DE2908203A1 - Gold-silber-legierungen mit guter anlaufbestaendigkeit fuer die zahntechnik - Google Patents
Gold-silber-legierungen mit guter anlaufbestaendigkeit fuer die zahntechnikInfo
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Description
290821
DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCHEIDEANSTALT VORMALS ROESSLER
6000 Frankfurt/Main, Yeißfrauenstrasse 9
Gold-Silber-Legierungen mit guter Anlaufbeständigkeit
für die Zahntechnik. 15
Die Erfindung betrifft Gold-Silber-Legierungen mit guter -\nlauf beständi gkeit für die Zahntechnik, ins-
besondere zum Giessen von Kronen, Brücken und Inlays. Dabei sind die Zusatzmetalle in ihren Massengehalten so
gewählt, dass die von Kupfer- und/oder Silberzusätzen ausgphende Gefahr von dunklen Verfärbungen im Mundmilieu
stark erniedrigt oder ganz beseitigt wird. 25
Zur Herstellung von Kronen und Brücken werden in der Zahntechnik Goldlegierungen bevorzugt, die aus ästhetischen
Gründen von gelber bis hellgelber Farbe sein sollen und deren ITärtewerte nach dem Giessen für Kronen
mindestens bei 120 IRr und für Brücken mindestens bei
150 HV liegen sollen. Diese Härtewerte werden seit
langem durch Zusätze von Platinmetallen und vor allem
von Kupfer erreicht, welches durch die vom System Silber-Kupfer ausgehende Mischunsslücke einen Aushärtungs-
mechani srrnis im Kristallgitter bei geeigneter Wärmebehandlung
oder bei langsamer Abkühlung nach dem Guss
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c ermöglicht. Andererseits haftet aber Jnipferhaltigen
Legierungen der Nachteil an, dass es im Mundmilieu oft zu braunen, schwarzen oder bläulichen Anlaufschichten
kommen kann, die hauptsächlich aus Kupfersulfid
bestehen und das Aussehen einer prothetischen Arbeit
IQ stark beeinträchtigen. Diese Erscheinung .tritt nach
kurzer Tragezeit im Munde auf, wenn es infolge Lokalelementbildung
zu einem dünnen Kupferniederschlag auf der Legierungsoberfläche gekommen ist, der sich durch
den Einfluss schwefelhaltiger Yerbindimgen im Speichel
unf^ <3en Nahrungsmitteln unter Sulfidbildung verfärbt.
Das Kupfer stammt aus dem an si-ch beständigen kupferhaltigen
Mischkristall der Legierung, aus dem es unter Gxidbildung beim Erhitzen an Luft herausdiffundiert und
sich an der Oberfläche oder in Erstarrungslunkern sammelt- Dieses Kupferoxid geht zwar beim Absäuern in
Lösung, kann sich dabei aber bei Verwendung einer Unedel-Metallpinzette
wieder auf der Legierungsoberfläche abscheiden. Ausserdem wird aus dem Inneren
von Lunkern das Kupferoxid· oft nicht, oder nur unvol1-ständig
durch Säure herausgelöst, vor allem dann, wenn
Lunker erst nach dem Absäuern durch Beschleifen des Guß
stücks eröffnet werden. In diesen Fällen geht das Kupferoxid oft erst nach Eingliederung der Arbeit in
den Mund des Patienten im Laufe von Wochen und Monaten
in Lösung, wobei dann Lokalelemente, die sich infolge differentieller Belüftung zwischen Innen- und Aussenbezirken
der Lunker bilden, zu einer Wiederahscheidung
der Kupferionen als Kupferfilm in der Nähe der Lunkeröffnung führen;
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5 Die durch das Kupfer bedingte Verfärbungsgefahr lässt
sich dadurch ausschalten, dass man auf den Kupferzusatz in den Legierungen verzichtet und ?ur Erzielung
der geforderten Härte anstelle von Kupfer Zusätze von Kobalt, Eisen und/oder Nickel (DE-OS 21 36 232) y Indium,
Zinn und Zink (DE-AS 21 39 331) oder erhöhte Zusätze
