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Edelmetall-Legierung zum Aufbrennen von Porzellan für zahnärztliche Zwecke
Zur Herstellung von Kronen und Brücken für den Frontzahnbereich wurde schon seit langem versucht,
Edelmetall-Legierungen mit zahnkeramischen Massen zu kombinieren. Auf Käppchen undGerüste aus Pla- tin-Iridium-Legierungen, die entweder gegossen oder aus Blechstreifen und Drähten zusammengelötet worden waren, wurden zahnkeramische Massen aufgebrannt.
Obwohl die so mit keramischen Massen um- kleideten oder auch nur partiell an den sichtbaren Bereichen verblendeten zahnärztlichen Arbeiten in funktioneller und ästhetischer Hinsicht durchaus befriedigten, konnten sie sich nicht durchsetzen, einer- seits weil die Verarbeitungstechniksehr schwierig war, anderseits weil sich wegen der unterschiedlichen mechanischen und physikalischenEigenschaften von keramischer Masse und Legierung sehr oft Misserfolge einstellten.
In jüngster Zeit wurden Versuche bekannt, einzelne Kronen auf der sichtbaren Labialseite durch Aufbrennen von keramischen Massen zu verblenden oder an vorgefertigte PorzellanfacettenAufbauten aus Edelmetall-Legierungen anzugiessen. Die Porzellanmassen konnten jedoch in kosmetischer Hinsicht nicht befriedigen und die hiefür bekanntgewordenen Legierungen zeigten entweder eine zu geringe Festigkeit oder liessen sich wegen ihres sehr hoch liegenden Schmelzbereiches nur schwierig vergiessen.
Die üblichen zahnärztlichen Edelmetall-Legierungen, die auf Gold-Silber-Kupfer-oder PalladiumSilber- Kupfer-Basis aufgebaut sind und oft auch noch Zusätze von Platinmetallen enthalten, genügen nicht den Anforderungen, die an eine Legierung gestellt werden, auf die zahnkeramische Massen aufgebrannt werden sollen, weil der Soliduspunkt dieser Legierungen über der Aufbrenntemperatur der keramischen Massen liegen muss und beim Aufbrennen keine Oxyde entstehen dürfen, die mit der keramischen Masse reagieren und sie verfärben.
Anderseits ist zur Herstellung einer Haftung der keramischen Masse auf der Legierung die Bildung von "Haftoxyden"in mässigem Umfang erwünscht. Die Legierung muss weiterhin eine ausreichend hohe Festigkeit aufweisen, weil schon geringe elastische oder plastische Formänderungen wegen der unterschiedlichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften zwischen Legierung und Keramik zu einem Abplatzen der keramischen Massen führen können.
Schliesslich soll die Legierung einen möglichst gelben Farbton aufweisen, damit sie gegenüber den im weniger sichtbaren Bereich vorhandenen, ganz aus Goldlegierungen gefertigten Arbeiten nicht allzu sehr absticht.
In den letzten Jahren sind Speziallegierungen zum Aufbrennen von zahnärztlichen keramischen Massen bekanntgeworden, die aber den gestellten Anforderungen nur in beschränktem Umfang genügten. Legierungen, die nur aus Platinmetallen bestehen, haben einen sehr hoch liegenden Schmelzbereich und sind daher mit den üblichen Einrichtungen eines zahntechnischen Laboratoriums, wenn überhaupt, nur schwierig zu schmelzen und zu giessen. Auch ihre Farbe ist wenig ansprechend. Mitunter ist der Gehalt an Unedelmetallen in diesen Legierungen ausserdem so hoch, dass beim Aufbrennen der keramischen Massen Verfärbungen entstehen.
Legierungen zum Aufbrennen von Porzellan, die aus etwa 85 % Gold, 0 - 5 gO Palladium und bis zu 15 % Platin bestehen, sind zwar relativ leicht zu erschmelzen, und ihr Farbton genügt den Anforderun-
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gen. Sie sind jedoch verhältnismässig weich und können daher für Brücken nicht verwendet werden.
Es sind ausserdem Legierungen bekanntgeworden, die neben den oben genannten Bestandteilen noch bis zu 5% Silber und kleine Zusätze von bis zu etwa l % Indium und/oder Zinn enthalten. Diese Legierungen weisen jedoch trotz mancher günstigen Eigenschaften noch merkliche Nachteile auf. Die grobkörnigen zahntechnischen Güsse neigen beim Aufbrennen der keramischen Massen meist infolgeSammelkristallisation zu einer weiteren Vergröberung des Gefüges.Dadurch werden die Festigkeitseigenschaften vermindert, und die mit der Grobkörnigkeit zumeist verbundene Inhomogenität der einzelnen Kristalle kann im Munde zu Verfärbungen Anlass geben.
Es ist bekannt, dass durch kleine Zusätze von Platinmetallen, z. B. Iridium, Rhodium und Ruthenium, das Gefüge von Goldlegierungen, auch von solchen, die Palladium und Platin enthalten, sowohl in rekristallisiertem als auch im gegossenen Zustand verfeinert werden kann. Der Kornverfeinerungseffektnimmt mit steigender Schmelz-bzw. Giesstemperatur jedoch rasch ab, so dass die Wirkung bei Legierungen oben genannter Zusammensetzung in bescheidenem Rahmen bleibt.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch einen geringen Zusatz von Rhenium zu Legierungen, die im wesentlichen aus Gold, Palladium, Platin, Indium und Zinn bestehen und gegebenenfalls noch untergeordnete Mengen Silber, Iridium und/oder Zink enthalten, eine erhebliche Verbesserung der Eigenschaften zu erzielen ist, die wohl im wesentlichen auf einer durchgreifenden Kornverfeinerung beruht. Es hat. sich ausserdem gezeigt, dass die Haftung der keramischen Massen an den Legierungen gemäss
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Rheniumanteil von 0, 1 bis 0, 5 Ufo. Die Legierungen können ausserdem noch bis zu 5 % Palladium, bis zu 5 % Silber, bis zu 1 ; Kupfer, bis zu 0,5% Zink und 0, 05 Ufo bis 0, 5 % Iridium enthalten.
