Структура традиционных стоматологических амальгам

23 Апреля в 9:20 1331 0


Состав

 

Амальгама образуется при смешивании ртути с другим металлом или металлами. Ртуть при комнатной температуре находится в жидком состоянии (затвердевает при 39°С ниже нуля) и легко вступает в реакцию с такими металлами, как серебро, олово и медь с образованием твердых материалов. Когда врач-стоматолог выбирает из стоматологических амальгам какую-то определенную, в конечном счете, он выбирает тот сплав, с которым будет смешана и прореагирует ртуть.

 

Строго говоря, под термином стоматологическая амальгама подразумевается материал, образовавшийся в результате реакции между ртутью и сплавом. Этот сплав может отличаться либо по составу, либо по форме, а производители стоматологических амальгам используют это разнообразие, для производства широкого спектра конечной продукции.

 

Сплав

 

Используемый в традиционных стоматологических амальгамах сплав состоит из серебра, олова, меди, цинка и иногда ртути. Примерный состав традиционной амальгамы приведен в Таблице 2.1.1.

 

 stomatologicheskoe_materialovedenie_table_2.1.1.jpg

Серебро является основным компонентом, присутствующим в соединении с оловом в форме интерметаллического соединения Ag3Sn, обычно называемого у-фазой. Фазовая диаграмма для системы Ag-Sn приведена на Рис. 2.1.1. Она показывает, что Ag3Sn является третьей чистой фазой в системе и поэтому ей присвоен греческий символу.

 stomatologicheskoe materialovedenie_2.1.1.jpg

Рис. 2.1.1 . Фазовая диаграмма для системы AgHSn

 

Эта у-фаза легко реагирует с ртутью с образованием амальгамы. Медь добавляют для повышения прочности и твердости амальгамы, но более выраженный эффект наступает при увеличении концентрации меди более 6%, на этом мы остановимся позже. Цинк присутствует как примесь, сохранившаяся от первоначального производства сплава и, как считают, он не вносит какого-либо полезного качества в процессе амальгамирования. Иногда добавляется ртуть для увеличения скорости реакции твердения амальгамы, такой прием называют предамальгамированием.

 

Сплав используют в форме порошка, размер и форма частиц которого очень важны для получения хороших рабочих характеристик и конечных свойств пломбы. Как показано на Рис. 2.1.2. порошок сплава выпускают в двух формах — опилок и сферических частиц.

 stomatologicheskoe materialovedenie_2.1.2.jpg

Рис. 2.1.2. Схематическое представление неправильной и сферической формы частиц сплавов, используемых в амальгамах.

 

Частицы в форме опилок

 

Частицы неправильной формы получают при обработке на токарном станке твердой заготовки сплава. Полученную стружку размалывают, а затем просеивают, и только соответствующий размер частиц используется в качестве порошка для амальгамирования ртутью.

 

Порошок сплава для амальгамы бывает трех типов - грубого, среднего и тонкого измельчения, и каждый имеет свои несколько отличные рабочие характеристики. Сами частицы порошка после механической токарной обработки находятся под действием внутренних напряжений, что придает повышенную реакционную способность их поверхности по отношению к ртути. Следствием этого является чрезмерно высокая скорость реакции затвердевания, если не применяют тепловую обработку (снимающую внутренние напряжения), помещая порошок в кипящую воду.

 

Сферические частицы

 

Производство сферических частиц осуществляется иным путем. Различные ингредиенты сплава сплавляют, а затем распыляют в инертную атмосферу, в которой капельки затвердевают в небольшие сферические шарики различного размера. Преимуществами этого метода производства являются отсутствие стадии последующей машинной обработки и возможность простого и легкого изменения состава сплава. И что важно для производителя — получение частиц точного размера вполне достижимо, а стоимость производства минимизирована. Слишком большие или слишком мелкие частицы, которые бракуют на этой стадии, отправляют на повторный цикл изготовления сферического порошка.

 

Ртуть

 

Ртуть, предназначенная для приготовления амальгамы, должна быть очень чистой, в противном случае образуется поверхностный загрязненный слой, который мешает реакции затвердевания. По этой причине ее подвергают тройной перегонке. Чистота ртути определяется при простом осмотре. Если обнаруживается тусклая поверхность, не обладающая высоким уровнем отражения, то такую ртуть считают загрязненной.

 

 Реакция затвердения

 

Реакция затвердевания, протекающая между Ag-Sn-сплавом и ртутью, инициируется энергичным перемешиванием этих двух ингредиентов. Смешивание вызывает растворение наружного слоя частиц сплава в ртути с образованием двух новых фаз, которые становятся твердыми при комнатной температуре. Реакция протекает по следующему уравнению:

 

Как следует из этой реакции, не все частицы сплава растворяются в ртути. Напротив, значительное их количество остается вне реакции, так что окончательная структура затвердевшего материала состоит из непрореагировавщих частиц у-фазы, удерживаемых матрицей, состоящей из у2-фазы, в которую вкраплены участки у2-фазы (Рис. 2.1.3).

 stomatologicheskoe materialovedenie_2.1.3.jpg

Рис. 2.1.3. Схематическое представление микроструктуры амальгамы на основе сплава с неправильной формой частиц

 

Медь в порошке сплава присутствует в форме отдельных участков Cu3Sn и остается, в основном, в таком же виде в амальгаме в составе непрореагировавших частиц.

 

В случае сферических частиц медь распределяется в сплаве равномерно, а сами частицы можно рассматривать как трехкомпонентный сплав серебра, олова и меди. Поэтому в конечной структуре амальгамы из сплава со сферическими частицами медь не находится в отдельной фазе, а равномерно распределена по всему материалу. Хотя в амальгаме обязательно будет некоторое количество пор, в хорошо конденсированном материале их, как правило, бывает мало.

Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт

Похожие статьи
показать еще
 
Стоматология и ЧЛХ