von Platin und Zink verwendet (DE-AS 25 09 476),
Legierungen der genannten Art haben sich als mund- und anlaufbeständig erwiesen, jedoch ergeben Zusätze
von Kobalt, Eisen und Nickel die Schwierigkeit, dass
die Legierungen beim Giessen oder Glühen sich mit Oxidschichten
überziehen, die mit, 'den in der Zahntechnik gebräuchlichen verdünnten Säuren (Salzsäure, verdünnte
Schwefelsäure oder Sulfaminsäure) nur schwer
herunter2ulöseasinö · Der erhöhte Zusatz von Platin
20 führt zu einer unerwünschten Verteuerung der Legierungen sowie 7.U einer „relativ starken Aufhellung der Goldfarbe
auch bei hohen Goldgehalten. Beide Nachteile fallen vor allem dann ins Gewicht, wenn aus Ersparnisgründen der
Goldgehalt eine gewisse Hohe nicht übersteigen soll,
Der völlige Verzicht auf Kupferzusätze hat sich bei
harten G öldlegierungen, die ihre Härte nur Zusätzen von
Piaίir^efalI en in Kombination mit Zink, Zinn oder
Indium verdanken, insofern als Nachteil herausgestellt,
als die Duktiiität der kupferfreien Legierungen deutlieh
niedriger ist als bei den kupferhalt igen, d.h. die Gefahr *-or Brüchen bei Verformungen ist grosser.
Vejterhir: bieten Kupferzusätze den Vorzug einer Vertiefung
der Goldfarbe. Es ist aus diesen Gründen in
der Zahntechnik wünschenswert, Goldlegierungen zu ver-
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f- wenden, die noch eine gewisse Menge an Kupfer enthalten,
ohne jedoch der Gefahr einer Verfärbung ausgesetzt zu sein.
Es ist an sich bekannt, dass reines Kupfer sich beim
IQ Glühen an Luft mit schwarzem Kupferoxid überzieht,
während Kupfer-Zink-Legierungen mit hohen Zinkgehalten
(Messing) bei gleicher Glühbehandlung hell bleiben, da sich hier an der Metalloberfläche nur
weisses Zinkoxid bildet, während die Kupferoxidir bildung unterdrückt wird. Die bekannten Dentalgoldlegierungen
mit relativ hohen-Kupferzusätzen und verhältnismässig
geringen Zinkznsätzen überziehen sich beim Glühen mit schwarzem Kupferoxid.
2Q Es ist weiterhin bekannt, dass die Anlaufempfindlichkeit
von Silber und Silberlegierungen gegenüber Schwefelverbindungen durch Zusätze von Indium Jn Verbindung
mit Zusätzen von Zinn und Zink wesentlich vermindert
werden kann (DE-OS 21 60 721), ohne dass die helle Silberfarbe durch einen Graustrich nennenswert
beeinträchtigt wird.
Es war daher \ufgabe der vorliegenden Erfindung, GoId-S
i 1 ber-Legierungen mit guter ,Anlauf Beständigkeit für die Zahntechnik, insbesondere ziim Giessen von Kronen,
Brücken und Inlays zu schaffen, die relativ goldarm
sind, trotzdem eine satte Goldfarbe besitzen, bart und trotzdem duktil sein sollten.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst,
dass man Legierungen verwendet, die Massengehalte von
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33-^8 fc Gold, 1 - IO lc Palladium, O - 5 <fo Platin,
0 - 0,2 £ Iridium und/oder Ruthenium, "5 - 9 % Kupfer,
1 - 6 $ Zink, 0,5 - h % Zinn, 2,5 - 10 # Indium, Rest
Silver, besitzen, wobei das Massenverhältnis von Kupfer;
Zink zwischen 1 : 1 und k : 1 liegt, der Massengehalt
V0T1 Kupfer nicht höher ist als der der Summe von Zink,
Zinn und Indium, der Massengehalt von Palladium höchi·
stens dreimal so gross ist wie der von Indium und den der Summe von Zink, Zinn und Indium nicht übersteigt.
Vorzugsweise liegt, das Massenverhältnis von Kupfer :
Zink zwischen 1 : 1 und 3 ; 1 und das Massenverhältnis
von Kupfer : Summe von Zink, Zinn und Indium zwischen
1 : 1 und 1:3.
