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Goldlegierung zum Aufbrennen von Porzellan für zahnärztliche Zwecke
Die Erfindung bezieht sich auf eine Goldlegierung zum Aufbrennen von Porzellan für
zahnärztliche Zwecke mit wenigstens einer Legierungskomponente aus der Gruppe der
Platinmetalle und mit wenigstens einer weiteren Legierungskomponente, die nicht
zur Platinmetall-Gruppe gehört, zur Steigerung der Aushärtbarkeit und zur Kornverfeinerung.
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An Goldlgegierungen der genannten Art werden folgende Anforderungen
gestellt: 1. Gute Gießbarkeit.
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2. Hohe Härte bei minimaler Dehnung, da geringe elastische oder plastische
Formänderungen zum Abplatzen der Keramik führen können.
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3. Der Soliduspunkt der Legierung muß über der Aufbrenntemperatur
der Porzellanmasse liegen.
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4. Die als Verbindung zwischen Keramik und Metall dienende Oxydschicht
muß neben guter Haft vermittlung eine Farbe haben, die keine Farbtonänderung des
Porzellans auch bei dünnster Beschichtung ergibt.
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5. Die Farbe der Legierung soll nicht weiß oder blaß, sondern möglichst
gelbsund kräftig sein, damit evtl. sichtbare
Metallfljtchen der
durch die Legierung gebildeten Krone oder Brücke mit anderen im Mund vorhandenen
Goldflächen besser korrespondieren.
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6. Der Edelmetallgehalt der Legierung muß ausreichend hoch sein,
um die Korrosion der Krone bzw. Brücke im Munde zu verhindern.
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Eine an sich bekannte Legierung der eingangs genannten Art enthält
als Zusätze 0,1 bis 2% Palladium, 0,1 bis 2% Indium, 0,05 bis 1% Zinn und 0>05
bis 1% Rhenium, wobei der zuletzt genannten Legierungskomponente nicht nur eine
Kornverfeinerung sondern auch eine verbesserte Haftung der keramischen Massen an
der Legierung zugeschrieben wird (deutsche Patentschrift 1 183 247).
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Eine Variante dieser Legierung mit gesteigerter Aushärtbarkeit enthält
als Zusatz 0,1 bis 1% Eisen (deutsche Patentschrift 1 533 233).
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Die bekannte Legierung kann zusätzlich noch bis zu 5% Silber, bis
zu 1% Kupfer, 0,05 bis 0,5% Iridium und/oder bis zu 0,5% Zink enthalten.
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Bei der Verwendung von Rhenium muß bei der Ersterschmelzung der Legierung
die Schmelze sehr stark Uberhitzt werden, um das Rhenium (Schp.31800C) in den flüssigen
Zustand zu überführen.
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Bei der Abkühlung der Schmelze entstehen Kristallisationskeime in
Form von reinen Rhenium-Kristallen oder Rhenium-Mischkristallen (z.B. Re-Pt, Re-Pd).
Infolge der stattgefundenen Schmelz-Uberhitzung ist jedoch der überwiegende Teil
der Kristallisationskeime in der Reatschmclze abgetötet worden. Hierdurch kommt
die beabsichtigte kornfeinende Wirkung des Rheniums, auch beim Wiederaufachmelzen
der Legierung beim Anwender, nicht voll zur Geltung.
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Die Farbe der in Betracht gezogenen Legierung ist weißlich-grau bis
blaßgelb bei grauer Oxydschicht.
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Es wurde nun dborrascluen-Serweiso gerundors daß durch Zusatz von
Titan eine wesentliche Verbesserung dor erwünschten !Lp;'nschaften
der
Legierung, insbesondere im Sinne der oben unter 2. und 5. genannten Anforderungen,
zu erzielen ist.
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Serienversuche haben ergeben, daß diese Eigenschaften durch Zusatz
geringer Mengen Eisen gesteigert werden können.
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Zwei Beispiele der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Legierung
im Vergleich zu an sich bekannten Legierungen ergeben sich aus der nachstehenden
Tabelle I.
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Der Einfluß des erfindungsgemäß anzuwendenden Zusatzes von Titan sowie
des Zusatzes von Eisen ergibt sich aus der Tabelle II.
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Tabelle I Zusammensetzung in Gewichtsprozent
| Le- |
| gie Au Pt Pd Ir Ti Fe Ag Cu In Re Sn Zn |
| rung |
| A 80-90 5 - 0,5- 0,05 - - # 5 # 1 0,1- 0,05 0,1- 0,5 |
| B 83,8 7,8 4,9 0,1 - 0,2 1,2 0,3 1,0 0,2 0,5 - |
| B 83,8 7,8 4,9 0,1 - 0,5 0,9 0,3 1,0 0,2 0,5 - |
| C 85,0 7,9 5,0 0,1 2,0 - - - - - - - |
| D 84,0 7,9 5,0 0,1 2,0 0,1 - 0,9 - - - - |
In Tabelle I bedeuten: A : Legierungsbeispiel aus der deutschen Patentschrift 1
183 247 B = Legierungsbeispiel aus der deutschen Patentschrift 1 533 233 erfindungsgemäßes
Legierungsbeispiel D = erfindungsgemäßes Legierungsbeispiel
Tabelle
II Eigenschaften der Legierung Legierung HB HB 8 5 8 5 Kornzahl weich vergütet %
% pro mm² kp/mm2 kp/mm2 weich vergütet Guß A 90 a) 150 b) K.A. K.A. K.A.
