Тема: «Металлы и сплавы

Общие сведения о металлах, их свойствах, кристаллическое строение. Виды сплавов: механическая смесь, твердый раствор, химическое соединение. Благородные металлы и сплавы»

на основании учебного плана (2012г.), рабочей программы по специальности 060203 Стоматология ортопедическая (2012г.), в соответствии с требованиями Федерального Государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования третьего поколения по направлению подготовки специальности Стоматология ортопедическая

Автор: А.Е.Александрова, преподаватель цикловой методической комиссии зуботехнических дисциплин

Рассмотрено на заседании цикловой методической комиссии зуботехнических дисциплин, протокол №__ от «___»____________ 2012 года.

Тема:«Металлы и сплавы. Общие сведения о металлах, их свойствах, кристаллическое строение. Виды сплавов: механическая смесь, твердый раствор, химическое соединение. Благородные металлы и сплавы»

Цельизучениятемы:организовывать собственную деятельность, осуществлять поиск и использование информации по теме занятия

Задачи:рассмотреть вопросы по теме, обучитьумению выделять главное в проблеме, формулировать ответы, принимать самостоятельные и групповые решения,

развивать профессиональные интересы студентов

Студентдолжензнать:

1. до изучения темы:

2. после изучения темы: металлы и сплавы, общие сведения о металлах, их свойствах, кристаллическое строение; виды сплавов: механическая смесь, твердый раствор, химическое соединение; благородные металлы и сплавы

Студент должен уметь:

использовать знания о составе, свойствах и назначении зуботехнических материалов при изготовлении зубных протезов, ортодонтических и челюстно-лицевых аппаратов с учетом соблюдения правил техники безопасности и требований охраны труда.

Студент должен владеть:

дополнительной информации по теме занятия

Задания для самостоятельной внеаудиторной работы студентов по указанной теме:

1. Ознакомиться с теоретическим материалом по теме

Металлы – это вещества, обладающие рядом характерных свойств. Они хорошо отражают свет, что обуславливает их непрозрачность и блеск; обладают хорошей тепло- и электропроводностью, повышенной пластичностью. Этими свойствами обладают и смеси двух и более металлов или сплавы. Металлы проявляют различную активность по отношению к кислороду. Медь, железо, алюминий окисляются при обычных условиях золото, платина – даже при накаливании не соединяются с кислородом, поэтому встречаются в природе в чистом виде, в виде самородков.

Химическое соединение металлов называется рудами. Выделение металлов из рудных соединений производят несколькими способами:

а) восстановлением металлов при нагревании,

б) восстановление металла действием окиси углерода,

в) восстановление металла из солей действием другого более активного металла,

г) восстановление металла методом электролиза.

Штейгарт и Батовский все металлы делят на черные и цветные.

Черные, в свою очередь, не железные ( железо, кобальт, никель), тугоплавкие (температура плавления выше 1529 градусов) урановые (актиноиды) и редкоземельные (2лантоноиды» - лантан, церий и др.)

Цветные металлы подразделяются на легкие (алюминий, магний) благородные (серебро, золото, платина, палладий) и легкоплавкие ( цинк, кадмий, олово).

Все металлы имеют кристаллическое строение. В жидком состоянии атомы располагаются хаотически. При затвердевании образуется кристаллическая решетка, т.е происходит кристаллизация, состоящая из двух фаз:

а)зарождение в жидком металле центров кристаллизации или зародышей;

б) рост зародышей.

Каждый центр кристаллизации имеет решетку, соответственную данному металлу. Чем быстрее идет охлождение, тем более образуется центров кристаллизации, тем мелкозернистое будет металл.

При охлаждении расплавленного металла температура понижается ниже истинной температуры плавления, а металл еще может оставаться в жидком состоянии. Такое запаздывание кристаллизации называется переохлаждением, а разница между температурой кристаллизации и температурой плавления – степенью переохлаждения. Это явление присуще всем металлам.

Три вида взаимодействия между металлами, входящими в сплав. Свойства сплава.

