DE1533233C

DE1533233C - Goldlegierung zum Aufbrennen von Porzellan für zahnärztliche Zwecke

Info

Publication number: DE1533233C
Authority: DE
Inventors: Ewald Dr. 7530 Pforzheim Wagner
Original assignee: Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: Evonik Operations GmbH

Description

Zur Herstellung von Kronen und Brücken für den Frontzahnbereich wurde schon seil langem versucht. Edelmetall-Legierungen mit /ahnkeramischen Massen zu kombinieren. Auf Käppehen und Gerüste aus Platin-Iridiuin-Legierungen. die entweder gegossen oder aus Blechstreifen und Drähten zusammengelötet worden waren, wurden zahnkeramische Massen aufgebrannt. Obwohl die so mit keramischen Massen umkleideten oder auch nur partiell an den sichtbaren Bereichen verblendeten zahnärztlichen Arbeiten, in funktioneller und ästhetischer Hinsieht durchaus befriedigten, konnten sie sich nicht durchsetzen, einerseits weil die Verarbeitiingstechnik sehr schwierig war. andererseits weil sich wegen der unterschiedlichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften 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 Pozellanfacetten Aufbauten aus Edelmetall-Legierungen anzugießen. Die Porzellanmassen konnten jedoch in kosmetischer Hinsicht nicht befriedigen, und die hierfür bekanntgewordenen Legierungen zeigten entweder eine zu geringe Festigkeit oder ließen sich, wegen ihres sehr hoch liegenden . Schmelzbereichs nur schwierig vergießen.

Die üblichen zahnärztlichen Edelmetall-Legierungen, die auf Gold-Silber-Kupfer- oder Palladiuin-SilbeV-Kupfer-Basis aufgebaut sind und oft auch noch Zusätze von Platinmetallen enthalten, genügen den Anforderungen, die an eine Legierung, auf die zahnkeramische Massen aufgebrannt werden sollen, gestellt werden, nicht, da der Soliduspunkt dieser Legierungen über der Aiifbrcnntemperatur der keramischen Massen liegen muß und beim Aufbrennen keine Oxyde entstehen dürfen, die mit der keramischen Masse reagieren und sie vorfiirben. Andererseits 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, da 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 Spezialisierungen 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 bis 5% Palladium und bis zu 15% Platin bestehen, sind zwar relativ leicht zu erschmelzen, und ihr Farbton genügt den Anforderungen. Sie sind jedoch vernältnismäßig weich und .können daher für Brücken nicht verwendet werden. Es sind außerdem Legierungen bekanntgeworden. die neben den obengenannten Bestandteilen noch bis zu 5"„ Silber und kleine Zusätze von bis zu etwa !"„ Indium und oder Zinn enthalten. Diese Legierungen weisen jedoch trotz mancher günstiger Eigenschaften noch merkliche Nachteile auf Die grobkörnigen zahntechnischen Güsse neigen beim Aufbrennen der keramischen Massen meist infolge Sammelkristallisation zu einer weiteren Vergrößerung des Gefüges. Dadurch werden die Festigkeitseigenschaften vermindert, und die mit der Grobkörnigkeit zumeist

is 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 in gegossenem Zustand verfeinert werden kann. Der Kornverfeinerungseffekt -■ nimmt mit steigender Schmelz- bzw. Gießtemperatur jedoch rasch ab. so daß die Wirkung bei Legierungen obengenannter Zusammensetzung in bescheidenem Rahmen bleibt. Zur Kornverfeinerung in zur Herstellung von Spinndüsen dienenden goldreichen oder auch platinreichen Legierungen der Metalle Gold und Platin hat man an Stelle von oder in Ergänzung

zu Rhodium-iiuch Rhenium in geringen Mengen, z. B. . von 0.1 bis 4'-'„. verwendet.

Durch die deutsche Patentschrift Il S3 247 sind Goldlegierungen zum Aufbrennen von Porzellan für

. zahnärztliche Zwecke bekannt, die aus 5 bis 15",,

Platin. 0.5 bis 5"„ Palladium. 0.1 bis 2" „ Indium. 0.1 bis 2"„ Zinn. 0.05 bis 1"„ Rhenium. Rest 80 bis 90" ο Gold bestehen.