Vortoi1 hafterweise liegt in diesen Legierungen die
Sumine der Massengehalte von Gold, Palladium, Platin,
Iridium und .Ruthenium zwischen kO und 50 Ci, die Summe
dieser Edelmetalle einschliesslich Silber über 80 %.
Besonders bewährt haben sich Legierungen, die Massengehalte von 35 - ^5 £■ Gold, 2-73 Palladium, 0,5
- 2 f> Platin, 0,05 - 0,2 fc Iridium und/oder Ruthenium,
Ί - S £ Kupfer, 2 - h fc Zink, 1 - 3 fc Zinn und 3 - 6 fr
Indium, Rest Silber, enthalten.
Es wurde beispielsweise festgestellt, dass Gussteile,
aus bekannten Legierungen mit etwa kQ % Gold, ;i0 - h5 %
Silber, 2 - 7 Ί Platinmetallen, 12 - 13 ^ Kupfer und
0 - Iff Zinn ohne sonstige Zusätze beim mehrstltndigen
Lagern in 0,1 mol/l Na2S-LÖsung dunkel anlaufen, wobei
dieser Effekt besonders deutlich bei hochglanzpolierten,
gegossenen Teilen auftritt, die bein Guss lunkerig ausgefallen sind. d.h. unter Bedingungen, wie sie bei
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zahnärztlichen Goldarbeiten meist gegeben sind. Demgegenüber
bleiben die erfindirngsgeraässen Legierungen
mit geringeren Kupfergehalten und dafür höheren Zinkgehalten
hei gleichzeitigem Zusatz von Indium und
Zinn unter den gleichen Yersuchsbedingtmgen hellgelb.
■jg nie Voraussetzung hierfür, ist, dass das Massenverhältnis
von Kupfer : Zink höchstens h : I he trägt un{j
das Massenverhältnis von Kupfer : Stimme von Zinkt Zinn
und Indium höchstens 1 : 1 beträgt. Eine weitere Voraussetzung ist, dass der Palladiimgehalt nicht zu hoch
ist, d.h. das Massenverhältnis von Palladium : Indium
darf höchstens 3 · 1 betragen--bzw. das Kassenverhältnis
'■on Palladium * Summe von Indium, Zink und Zinn
' höchstens 1 : 1 , da andernfalls das PalladitiHf mit den
genannten TJnedelmetalJen intermetallische Verbindungen
hoher Bildungswärme bildet, und damit ihre Wirksamkeit
als Inhibitoren der Kiipf eroxid- "bzw. Kupfer-
oder Silber-Siilfidbildung vermindert.
Versuche an verschiedenen bekannten Goldplatinlegierungen
sit Kupfer— und Zinkzusätzen haben ergeben,
dass handelsübliche Legierungen mit 9 - II ?ί Kupfer
nnd nur etwa 1 % Zink beim Glühen schwarz worden, d.h.
sich mit Kupferoxid überziehenf während eine erfin—
dungsgeroässe Legierung rait 9 5 Kupfer ηηύ 6 *? Zink
hell bleibt und in der bellen dünnen Oxidschicht Kupfer trotz des relativ hohen Kupferanteils in der
Legierung auch nicht in Spuren nachzuweisen ist. Eingehendere
Versuche, wie sie in Tabelle 1 und 2 dargestellt sind, "haben überraschenderweise ergeben, dass
der Kupfergehalt sogar noch bis zn einem Verhältnis von Cu : Zn = h : 1 angehoben werden kann, ohne dass
-Q-
030036/0433
c es zur Bildung von CuO beim Glühen oder Giessen der
Legierungen kommt, sofern allerdings der Kupferanteil die Anteile an Zink und Zinn und Indium nicht übersteigt.
Weiterhin wurde festgestellt, dass Legierungen mit
Silbergehalten von etwa 3^ $■ und n>-ehr bei Goldgehalten
zwischen 35 und k5 *"<
s Platingehalten von ca. 1 4. .
nun PaI ladiumgehalten von 2 bis 7 fc· bei Zusätzen von
3 bis 6 4 Indium, 1 bis 3 ^ Zinn und 2 bis 4 ^ Zink
]5 gegenüber Lösungen von Na0S oder H9S wesentlich
beständiger sind als Legierungen, denen diese Zusätze
fehlen oder die nur 1 fc Zink enthalten.