В чистом виде металлы не удовлетворяют всем требованиям, поэтому используют способность металлов смешиватся для получения сплавов с полезными свойствами. Некоторые металлы и сплавы при разной температуре и давлении могут существовать в различных кристаллических формах. Это свойство вещества называется полиморфизмом или аллотропией. При этих превращениях один вид превращается в другой. При затвердевании сплавов могут образоваться три вида взаимодействия между компонентами, входящими в сплав: механическая смесь, твердый раствор и химическое соединение.

Механическая смесь образуется тогда, когда металлы обладают полной взаимной нерастворимостью и не образуют химических соединений.

Под микроскопом видна разница в строении решеток. Примером смеси является легкоплавкие сплавы ( свинец-олово-висмут), (кадмий-висмут). Такие сплавы имеют наименьшую, хорошо выраженную температуру плавления и в расплавленном состояния обладают хорошей текучестью.

Твердый раствор образуется при взаимной растворимости металлов. Это однородное кристаллическое тело, в котором в решетку металларастворителя входят атомы другого (хром и никель, золото и платина, серебро и палладий, КХС). Если эти сплавы охлаждать неправильно, могут получиться неоднородные кристаллы. Первые кристаллы будут иметь больше тугоплавкого компонента. Если такую внутрикристаллическую ликвацию не устранят, зуботехнические изделия не будут обладать необходимыми свойствами. Устраняют ее нагреванием. Однородные твердые растворы имеют аустенитную, мелкозернистую структуру, обладает повышенной твердостью, прочностью без понижения пластичности, что само по себе, очень ценно. Химическое соединение имеет совершенно новые качества и структуру и возникает при сплавлении некоторый металлов ( медь и алюминий) и металлов с неметаллами. Как правило, химическое соединение металлов отличается твердостью и хрупкостью. Например, олово и магний – металлы в отдельности мягкие, а их химическое соединениеMg2Sn – хрупкое вещество. Сплавам присуще практически все свойства, которыми обладают металлы.

Благородные металлы и сплавы.

Благородные металлы: золото, серебро, платина, палладий.
Свойство благородных металлов, сплавы благородных металлов, состав, применение.

