牙科低金含量銀鈀合金基礎(chǔ)研究.pdf

1、20世紀(jì)初精密鑄造技術(shù)被引入牙科修復(fù)工藝，從而大大推動(dòng)了貴金屬材料在牙科中的應(yīng)用。到70年代，由于國(guó)際金價(jià)的快速上漲，高金含量牙科合金的成本大大提高，因而促進(jìn)了替代合金的發(fā)展。目前的替代合金分為兩類：一是鈀銀合金、低金含量的鈀合金和銀合金，另一類是不含貴金屬的鑄造合金，如鈷鉻合金、鎳鉻合金等。 在我國(guó)由于歷史原因，牙科貴金屬合金的消費(fèi)量極少，只達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家消費(fèi)量的十分之一左右。不含貴金屬的牙科合金由于耐腐蝕性差，生物相容性低，戴

2、入口腔容易出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物的沉積并帶來相應(yīng)的不良反應(yīng)，如牙齦紅腫、出血、口臭等過敏反應(yīng)，正逐步減少其使用量。所以，研制并生產(chǎn)出適合我國(guó)國(guó)情的牙科合金是一個(gè)較為迫切的任務(wù)。銀鈀合金是金合金的有利替代品，它的貴金屬含量在30—50Wt％左右。尤其可貴的是，具有恰當(dāng)組分比例的鈀銀合金經(jīng)過一定的熱處理，其機(jī)械性能能夠滿足I-IV金合金的標(biāo)準(zhǔn)，可以用于嵌體、高嵌體、單冠、橋和整鑄支架修復(fù)，具有多功能、多目的的實(shí)際意義。由于金含量較低，大大降低了合金成

3、本。同時(shí)與非貴金屬合金相比，有更好的耐腐蝕性、生物相容性和抗氧化性，它是目前國(guó)際牙科合金研究的熱點(diǎn)之一。 典型Ag-Pd合金的主要組分是Ag 50-57 Wt％，Pd 25-33 Wt％，Cu10-15 Wt％，Au 5-20Wt％。Ag是銀鈀合金中含量最高的，資料顯示Ag含量超過一定范圍，會(huì)出現(xiàn)顯著的硫化現(xiàn)象，導(dǎo)致合金色澤灰暗，性能下降。而Pd的加入可以抑制Ag的硫化，阻止Ag<'+>析出，提高合金的抗腐蝕性能，提高合金的機(jī)械

4、性能，改善合金色澤，但是Pd含量過多會(huì)導(dǎo)致合金熔點(diǎn)升高，鑄造性降低，延伸率降低。Cu的加入可以降低合金的液相線溫度，使鑄造性良好，但是過多的Cu會(huì)使合金色澤發(fā)紅，降低材料的拋光度，含量大于20Wt％時(shí)還會(huì)顯著降低耐腐蝕性。Au在合金中的作用一般認(rèn)為可以提高延展性，改善合金的耐腐蝕性。 本課題旨在通過篩選，研制出恰當(dāng)?shù)牡徒鸷裤y鈀合金，通過對(duì)時(shí)效溫度、時(shí)效時(shí)間的控制，尋找最合適的時(shí)效處理程序，并探討由此帶來的合金在結(jié)構(gòu)、形態(tài)和元素

5、分布變化，力圖闡明合金的時(shí)效強(qiáng)化機(jī)制，為進(jìn)一步的研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在廣泛參考國(guó)外合金配方的基礎(chǔ)上，確定了合金的元素配比，利用WS-4非自耗真空熔煉爐熔煉出結(jié)構(gòu)致密，無氣孔的合金鑄錠，用中頻離心鑄造機(jī)鑄造為10×10×1mm的試樣。經(jīng)能譜分析證實(shí)合金組分與名義組分沒有差別，元素分布均勻，熔煉成功，合金的熔點(diǎn)范圍為984.6-1010.2℃，維氏硬度194.6。采用固溶處理后的試樣經(jīng)DSC分析測(cè)得合金相變溫度為459℃，確定時(shí)效

6、處理溫度為400℃，459℃和600℃。試樣在400℃時(shí)效處理20min，459℃時(shí)效處理10min，600℃時(shí)效處理5min顯微維氏硬度分別達(dá)到285.3，318.8和189.0，除了600℃時(shí)效處理5min組試樣外，均顯著高于ADA No.5標(biāo)準(zhǔn)第IV類金合金的硬度要求。 采用維氏顯微硬度、XRD、SEM和EPMA考察了在固定時(shí)效處理溫度(400℃，459℃，600℃)下，不同處理時(shí)間對(duì)合金硬度的影響及由此帶來的顯微結(jié)構(gòu)、形

7、態(tài)和元素分布的變化，結(jié)果表明：①400℃時(shí)效處理時(shí)合金硬度緩慢提高，同時(shí)在晶界和亞晶界處有富Cu的沉積相出現(xiàn)，合金的硬度提高與富Cu相沉積導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力有關(guān)，隨著時(shí)效時(shí)間的增加合金硬度逐漸提高，至?xí)r效50min時(shí)穩(wěn)定，在時(shí)效100min時(shí)達(dá)到最大值316，未見新的析出相；②459℃時(shí)效處理時(shí)合金硬度提高較快，達(dá)到最大值318后緩慢降低，之后又升高，然后降低。硬度的提高與富Cu相沉積導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力和新相的析出有關(guān)。掃描電鏡觀察到短棒狀的析出相

8、分布于沉積相所在區(qū)域，元素分析證實(shí)為含少量Au元素的Cu<,3>Pd；③600℃時(shí)效處理時(shí)合金硬度迅速提高至最大值287，之后降低。硬度的提高與富Cu相沉積導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力有關(guān)，時(shí)效后期合金硬度降低與內(nèi)應(yīng)力釋放有關(guān)，掃描電鏡觀察到有片狀析出相分布于沉積相所在區(qū)域，元素分析證實(shí)為Cu<,7>PdAu<,2>。 基于以上的研究結(jié)果，今后需要具體探討合金耐腐蝕性與時(shí)效時(shí)間的關(guān)系，合金的腐蝕行為以及腐蝕產(chǎn)物對(duì)組織的影響，此外作為烤瓷合金還需