Diese Legierungen können zusätzlich noch bis zu 5"„ Silber, bis zu 1°„ Kupfer. 0.05. bis 0.5",, Iridium und oder bis zu 0.5" „ Zink enthalten.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß durch Zusatz eines geringen Anteils von Eisen eine erhebliche Verbesserung der/ Eigenschaften erzielt werden kann. Bei einem mit Legierungselementen gesättigten Mischkristall wird das Ausmaß der Aushärtung bei Zusatz eines weiteren Elements zumeist nicht stark geändert. Es war daher überraschend, daß durch kleine Zusälze von Eisen bei einem Goldmischkristall, der z. B. Silber. Kupfer. Palladium.

50. Platin. Zinn. Indium enthält, die Aushärtbarkeit ganz erheblich gesteigert werden kann.

Unerwartet war der Effekt eines kleinen Eisenzusatzes auf die Kornzahl der Legierungen in gegossenem Zustand, zumal wegen der Löslichkeit des Eisens im Goldmischkristall im Gegensatz zu Rhenium keine Kornverfeinerung zu erwarten war.

Weitere Vorteile der Erfindung sind im folgenden an Hand der Beschreibung der nachstehenden Tabellen erläutert.

Es ist an sich bekannt. Eisen bei Goldlegierungen zum Aufbrennen keramischer Massen zuzusetzen (»Guide to Dental Materials«. 1966. American Dental

- Association. S. 25). Der gemeinsame Zusatz von Eisen und Rhenium ergibt jedoch in dem beanspruchten Legierungsbereich Vorteile, die für den Fachmann nicht vorauszusehen waren. Es wird eine Härteerhöhung sowohl bei langsamer Abkühlung nach dem Glühen, wie es auch nach dem Aufbrennen von

. keramischen Massen üblich ist. als auch nach /usät/iicher Aushärtung bei mittleren Temperaturen erreicht. Das Gefüge /ahntechiiischer Güsse wird in beträchtlichem Ausmaß verfeinert, außerdem wird die Neigung /um Durchbiegen beim Brennen herabgesetzt.

Die Haftfestigkeit keramischer. Massen auf den erlindungsgemäßen Legierungen, gemessen nach der Methode von Sh e 11 und N i e 1 s e η (S hell. J. S.. und Nielsen. J. P.. Study of the bond between Hold alloys and porcelain. .1. Dent. Res.. 41. S. 1424 bis 1437 [1962]) beträgt 8 bis K) kg mm². Der Bruch tritt dabei- jedoch /wischen der Grtrnd- und der Deckmasse ein. d. h.. der Meßwert gibt die Scherfestigkeit /wischen den beiden keramischen· Massen an. Die Haftfestigkeil der Keramik auf der Legierung übersteigt den angegebenen Wert: Unterschiede /wischen den Legierungen lassen sich daher bei Legierungen mit hoher .Haftfestigkeit nicht objektiv erfassen. . .

Die erlindungsgemäßen Legierungen bestehen aus 5 bis 15",, Platin. 0.5. bis 10" „ Palladium. 0.1 bis 2"„ Indium. 0.1 bis 2" „ Zinn. 0.05 bis i"„ Rhenium. Rest 70 bis 90" „ Gold und sind durch einen Gehalt von 0.1 bis l"₀ Eisen gekennzeichnet. Die Legierungen können außerdem noch bis /u 5",, Silber, bis /u Ϊ",, Kupfer, bis /u 0.5",, Zink und 0.05 bis 0.5" „ Iridium.' ein/ein oder /u mehreren enthalten. Die Zusammensetzung der Legierungen und ihre Härte im Vergleich mit ähnlichen. /. B. durch, die deutsche Patentschrift 1 1 S3 247 bekannten Legierungen eriieben sich aus der Tabelle 1. .

Während der Schmelzbereich der Legierungen aI bis el) bei etwa 1200 bis etwa 1070 C^liegt. "haben die Legierungen e) bis i) ein etwas höher liegendes Schmelzintervall von etwa 1270 bis etwa 1130 C. Letztere Werkstoffe sind daher besonders für Arbeiten geeignet, bei denen vor dem Aufbrennen keramischer Massen noch Lotungen durchgeführt werden, da sie zwischen Solidustemperatur und Aufb'renntemperatur noch genügend Spielraum lassen. . '

Die Gefügeyerfeinerung. die bei den Legierungen gemäß der Erfindung eintritt, gehl aus der Tabelle 2 hervor, in die zum Vergleich auch die Kornzahlen einiger Legierungen mit Eiscnziisützen allein eingetragen wurden. ■ ■