Рассеянные в природе металлы золото, серебро, платина, палладий отличается химической стойкостью, ковкостью, текучестью и красивым внешним видом. Все они получили название благородных или драгоценных металлов.
Золото- металл желтого цвета с ярким блеском. Плотность 19,32. Температура плавления 1064 градуса. Твердость 18. На биржах золото продается тройскими унциями (31,103 грамма). Золотые запасы говорят о мощи государства. Это очень пластичный металл, даже при обжиге не образуется окалина. В обычных условиях может соединяться только с хлором и с бромом. Хлорное золото используется в качестве реактива, с помощью которого отличают золотой сплав от сплавов не содержащих золота. Растворяется золото в царской водке (три части соляной, одна часть азотной). Так как чистое золото имеет низкие механические показатели применяют его сплавы с серебром, платиной и медью. С ними золото образует твердые растворы с хорошими механическими свойствами. Показателем ценности благородного сплава является проба. Известны 3 системы проб: русская (золотниковая), английская (каратная), десятичная (метрическая). Химически чистое золото 1000 пробы, 96 золотников, 24 карата. Примесь другого металла к золоту называется лигатурой, а сплав лигатурным золотом. В настоящее время чаще пользуются метрической системой проб. Чтобы перевести сплав из одной системы проб в другую используют коэффициенты: чтобы перевести каратную в метрическую надо умножить на 41,66. Золотниковую в метрическую умножить на 10,4.
В ортопедической практике применяются сплавы 900 и 750 пробы.
900 проба состав: 90% золота, 4% серебра, 6% меди. Применяется для изготовления искусственных коронок и зубов; 750 проба - состав: 75% золота, 8% серебра, 8% меди и 9% платины. Применяется для изготовления каркасов бюгельных протезов, штифтов, вкладок, крампонов, проволоки. Этот сплав не подлежит обработки давлением, его льют. Благодаря малой усадке сплава можно получить точное литье, а детали твердыми и упругими. Серебро понижает температуру плавления, медь повышает твердость сплава, затемняет его.
Во время механической обработки сплав приобретает наклеп. Для того, чтобы восстановить свойства сплава, его обжигают до покраснения. Если золото соприкасалось со свинцом, его перед отжигом отбеливают, иначе в этих местах оно разрушается. При отжиге лигатурного золота образуется небольшой слой окалины. Ее удаляют обычно 40% соляной кислотой. Процесс очистки метала с целью получения высокой степени чистоты данного металла называется аффинажем. Содержание золота в сплаве на несколько проб можно повысить, если переплавить золото селитрой. Перед изготовлением протезов из золотых сплавов с зубного техника списывается: истинный вес протезов из золота с добавлением до 6% от него на технологические потери (литье, штамповка, полировка и т.д.) Золото имеет свою нишу как материал для протезирования.
Иногда золото остаётся единственным переносимым материалом для пациента и является материалом выбора.
Для повышения пробы золота применяется аффинаж - золотой лом низкой пробы раставоряется в царской водке, осаждается селитрой и получившееся губчатое золото в пламени горелки сплавляется в слиток практически чистого золота.
Если отдать своё золото технику, то, скорее всего, это подпадает под действие ст. 191 УК РФ.
Наверно придётся сдать золото в приёмный пункт, имеющий лицензию на этот вид деятельности. А на вырученные деньги протезироваться.
Статья 191. Незаконный оборот драгоценных металлов, природных драгоценных камней или жемчуга
1. Совершение сделки, связанной с драгоценными металлами,
природными драгоценными камнями либо с жемчугом, в нарушение
правил, установленных законодательством Российской Федерации, а
равно незаконные хранение, перевозка или пересылка драгоценных
металлов, природных драгоценных камней либо жемчуга в любом виде,
состоянии, за исключением ювелирных и бытовых изделий и лома таких
изделий, -
наказываются штрафом в размере от двухсот до пятисот
минимальных размеров оплаты труда или в размере заработной платы
или иного дохода осужденного за период от двух до пяти месяцев,
либо исправительными работами на срок до двух лет, либо
ограничением свободы на срок до трех лет, либо арестом на срок до
шести месяцев, либо лишением свободы на срок до трех лет.
2. Те же деяния, совершенные:
а) лицом, ранее судимым за незаконный оборот драгоценных
металлов, природных драгоценных камней или жемчуга;
б) в крупном размере;
в) организованной группой, -
наказываются лишением свободы на срок от пяти до десяти лет с
конфискацией имущества или без таковой.
Примечание. Деяния, предусмотренные настоящей статьей,
признаются совершенными в крупном размере, если стоимость
драгоценных металлов, природных драгоценных камней или жемчуга, в отношении которых совершен незаконный оборот, превышает пятьсот
минимальных размеров оплаты труда.
Не такой уж это новый вид протезирования, но технология золотого протезирования за последнее время получила большое развитие. Впервые в XIX веке металлокерамические протезы были изготовлены именно на золоте. Использование неблагородных сплавов было внедрено для удешевления зубопротезных работ. Но, я абсолютно убежден, золото было и остается самым «здоровым» для протезирования металлом. Любой другой металл подвержен процессу окисления.