Um den Einfluss des erfindungsgemäss anzuwendenden Zusatzes von Rhenium zu zeigen, sind in der
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<tb>
<tb> Au <SEP> Pt <SEP> Pd <SEP> Ag <SEP> In <SEP> Sn <SEP> Ir <SEP> Cu <SEP> Re
<tb> A <SEP> 85 <SEP> 8,0 <SEP> 3,9 <SEP> 1,4 <SEP> 0, <SEP> 75 <SEP> 0, <SEP> 75 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP>
<tb> B <SEP> 85 <SEP> 7,8 <SEP> 3,9 <SEP> 1,4 <SEP> 0, <SEP> 75 <SEP> 0. <SEP> 75 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 2. <SEP>
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Tabelle 1 :
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<tb>
<tb> Legierung <SEP> Kornzahl/mm2 <SEP> Vickershärte, <SEP> kgjmm2
<tb> Gusszustand <SEP> weichgeglüht <SEP> ausgehärtet
<tb> A <SEP> etwa <SEP> 1100 <SEP> 105 <SEP> 1) <SEP> 145 <SEP> 2) <SEP>
<tb> 90 <SEP> 3) <SEP> 165 <SEP> 4) <SEP>
<tb> B <SEP> etwa <SEP> 1500 <SEP> 96 <SEP> 1) <SEP> 145 <SEP> 2) <SEP>
<tb> 92 <SEP> 3) <SEP> 170 <SEP> 4). <SEP>
<tb>
1) 15 Minuten 800 C
2) 15 Minuten 8000C + 15 Minuten 5000C
3) 15 Minuten 9500C
4) 15 Minuten 9500C + 15 Minuten 5000C
Die Tabelle zeigt, dass bei praktisch unveränderten Härtewerten eine nennenswerte Kornverfeinerung eingetreten ist, die die Festigkeit und Homogenität der Legierung erheblich verbessert.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemässen Legierung liegt weiterhin, wie erwähnt, in der besseen Haftfestigkeit der aufgebrannten Porzellanmasse. Zur Feststellung der Haftfestigkeit wurden jeweils Plättchen aus verschiedenen Legierungen mit den ungefähren Massen 10 X 6 X 4 mm auf einer Seite mit
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Porzellan verkleidet. Die Proben wurden dann in Kunstharz eingebettet, so dass die Porzellanseite nach oben gerichtet war. Diese Proben wurden der Wirkung eines Fallhammers von 50 g Gewicht ausgesetzt, der aus verschiedener Höhe auf die Oberfläche der Probe fallengelassen wurde. Zunächst wurde die Höhe um je 10 cm bis auf 60 cm gesteigert und bei dieser Höhe der Fallversuch solange wiederholt, bis die aufgebrachte Porzellanschicht absplitterte.
Zu den Versuchen wurden Legierungen in der Zusammensetzung A und B gemäss Beispiel 1 sowie ein weiteres Legierungspaar C und D mit nachstehender Zusammensetzung verwendet
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<tb>
<tb> Au <SEP> Pt <SEP> Pd <SEP> Ag <SEP> In <SEP> Sn <SEP> Ir <SEP> Re
<tb> C <SEP> 85 <SEP> 10 <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP>
<tb> D <SEP> 85 <SEP> 9. <SEP> 8 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP>
<tb>
Der Porzellanüberzug wurde jeweils unter normaler Atmosphäre (a) und im Vakuum (b) aufgebrannt.
Dabei zeigten sich folgende Ergebnisse :
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<tb>
<tb> Legierung <SEP> cm <SEP> Fallhöhe <SEP> cm <SEP> Fallhöhe
<tb> a <SEP> b <SEP>
<tb> A <SEP> 29 <SEP> X <SEP> 60 <SEP> : <SEP> schalenartiger <SEP> Sprung <SEP> 1 <SEP> x <SEP> 60 <SEP> : <SEP> schalenartiger <SEP> Sprung
<tb> 7 <SEP> x <SEP> 60 <SEP> : <SEP> grössere <SEP> Splitter
<tb> B <SEP> 50 <SEP> X <SEP> 60 <SEP> : <SEP> keine <SEP> Auswirkung <SEP> 11 <SEP> x <SEP> 60 <SEP> : <SEP> grössere <SEP> Splitter
<tb> C <SEP> 11 <SEP> X <SEP> 60 <SEP> : <SEP> grössere <SEP> Splitter <SEP> 40 <SEP> : <SEP> Splitter <SEP>
<tb> D <SEP> 19 <SEP> x <SEP> 60 <SEP> : <SEP> grosse <SEP> Splitter <SEP> 20 <SEP> X <SEP> 60 <SEP> : <SEP> kleine <SEP> Splitter.
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Die erhöhte Widerstandsfähigkeit der gemäss der Erfindung rheniumhaltigen Legierungen gegen Absplittern bei Schlagbeanspruchung lässt erkennen, dass die neuen Legierungen für das Aufbrennen von Porzellan besonders geeignet sind, weil sie eine erhöhte Haftfestigkeit gegenüber dem aufgebrannten Überzug ergeben.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Edelmetall-Legierung zum Aufbrennen von Porzellan für zahnärztliche Zwecke, bestehend aus