Pie Tabelle ?eigt eine Reihe der erfindungsgeraässen
Legierungen und ihre Eigenschaften. Sowohl durch
Glühen von Blechen bei 600°C als auch beim Gieseen von Yollgusskronen wurden Oxidschichten auf den Oberflächen
der Legierungsteile erzeugt. Diese Schichten wurden in verdünnter Salzsäure abgelöst und die Lo-
sung. Ruf Kupierionen geprüft. Bei diesen Legierungen
wurde kein Kupfer oder nur Spuren davon gefunden.
Bei einein anderen Test wurden Gussteile aus den in
der Tabelle aufgeführten Legierungen beschliffen
und poliert und nach einer Vorbehandlung mit einer
^,1 mol/l Milchsäure- und Natriumchlorid-Lösung mit
Oj l mol/l Xatriutnsulf id-Lösung hei gleichzeitig
durehge!eitetem Luftstrom behandelt. Sie zeigten
keine Verfärbungen. Dieser Test imitiert die Bedingungen
im Mundmilieu, wo ebenfalls Milchsäure durch entsprechende Bakterien gebildet wird, Matrium-
- 10 -
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chlqrid zumindest zeitweise zugegen ist und Sulfidionen durch Zersetzung der im Speichel vorhandenen
Thiocyanationen oder von schwefelhaltigen Aminosäuren
gebildet werden.
Die erfindungsgemässen Legierungen verhalten sich im
Munde wesentlich verfärhungsresistenter als solche,
deren Kupfergehalt höher bzw. deren Zink-, Zinn- und
Indiumgehalt niedriger liegt, wobei als besonderer Vorzug hinzukommt, dass dies auch für Legierungen
gilt, deren Goldgehalt niedriger liegt, als es bisher in der Zahntechnik üblich ist'.
Die Buktilität der erfindungsgemäseen Dentalgoldlegierungen
mit einem Kupferzusatz ist gegenüber im
Handel erhältlichen kupferfreien Legierungen deutlich
verbessert» Es wurde beispielsweise eine Bruchdehnung
von 24 $' im weichgeglühten Znstand und von
l6 % nach der anschliessenden Aushärtung gemessen,
gegenüber 13 bis 21 5* bzw. 5 bis 7 fi bei kupferfreien
25 Legierungen, obgleich der Zusatz an Zink, Zinn und
Indium bei den erstgenannten Legierungen höher liegt.
Bei Potentialmessungen mit einem hochempfindlichen
Galvanometer wurde überraschenderweise festgestellt,
dass beim Eintauchen der erfindungsgemässen Legierungen
zusammen mit einer handelsüblichen Dentalgoldlegierung
mit mehr als 75 ί Gold und Platinmetallen
in 0,1 mol/l Milchsäure- und 0,1 nol/l NaCl-Lösung
sich eine Potentialdifferenz von lediglich 10 bis
25 mV ergab, obgleich der Anteil der Gold und Platin-
- 11 -
BAD
metalle "bei den erf jndungsgemässen Legierungen um etwa
30 f* niedriger liegt als bei der hochgoldhaltigen Dentallegierung.
Die Beständigkeit gegenüber verdünnten Säuren wurde an einer Legierung mit zusammen 17 % Unedeltnetallen getestet.
Nach einer 17tägigen Lagerung von Proben in einer 1 ■*■ k verdünnten Salzsäure wurden Gewiohtsverluste
zwischen 0 und maximal 0,1 mg/cm festgestellt.
Pa diese Prüfsäure wesentlich stärker ist als jede im
Mund vorkommende Säure, kann ein etwaiger Saureangriff
auf die erfjndungsgemässen Legierungen in vivo ausgeschlossen werden.