Керамическая масса имеет свойство прозрачности, и золотая основа придает ей теплый естественный оттенок. Возьмите лист полупрозрачной белой бумаги, положите под него желтую и стальную фольгу - вы все увидите сами. Кстати, адгезия керамической массы к золоту выше, чем к другим металлам, что увеличивает прочность таких протезов.
Никакие ювелирные изделия и монеты в таком протезировании использовать нельзя. Сплав имеет специальный состав и поступает в работу в готовом виде. Он в основном и определяет высокую стоимость работ. Хотя все относительно.
Протезирование одиночными коронками и мостовидными протезами из царских пятёрок и десяток и советских золотых червонцев без всякой переделки золота было чрезвычайно распространено.
Современная стоматология ориентируется на материалы из сплавов благородных металлов. На сегодняшний день лучшими металлокерамическими коронками считаются коронки на золотом сплаве. Золото прекрасно дополняет преимущества металлокерамического протезирования уникальными качествами, присущими именно драгоценным металлам. Появились новые технологии стоматологической ортопедии с использованием золотоплатиновых сплавов. Эти материалы полностью соответствуют самым высоким требованиям мировой практики зубопротезирования.
Главное преимущество золотоплатиновых сплавов - идеальная биологическая совместимость с организмом человека и устойчивость к коррозии, что позволяет избежать появления аллергических реакций и осложнений у пациентов. Поэтому протезирование на сплавах благородных металлов рекомендуется тем, кто имеет заболевания желудочно-кишечного тракта, почек, крови, эндокринной системы.
Еще один плюс протезирования на золоте - эстетичность. Природная желтизна металла дает теплый, естественный оттенок зубам.
Почему металлокерамические протезы, изготовленные на основе золотосодержащих сплавов, лучше, чем протезы на неблагородных металлах?
Сплавы неблагородных металлов, используемые во влажной среде полости рта, образуют оксиды - соединения, которые оказывают негативное влияние на человеческий организм: вызывают аллергические реакции, гальванизм, потемнение десен и даже соматические расстройства.
Безусловно, в металлокерамическом протезе площадь соприкосновения металла с ротовой жидкостью не велика, но при ослаблении иммунной защиты, наличии сопутствующих заболеваний, иногда и этого достаточно для того, чтобы вызвать какие-то проблемы. К тому же при разгерметизации коронок появляется риск попадания ротовой жидкости на внутреннюю металлическую поверхность. В результате образования оксидов происходит разрушение зуба, находящегося под коронкой.
Опыт показал, что под золотыми коронками зубы практически никогда не разрушаются, в то время как под коронками из неблагородных сплавов остается риск возникновения кариозного процесса.
Золотосодержащие сплавы обладают коррозионной устойчивостью и более точным прилеганием. Они биосовместимы с тканями человеческого организма. Все эти преимущества, в конечном счете, продлевают срок службы протезов.
При соприкосновении с десневым краем, золотосодержащий сплав не вызывает его потемнения, коронка выглядит естественно.
За рубежом технология изготовления металлокерамических протезов на золотосодержащих сплавах известна давно и имеет неизменно высокий спрос. В России она какое-то время была не очень популярна, потому что импортные золотосодержащие сплавы стоят очень дорого, а российские сплавы, которые раньше применялись для изготовления золотых протезов, по своим технологическим свойствам совершенно непригодны для литья под керамику.
Сегодня ситуация изменилась коренным образом. Изготавливаются металлокерамические протезы на золотосодержащем сплаве и четырехлетний опыт работы специалистов показал, что эта уникальная технология позволяет создавать действительно прочные и эстетичные конструкции, которые надежны и эффективны в процессе эксплуатации.
Цельнолитые мостовидные протезы - как уже, наверное, понятно, всю конструкцию отливают целиком, соответственно нет никакой коррозии и гальванизма. У этих протезов исключительная прочность. Соответственно можно их покрыть керамикой и пластмассой. В итоге выйдет металлокерамика или металлопластмасса.
Сплав с высоким содержанием золота
Это биосовместимый гиппоалергенный сплав отличается высоким содержанием золота и платины (98%) и благородным желым цветом. Благодаря мелкозернистой структуре и отсутствия палладия, серебра, меди и олова, он обладает повышенным уровнем биосовместимости. Хороший баланс механических и физических свойств этого сплава обеспечивает высококачественную обработку и точность припасовки. Состав в процентах: Au 85.9 Pt 12.1 Zn 1.5 In<1.0 Ir<1.0 Ta Fe Mn<1.0 Сплав с уменьшенным содержанием золота Этот сплав изысканного цвета "белого золота" отличается небывалой прочностью. Имея уникальные физические свойства, он может применятся исключительно широко. Состав в процентах: Au 60.0 Pt 30.6 In 8.4 Ga 1.0 Re<1.0 Ru<1.0
Сплав на основе палладия: Этот сплав отличается прекрасной устойчивость к коррозии, благодаря высокому содержанию палладия. Он подходит для мостовидных протезов малой протяженности. Кроме того сплав может применятся с технологией "casting-on". Состав в процентах:
Au 9.0 Pt 75.2 In 8.4 Ag 2.99 Ga 6.0 In 6.5 Ru<1.0 Li<1.0 Палладиево - серебрянный сплав
Прекрасные результаты применения зуботехнических лобораторий составляют преемущества этого сплава. С учетом выгодных физических свойств, этот сплав подходит для производства мостовидных протезов большой протяженности. Состав в процентах: Au 4.0 Pd 62.65 Ag 20.0 Sn 10.0 In 1.5 Ga 1.7 Ru<1.0 Li<1.0 Серебро. Металл белого с голубоватым оттенком цвета, плотность 10,5; температура плавления 960; твердость 26; очень пластичный материал; легко обрабатывается любым способом. Путем расплющивания из серебра можно приготовить фольгу толщиной до 0,00001 мм. В химическом отношении серебро относительно стойко. В расплавленном состоянии поглощает более 22 объемов кислорода, который при пастеризации серебра бурно выделяется, образуя поры в литье. Серебро реагирует с сероводородом и поваренной солью, поэтому в чистом виде для протезов не применяется. Входят в состав золотых сплавов и припоев для паяния золота, меди, серебра, нержавеющей стали и КХС (кобальто-хромовый сплав).
Платина. Серебристо-белый блестящий металл. Плотность 21,5; температура плавления 1773; твердость 50. Это ковкий тягучий металл, несмотря на большую чем у золота твердость. Платина имеет ничтожную усадку. Входит в золотые сплавы для улучшения антикоррозийных качеств и повышения твердости. Не соединяется с кислородом даже в накаленном состоянии, растворяется только в царской водке. Применяется в чистом виде и в сплавах. Сплавы обладают высокой прочностью, хорошо обрабатываются, имеют высокую жидкотекучесть.
Палладии. Серебристо - белого цвета; плотность 12; температура плавления 1555; твердость 49; легко поддается ковке, прокатыванию. Химически стойкий металл, с кислородом реагирует только при температуре 700-900 градусов. Обладает большой растворяющей способностью к водороду. Поэтому используется как катализатор. 60 лет назад профессорам Курляндским с соавторами были изготовлены серебряно-паладиевые сплавы ПД250, ПД190,150,140 для изготовления коронок, литых зубов. Сплавы обладают пластичностью, хорошо штампуются, льются, но могут коррозировать в полости рта и изменять цвет.
ПД250: паладий24,5; серебро 72,1.
ПД190: палладий 18,5; серебро 78.
ПД150: палладий 14,5; серебро 84.1.
ПД140: палладий 13,5; серебро 53,9
Сплав Липеца (серебрянно-паладиевый сплав): 60% серебра; 29,5% палладия; 4,5% золота; 2,5% меди; 0,5% цинка и 6% кадмия.
2. Ответить на вопросы для самоконтроля:

1. Металлы и сплавы.

2. Общие сведения о металлах, их свойствах, кристаллическое строение.

3. Виды сплавов: механическая смесь, твердый раствор, химическое соединение.

4. Благородные металлы и сплавы

· Золото как материал для протезирования
Юридический аспект оборота драгоценных металлов

· Эстетический аспект протезирования из золота (его сплавов)

·

3. Проверить свои знания с использованием тестового контроля:

1. Основные (конструкционные) материалы должны быть безвредными главным образом для:

а) пациента;

б) пациента и врача;

в) пациента, врача и зубного техника.

2. Металл, применяемый в ортопедической стоматологии в чистом виде:

а) платина;

б) железо;

в) золото.

3. Сплав на основе золота представляет собой:

а) механическую смесь;

б) химическое соединение;

в) твердый раствор.

4. Выбрать сплав типа механической смеси:

а) КХС;

б) легкоплавкий;

в) 1Х18Н9Т.

5. Толщина золотого диска:

а) 0,25-0,28;

б) 0,2-0,25;

в) 0,3-0,35.

6. Сплав, применяемый для изготовления каркаса бюгельного протеза:

а) 900 пробы;

б) 750 пробы;

в) припой 750 пробы.

7. Металл, снижающий температуру плавления сплава:

а) золото;

б) свинец;

в) кадмий.