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B 181 a) 213 b) K.A. K.A. 2200 - 2900 B 193 a) 228 b) K.A. K.A. 2900
- 4400 C 150 a) 260 b) 4 a) 1 b) ca. 10.000 D 150 a) 270 b) 8 a) 1 b) ca. 15.000
In Tabelle II bedeuten: K.A. = keine Angaben in der angezogenen Patentschrift a)
: 15 Minuten bei 950 0C geglüht, an Luft abgekühlt b) r 15 Minuten bei 9500C geglüht,
an Luft abgekühlt + 15 Minuten bei 550 bis 6000C angelassen HB : Brinelihärte in
kp /mm2 #5 % = bleibende Dehnung in % der ursprünglichen Länge, gemessen an Prüfstäben.
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Aus den Tabellen geht hervor, daß die durch Vergüten erzielbare Brinellhärte
von Gold-Platin-Palladium-Legierungen durch Zulegieren von Titan, insbesondere in
Verbindung mit Eisen im Vergleich zu Rhenium und Eisen enthaltenden Legierungen
von etwa gleichem Gold-Platin- und Palladiumgehalt wesentlich gesteigert wird.
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Darüber hinaus zeichnen sich die erfindungsgemäß hergestellten Legierungen
durch einen ästhetisch ansprechenden, vergleichsweise kräftigen gelben Farbton auf.
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Besonders auffallend ist die kornfeinende Wirkung des Titans, insbesondere
in Verbindung mit Eisen.
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Weiterhin ist die außerordentlich geringe Dehnung der erfindungsgemäßen
Legierung im vergüteten Zustand hervorzuheben.
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Diese weist darauf hin, daß der Werkstoff eine gewisse Starrheit besitzt,
ohne seine Elastizität vollkommen einzubüßen.
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Die Dehnungswerte (3 - Werte) der auf dem Markt befindlichen Goldlegierungen
vergleichbarer Härte für zahnärztliche Zwecke liegen wesentlich höher. Sie betragen
in einem Falle, nämlich bei Degudent universal" 129, nach Glühen ohne Vergüten und
11% nach Vergüten (zur Zeit der Anmeldung gültigs Katalog Dental-Erzeugnisse Degussa,
Seite 15). In einem anderen Falle, nämlich bei "Herador hart" liegen diese Werte
bei 10% nach Glühen ohne Vergüten und bei 9% nach Vergüten (Anlage zu dem z.Zt.
der Anmeldung gültigen Prospekt: Heraeus Dental-Erzeugnisse").
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Die Starrheit der erfindungsgemäßen Legierung stellt sicher, daß das
aufgebrannte Porzellan bei Belastung des Metallgerüstes nicht abplatzt.
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Für die Prüfung der Haftfähigkeit der Keramik auf der Legierung steht
kein objektiv messendes Verfahren zur Verfügung, das genau reproduzierbare, zuverlässige
Daten liefert. Die Haftfähigkeit im Vergleich zu bereits auf dem Markt befindlichen
Aufbrennlegierungen wurde daher durch Hämmern beurteilt.
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Die diesbezüglichen Vergleiche lassen vermuten, daß bei der erfindungsgemäßen
Legierung die Haftfähigkeit besser ist als bei den an sich bekannten Legierungen.
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Die bräunliche Farbe der als Haftschicht fungierenden Oxydschicht
beeinflußt die Farbe des aufgebrachten Porzellans nicht negativ sondern vermittelt
dem durchscheinenden Porzellan aüch bei dünnster Beschichtung einen"warmen"Farbton
Die kornfeinende Wirkung des Titans, z.B. bei Stahl- und
Aluminium-Legierungen
ist bekannt. Überraschend ist jedoch die außerordentlich starke kornfeinende Wirkung
des Titans bei Gold-Platin-Palladium-Legierungen. Wie aus der Tabelle II ersichtlich,
ist die Kornzahl pro mm2 um etwa den Faktor 3 - 4 größer als bei den Legierungen,
die Rhenium und Eisen als Zusatz enthalten. Der erfindungsgemäße Zusatz (Schmelzpunkt
des Titans = 1668 0C) erfordert infolge seines z.B. im Vergleich zu Platin (Schmelzpunkt
17680C) relativ niedrigen Schmelzpunktes keine Überhitzung der Schmelze und kann
seine kornfeinende Wirkung voll entfalten.
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Kupfer dient als Träger bei Einführung des Eisenzusatzes, welcher
die mechanischen Eigenschaften der Legierung verbessert.
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Die Kupferkomponente hat in den angegebenen Grenzen erstaunlicherweise
keinen negativen Einfluß auf die Farbe des Haftoxyds.
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Die erfindungsgemäßen Legierungen lassen sich durch langsames Abkühlen
nach dem Glühen oder durch nachfolgende zusätzliche Wärmebehandlung vergüten.