- 12 -
030036/0433
| Mas: Nr. |
senge Au |
tialt Pt |
in fo Pd |
Ir | Ru | Ag | Cu | Zn | Sn | In | Schmelz intervall C |
CuQ- Bildunp; |
HV Guss |
| .1 | 35 | 9 | 39 | 8 | 4 | 2 | 3 | 845-780 | 220 | ||||
| 2 | 38 | 4 | 2 | 34,5 | 9 | 5 | 0,5 | 7 | 780-680 | _ | 230 | ||
| 3 | 40 | 1 | 4,9 | 0,1 | 42 | 4 | 2 | 2 | 4 | 905-775 | _ | 180 | |
| 4 | 40 | 1 | 5,9 | 0,1 | 41 | 4 | 1 | 3 | 4 | 920-800 | 160 | ||
| 5 | 40 | 1 | 5,9 | 0,1 | 40 | 4 | 2 | 2 | 5 | 900-795 | _ | 175 | |
| 6 | 40 | 5,91 | 0,09 | 41 | 4 | 2 | 2 | 5 | 895-795 | 180 | |||
| ■7 | 40 | 1 | 5,9 | 0,1 | 39 | 5 | 2 | 2 | 5 | . 900-750 | _ | 190 | |
| 8 | 40 | 1 | 5,9 | 0,1 | 38,5 | 5,5 | 2 | 2 | 5 | 880-730 | — | 195 | |
| 9 | 40 | 1 | 5,9 | 0,1 | 38 | 6 | 2 | 2 | 5 | 885-770 | 210 | ||
| •)0 | 40 | 1 | 6 | 36 | 8 | 2; . | 2 | 5 | 860-750 | — | 220 | ||
| Ul | 45 | 2 | 37 | 3 | 3 | 1 | 9 | 800-660 | 110 | ||||
| '/•12 | 48 | 1 | 25 | 7 | 6 | 3 | 10 | 630-560 | - | 270 |
Kupfer in der Oxidschicht nach dem Glühen oder Giessen nicht
oder nur in Spuren nachweisbar ■ ;
Prankfurt/Ma^in, 19.2.1979
PAT/Dr,Br.-Bi
Claims (3)
1. Gold-Silber-Legiertingen mit guter Anlaufbeständigkeit
für die Zahntechnik, insbesondere zum Giessen von Kronen, Brücken und Inlays, dadurch gekennzeichnet ,
dass sie Massengehalte von 33 - 48 % Gold,
O - 5 fc Platin, 1 - 10 <
Palladium, O - 0,2 fo
Iridium und/oder Ruthenium, 3 - 9 % Kupfer, 1 - 6 fc
Zink, 0,5 - h fi Zinn, 2,5 - 10 % Indium, Rest
Silber, besitzen, wobei das Massenverhältnis von
Silber, besitzen, wobei das Massenverhältnis von
Kupfer : Zink zwischen 1 : 1 und h : 1 liegt,
der Massengehalt. von Kupfer nicht höher ist als der
der Summe von Zink, Zinn und Indium, der Massengehalt von Palladium höchstens dreimal so gross ist
wie der von Indium und den der Summe von Zink, Zinn
und Indium nicht übersteigt. 35
-' — 2 —
030031/0433
2. Gold-Silber-Legierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Summe der Massengehalte von Gold, Platin, Palladium, Iridium
und Ruthenium mindestens 40 % und höchstens 50 %
,~ beträgt, und dass die Summe der Massengehalte der
genannten Edelmetalle zuzüglich Silber mindestens 80 fo beträgt.
3. Gold-Silber-Legjerungen nach den Ansprüchen 1
ic und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Massengehalte
von 35 - 45 fc Gold', 0,5 - 2 % Platin.
2 - 7 % Palladium, 0,05 - 0,2 % Iridium und/oder
Ruthenium, k - 8 <fc Kupfer, 2 - k fc Zink, 1 - 3 %
Zinn und 3 - 6 £ Indium, liest Silber, enthalten.
h. Gold-Silber-Legierungen nach den Ansprüchen 1
bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis
von Kupfer : Zink zwischen 1 : 1 und 3:1 und das 'Massenverhältnis von Kupier : Summe
· von Zink, Zinn und Indium zwischen 1 : 1 und
1 : 3 liegt.
030036/0433
Priority Applications (3)
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