Общая характеристика основных конструкционных материалов Металлы и сплавы в ортопедической стоматологии План

Интеркристаллитная коррозия характеризуется разрушением металла по границе зерен (кристал­лов). При этом нарушается связь между кристалла­ми и агрессивная среда, проникая вглубь, разрушает металл. Ей особенно подвержены нержавеющие стали и некоторые алюминиевые сплавы. Этот вид коррозии наиболее опасен, поскольку он приводит к быстрому уменьшению прочности металла, при­чем в большинстве случаев процесс коррозии внешне протекает незаметно.
Металлические зубные изделия находятся в полости рта в благоприятных для коррозии условиях. Ротовая жидкость является электролитом, так как содержит хлорид натрия, хлорид и карбонат кальция и другие соли.
Коррозии благоприятствуют температурные ус­ловия и знакопеременные нагрузки, испытываемые металлическими зубными конструкциями. Из мно­гочисленных сплавов для изготовления зубных про­тезов пригодными оказались лишь немногие, (золотые, платиновые, хромокобальтовые, нержавеющая сталь и др.), которые мало подвергаются коррозии. Стойкость металлов может нарушиться под влиянием таких причин, как характер поверхности, включения, состав металла, реже термической обработ­ки, наличие напряжений в металле. На грубой шероховатой поверхности металла процесс коррозии начинается раньше и протекает энергичнее.
Стремление же металла восстановить свой потенциал вызывает переход его ионов в раствор. Этот процесс широко используется в технике при гальва­низации. Микрогальванические элементы, являю­щиеся основой коррозии металлов, возникают по различным причинам. В результате образования гальванического элемента, в частности в организме, возникают постоянно действующие электрические токи, статический потенциал, которые нередко ха­рактеризуются достаточно высокими величинами. Это положение, отмеченное в клинических исследо­ваниях, привело к ограничению применения разно­родных металлов при изготовлении различного рода зубных протезов. Величина электродвижущей силы находится в прямой зависимости от кислотности среды. Причем в полости рта электродами служат не только разнородные металлы в виде протезов, но металлические пломбы и вкладки.
В отношении взаимодействия металла с внеш­ней средой необходимо отметить, что в «сухой» атмосфере при комнатной температуре и нормальном давлении все металлы покрываются пленкой окиси. Даже на металлах, которые считаются наи­более стойкими (например, платина), имеется ок­сидная (окисная) пленка, хотя и очень тонкая, тол­щиной всего в одну молекулу. Окисление металлов газами (кислородом) происходит не только при комнатной температуре. Аналогичное явление на­блюдается при повышенных температурах.
Окисная пленка, образующаяся на металлах при повышенной температуре, называется окалиной. Она может возникать при паянии.
Определенное влияние на интенсивность про­цессов коррозии имеет вид обработки металлов. Металлы и сплавы во время обработки подвергают­ся различным воздействиям: ковке, прокатке, штам­повке, протяжке. Точно также нагрев и охлаждение при термической обработке способствуют возник­новению напряжения в металлах.
Известно, что в деформированном металле про­цесс коррозии усиливается. Особенно это бывает заметным в случае работы металла при знакопеременных нагрузках. Полагают, что явление усталости связано с образованием трещин, со временем все глубже проникающих в металл. При знакоперемен­ных нагрузках трещины периодически открывают­ся и закрываются. Если в трещины проникает кор­розионный агент (электролит), то это приводит к одновременному расширению и углублению тре­щин.
Большое влияние на стойкость металла оказы­вает состояние его поверхности. На грубой шероховатой поверхности процесс коррозии начинается раньше и протекает более интенсивно, чем на глад­кой полированной. Наблюдения показали, например, что у одной и той же стали при полировке коррозия наступает через 28 дней, а при обработке только на токарном станке – уже через 10 дней.
Сплавы. В природе немногие металлы (золото, платина, серебро, ртуть и ряд других) встречаются в свободном (чистом) состоянии. Однако и они не нашли применения в чистом виде, а получили распространение в виде сплавов.
Сплавом называется вещество, полученное пу­тем сплавления двух или более элементов. Сплав, приготовленный преимущественно из металличес­ких элементов и обладающий металлическими свой­ствами, называется металлическим сплавом. Есте­ственно, что строение сплава более сложное чем чистого металла и зависит, главным образом, от того, в какие взаимодействия вступают компонен­ты, составляющие его. Взаимодействия компонен­тов, в свою очередь, зависят от условий процесса литья.
В твердом состоянии может не быть химическо­го взаимодействия между компонентами и просты­ми веществами, образующими сплав. Тогда строе­ние сплава является механической смесью отдельных частиц, зерен обоих компонентов. Такие сплавы образуют сурьма и свинец, кадмий и висмут и другие (например, сплав Мелота).
Механическая смесь компонентов образуется тогда, когда последние не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединения. При этих условиях сплав будет состоять из кристал­лов компонентов, отчетливо выявляемых при мик­роскопическом анализе.
Составляющие сплав вещества могут вступать в химическое взаимодействие, образуя химические соединения, или взаиморастворяться друг в друге, образуя растворы (например, при погружении алю­миния в расплавленную медь или при соприкосно­вение платаны с расплавленной сурьмой).
Кроме механической смеси и химических со­единений возможно образование таких фаз, кото­рые не могут быть полностью отнесены к перечис­ленным и являются как бы промежуточными, например твердый раствор, при котором даже при значительном увеличении нельзя различить состав­ляющие его частицы, так как одно вещество находится в состоянии ионов, атомов и молекул и внедряется в промежутки между молекулами друго­го вещества. Примером могут служить системы (сплавы)I никель–хром, медь–никель и другие. Например, аустенитная структура (твердый раствор углерода в железе) нержавеющей стали.
В жидком состоянии большинство металличес­ких сплавов, применяемых в технике, представляют собой однородные жидкости, то есть жидкие ра­створы. При переходе в твердое состояние во мно­гих таких сплавах однородность сохраняется, следовательно, сохраняется и растворимость. Твердая фаза, образующаяся в результате кристаллизации такого сплава, называется твердым раствором.
Следовательно, в отличие от механической сме­си, твердый раствор является однофазным, состоит из одного вида кристаллов, имеет одну кристалли­ческую решетку.
Строение и свойства сплавов определяются фа­зовыми превращениями, протекающими при на­греве и охлаждении сплавов.
Существует специальная классификация видов термической обработки, в соответствии с которой они могут быть разбиты на пять групп.