■5 Als Bewertungsmaßstab für die Legierungen zum Aufbrennen von Porzellan wird mitunter der Widerstand gegen Durchbiegung bei Temperaturen im Aufbrennbereich gemessen, dabei werden gegossene Proben mit den Abmessungen etwa 50 χ etwa 6 χ

-° etwa 1 mm auf zwei Träger aus Edelmetall oder keramischem Material flach aufgelegt und für eine bestimmte Zeit in den Brennofen eingebracht. Nach Entnahme wird diese Prozedur wiederholt und dann die Durchbiegung in der Mitte der Probe gemessen,· Bei gleichen Versuchsbedingiiiigen zeigen dabei die Eisen und Rhenium enthaltenden Proben beim Vergleich mit Legierungen, die keinen der beiden oder nur einen dieser Legierungsbestandteile enthalten, eine uirTetwa 50" „ geringere Durchbiegung.

I₁O-

Tabelle

	S Ag	Au ._.. _.	Cu	iusamnienset/img in Gewichtspr	In	Ir	. Pd
	<5 .	Rest 80 bis 90	<1	Fe	I 0.1 bis 2	0.05 bis 0.5	0.5 bis 5
Legierung nach deutscher Patent schrift 1 183 247	1.2	84	0.3	—	1.0	0.1	4,9
Bekannte Legierung ■= Degudent	1.2	84	0.3		LO ■	0.1	4.9
a) 37I9*)	0.9	84	0.3	0.2	1.0	0.1	• 4.0
b)3721*)	1.2	83.8	0.3	0.5	■1.0	0.1	4.9
O 3739	0.9	83.8	0.3	0.2	1.0	0.1	4.9
d) 3740	1.2	77.5	0.3	0.5	1.5	0.1	8,9
e) 3672*)	1.2	77.5	0.3	—	1.5	0.1	8,9
I) 3724*)	0.9	77.5	0.3	0.2	1.5	0.1	8.9
g) 3725*)	1,2	77.3	0,3	0.5	1.5	0.1	8.9
h) 3737	0.9	77.3	0,3	0.2		0.1	8,9
i) 3738			0.5

Pt

bis 15

7,8 7.8 7,8 7,8 7,8 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8

Re

0.05
bis 1.0

0.2

0.2 0,2 0,2

0,2 0,2

Sn	Zn
0.1 bis 2	0,5
0.5
0.5	—
0.5	—
0,5	-_
0.5	—
0,5	—
0.5	—
0.5	-—
0.5
0,5

■Vickershärtc
kp nim'

nicht angelassen

(W)

90
bis 105

170
148
163
181
193
200
194
200
213
228

angelassen IaI

150
bis 200

200
206
214
213
228
232
233
245
248
264

*l Gehören nicht zu den erfindungsgemiiUen Legierungen.
W= 15 Minuten bei ^l>50 C geglüht an Luft abgekühlt,
a = 15 Minuten bei ^l)5() C geglüht an Luft abgekühlt

Y 15 Minuten bei 550 bis WK) C angelassen.

1 ODD <LDD

	;	.ouicriinu	5	/iisiii/L	in",,
	a)		Tabelle 2
	1-0	3719*);	koin/ahl nmr	Ix	Rc
I	C)	3721*)	bei Ailin-	0.2
d)	3739 '	lechnischcm (JuIl	0.5
f)	3740	etwa 1500	0.2	0.2
S?>	3724*) ■	elwa 2200	0.5	0.2
h)	3725*)	2200 bis 2900	0.2
i)	3737 .	2900 bis 4400	0.5
	373S	1500 bis 1900	0.2	0.2
	1900 bis 2200	0.5	0.2
	. etwa 2200
2200 bis 4400

Claims

Patentansprüche:

1. Goldlegierung zum Aufbrennen von Porzellan für zahnärztliche Zwecke, bestehend aus 5 bis 15" „Platin. 0.5 bis K)",, Palladium. 0.1 bis 2"„ Indium. 0.1 bis 2",, Zinn. 0.05 bis I",, Rhenium. Rest 70 bis 90",, Gold, dadurch gekennzeichnet, daß sie hoch 0.1 bis ·!",> Eisen enthält. ■

2. Legierung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich noch bis zu 5",, Silber, bis zu 1"„ Kupfer.·0.05 bis 0.5",, Iridium und oder bis zu 0.5",, Zink enthält.

*l Gehören nichl /u ilen erlindnnusyemälien Legierungen.