗磨性，改善机械性能和热处理性能。,合金的性质,1.,熔点与凝固点：与纯金属不同，合金开始熔化与最后熔化的温度相差很大，在凝固时亦然。熔点一般低于凝固点。,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金属硬得多,合金的性质,4.,导电和导热性：合金的导电和导热性一般均较原有金属差,5.,腐蚀性：合金的腐蚀一般视其结构及组成的不同而异，口腔临床所用合金，要求具有良好的抗腐蚀性能。,5.,色泽：合金的色泽与所组成金属有关,三 合金的分类和应用,贵金属元素,:,金,(Au),、铂（,Pt,）、钯,(Pd),、铱,(,Ir,),、铑,(,Rh,),、锇,(Os),、钌,(,Ru,),口腔用的贱金属元素主要指加入到贵金属合金中的金属元素，其中包括银,(Ag),、铜,(Cu),、锌,(Zn),、锡,(,Sn,),、铟,(In),、镓,(,Ga,),和镍,(Ni),口腔用的其它非贵金属元素主要有铬,(Cr),、钴,(Go),、镍,(Ni),和钛,(Ti),元素，根据不同的需要和比例可制成钴铬合金、镍铬合金、钴铬镍合金、钛合金、镍钛合金等等。这些元素都具有共同的特性，就是优良的抗腐蚀性,合金的分类,ADA,分类：第一类为高贵（,High-noble,）金属合金，其中贵金属含量,60 wt%,、且金元素含量,40 wt%,；,第二类为贵,(Noble),金属合金,其中贵金属含量,25 wt%,、但不规定金元素的含量多少；,第三类是以贱金属为主（,predominately base metal,）的合金,其中贵金属含量,25 wt%,四 金属的形变,室温条件下金属材料的塑性形变，称为冷加工。,冷加工后材料在性能上发生变化，一般表现为材料的硬度和强度增大，弹性和磁性增加，而塑性下降，延展性和抗腐蚀性降低,热处理（再结晶）和热加工,冷加工后的金属或合金加热处理，促使原子产生热振动，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，即再结晶。加热处理的方法即叫热处理。,再结晶后材料在性能上和内部结构上,发生一些变化，性能上表现为材料的硬度和强度下降，塑性增大,当金属在高于再结晶的温度进行加工，这种塑性形变称为热加工。热加工导致金属的机械性能下降,五 金属的成形法,1,铸造,2,锻造,3,粉末冶金,4,电铸,六 金属的腐蚀和防腐蚀,化学腐蚀：化学腐蚀指金属与周围介质直接发生化学作用而发生的损坏现象。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,2.,电化学腐蚀：电化学腐蚀指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。,金属的防腐蚀,1.,使合金组织结构均匀；,2.,避免不同金属的接触,3.,经冷加工后所产生的应力需通过热处理减小或消除；,4.,修复体表面保持光洁无缺陷；,5.,金属内加入某些抗腐蚀元素等如铬和镍元素,。,七 口腔金属材料的生物学效应,腐蚀与合金的生物安全性密切相关。,腐蚀导致金属离子及其衍生物的析出。,腐蚀产物潜在的毒副作用是目前口腔金属材料研究的热点之一,全身与局部毒性作用,释出的金属离子能进入机体并广泛分布,尚未证明这些金属的存在是否导致全身毒性。,过敏反应,金属离子作为半抗原，,15,镍过敏，,8,钴过敏，,8,铬过敏。,汞、铜、锡和锌等,元素,必需量,/d,摄入量,/d,系统毒性,细胞毒性,过敏反应,铍,-,0.02 mg,大,粉尘有致癌性,大,常见,铬,0.05 mg,不确定,0.1 mg,纯铬及铬,3+,盐毒性小,铬,6+,盐毒性大,纯铬及铬,3+,盐毒性小,铬,6+,盐毒性大,铬,6+,盐常见,铁,18 mg,10-20 mg,极小,小,极少见,镓,-,0.0005mg,小,小,无报道,锗,-,0.4-3.5mg,极小,小,无报道,金,-,0.0001mg,极小,小,合金无,化合物可能有,铟,-,0.003mg,小,大,极少见,铱,-,0.000002mg,极小,小,无报道,铟,-,0.003mg,小,大,极少见,铱,-,0.000002mg,极小,小,无报道,钴,0.03 