8. Температура плавления КХС:

а) 800;

б) 960;

в) 1425.

9. Металл, сообщающий сплаву мелкозернистую структуру:

а) хром;

б) кобальт;

в) молибден.

10. Содержание углерода в сплаве 1Х18Н9Т составляет:

а) 1,0%;

б) 1,5%;

в) 0,1%.

Ответы на тестовые задания:

1.а

2.а

3.в

4.б

5.а

6.б

7.в

8.в

9.в

10.в

4. Решить ситуационные задачи:

Задача №1

Нержавеющая сталь – это сплав блестящего белого цвета с плотностью 7,2 – 7,8, температурой плавления 1400 – 1800 градусов. Одна из распространенных марок стали 1Х18Н9Т.

Вопрос:

Из каких компонентов состоит эта марка стали?

Ответ:

0,1 % углерода

18% хрома

9% никеля

до 1% титана

72% железа

Задача №2

КХС тверже нержавеющей хромоникелевой стали примерно в 1,5 раза.

Вопрос:

Как используется это свойство КХС при изготовлении цельнометаллических литых каркасов бюгельных протезов?

Ответ:

Это свойство сплава позволяет моделировать и создавать элементы каркасов бюгельного протеза более ажурными.

Задача №3.

Введение 5% кадмия в золотой сплав может снизить температуру его плавления на 150 градусов.

Вопрос:

Что происходит во время паяния таким припоем?

Ответ:

Во время паяния таким припоем кадмий, температура кипения которого 78 градусов, частично улетучивается. От этого увеличивается проба припоя и прочность шва.

Рекомендуемая литература:

Основная

· Жулев Е.Н. Несъемные протезы: теория, клиника и лабораторная техника, 5-е издание. Н. Новгород: Изд-во Нижегородской государственной медицинской академии,2004-365 стр.

· Руководство по ортопедической стоматологии под ред. Копейкина В.Н. М: «Триада-Х», 1998 – 496 с.

· Щербаков А.С., Гаврилов Е.И., Трезубов В.Н., Жулев Е.Н. Ортопедическая стоматология – С.Пб.: ИКФ «Фолиант», 1998. – 576с.

· Т.Л.Усевич. – Ростов-н.д.: Феникс, 2002.-352с.

· Миронова, М.Л. Съемные протезы: учеб. Вязьмитина, А.В. Материаловедение в стомтологии (текст), А.В.Вязьмитина, пособие для мед. колледжей.-М.ГЭОТАР- Медиа, 20009.-464с.

Дополнительная

· Трезубов В.Н. Ортопедическая стоматология. Прикладное материаловедение (Текст): учеб. для мед. вузов (В.Н.Трезубов, М.З.Штейнгарт, Д.М.Мишнев; под ред. В.Н.Трезубова. – СПб.; СпецЛит., 1999.- 324 с

· Трегубова Е.С.Охрана труда и обеспечение профессиональной безопасности в учреждениях здравоохранения и образования (Текст) Е.С.Трегубова, Н.А.Петрова, А.С.Нехорошев; под общ. ред. Т.И.Стуколовой.-М.ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2003.-192 с.

· Гернер М.М., Нападов М.А. и др. Материаловедение в стоматологии. М., Медицина, 1981

· Штейнгарт М.З., Батовский В.Н. Руководство по зуботехническому материаловедению. Л., Медицина, 1981.

· Дойников А.И. Зуботехническое материаловедение (текст) А.И.Дойников, В.Ц. Синицын. – М., 1986.-208с.

· Дмитриенко С.В., Иванов Л.П., Краюшкин А.И., Пожарицкая М.М. Практическое руководство по моделированию зубов. – М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2001.- 240 с.

· Вязьмитина А.В., Усевич Материаловедение в стоматологии. Серия «Учебники и учебные пособия». Ростов-н\Д: Феникс, 2002. – 352 с.

· Журналы «Новое в стоматологии», «Зубной техник»

· Интернет-ресурсы: Министерство здравоохранения и социального развития РФ

Подпись автора ____________/А.Е.Александрова/

Дата добавления: 2014-07-10; просмотров: 801; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!