mg,0.02mg,小大,3%,人群,铜,3mg,2-5mg,小,极大,极少见,锰,3mg,3mg,纯锰毒性小,粉尘毒性大,小,极少见,钼,0.2 mg,0.3 mg,小,小,无报道,镍,不明确,0.5mg,小,粉尘有致癌性,小,很常见,钯,-,0.001mg,极小,极小,不明确,镍过敏者可能过敏,铂,-,0.001mg,极小,小,合金极少见,化合物较常见,铑,-,不明确,极小,小,无报道,钌,-,0.0002mg,极小,小,无报道,银,-,0.05mg,小,极大,少见,钽,-,不明确,极小,极小,无报道,钛,-,1 mg,极小,极小,极少见,锌,15mg,20mg,极小,大,极少见,锡,-,0.2mg,小,小,极少见,国际癌症研究会,(IARC),有致癌性的有,：,Ni,的衍生物,Cr6+,Be,及其衍生物。,可能致癌的有：,Ni,、,Co,。,不致癌但有致突变性有,：,Sn2+,、,Cu4+,、,Fe2+,。,贵金属成分化学性质稳定，,不易在体液中腐蚀，,其析出量极少或不析出，,即不会引起机体细胞的毒性,。,二 锻造合金,18-8,铬镍不锈钢丝,(18-8 Cr-Ni Stainless Steel),冷加工后会产生应变硬化和应力潜伏,镍钛形状记忆合金丝,(Ni-Ti shape-memory alloy),-,钛合金丝,钴铬镍合金丝,锻造金合金丝,锻造合金片,三、铸造合金,1.,贵金属合金,ADA,口腔用贵 金属分类,高贵金属合金,金,-,银,-,铂,金,-,铜,-,银,-,钯,型,金,-,铜,-,银,-,钯,型,贵金属合金,金,-,铜,-,银,-,钯,型,金,-,银,-,钯,-,铟,钯,-,铜,-,镓,银,-,钯合金,贵金属合金的分型,(,屈服强度和延伸率,）,型：低强度铸造合金铸造件仅能承受很小的应力，适用于前三、四、五类洞型、双尖牙、磨牙邻面洞、单颌面的嵌体修复；,型：中等强度铸造合金铸造件可承受中等程度的应力，适用于一切单个修复体；,型：高强度铸造合金铸造件可承受高的应力，适用于固定修复中的冠、固位体及咀嚼负荷较大的嵌体修复；,.,型：超高强度铸造合金铸造件可承受极高的应力，并有极薄的横截面，适用于固定修复和活动修复的支架、基托、卡环、舌颚杆等。,2.,非贵金属铸造合金,贱金属合金有镍基合金、钴基合金,镍基合金、钴基合金广泛应用于口腔修复体的制作，价格低廉,目前对铍、镍和铬的致敏性和致癌性已有比较趋于一致的认识。,3.,钛及钛合金,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,高强度等优异的性能,在口腔医学中显示出很好的应用前景。,钛及钛合金临床应用存在的问题,纯钛的铸造问题：熔点高，化学活性大,与钛相匹配的烤瓷材料的开发,钛合金种植体的安全性：,Ti6Al4V,合金中含有,V,、,Al.,V,、,Al,被认为是对生物体有毒的元素,4.,烤瓷熔附合金,贵金属合金,金,-,铂,-,钯合金（,Au-Pt-Pd,）,金,-,钯合金（,Au-Pd,）,金,-,钯,-,银合金（,Au-Pd-Ag,）,钯,-,银合金（,Pd-Ag,）,非贵金属合金,Ni-Cr,合金类,Co-Cr,合金类,Ti,类：,（一）合金与烤瓷的结合,1,化学性结合 合金表明的氧化物与烤瓷成分的氧化物 化学反应，离子键,2,机械性结合,3,范德华力结合 烤瓷对合金表明润湿度越大,4,压缩力结合 烤瓷比合金的热胀系数小,（,二）影响金瓷结合的有关因素,1,合金表明氧化膜的厚度,2,烤瓷与合金的热胀系数匹配性,3,合金表面的粗化程度,4,修复体的正确设计和制作,（三）增加合金与烤瓷结合的方法,1,酸侵蚀法,2,涂布粘接剂,3,固位珠法,4,电沉积法,5,喷涂金属氧化物法,6,等离子喷涂法,小结,口腔修复用非金属材料，如陶瓷、聚合基材料不断出现，低贵金属合金似有被从口腔驱逐出去的趋势。,高金合金在较长时期内还会保持其稳固地位。随着我国国民经济的发展，贵金属铸造合金的应用将提到日程上来。,钛及钛合金由于其优良的生物相容性和较低的价格，可能是今后金属修复体的主流。,