RU2562555C1 - Method for producing metal ceramic coatings on dental appliance surface - Google Patents
Method for producing metal ceramic coatings on dental appliance surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2562555C1 RU2562555C1 RU2014114411/15A RU2014114411A RU2562555C1 RU 2562555 C1 RU2562555 C1 RU 2562555C1 RU 2014114411/15 A RU2014114411/15 A RU 2014114411/15A RU 2014114411 A RU2014114411 A RU 2014114411A RU 2562555 C1 RU2562555 C1 RU 2562555C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- metal
- thickness
- sprayed
- zirconium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dental Preparations (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано при изготовлении металлокерамических зубных протезов.The invention relates to medicine, namely to orthopedic dentistry, and can be used in the manufacture of cermet dentures.
Известен способ получения керамических покрытий на поверхности зубных протезов, который включает нанесение покрытий методом плазменного напыления, причем вначале наносят пористый слой из металла, идентичного металлу основы, затем наносят слои из смеси металла и керамики, плавно увеличивая от слоя к слою содержание керамики от 20 до 90%, последним напыляют слой керамики (Патент РФ N 2223066, МПК A61C 13/08, A61C 5/10, приор. от 14.10.2002, опубл. 10.02.2004), который принят за аналог.There is a method of producing ceramic coatings on the surface of dentures, which includes plasma spraying, first applying a porous layer of metal identical to the base metal, then applying layers of a mixture of metal and ceramics, gradually increasing the ceramic content from layer to layer from 20 to 90%, the last layer of ceramic is sprayed (RF Patent N 2223066, IPC A61C 13/08, A61C 5/10, prior. October 14, 2002, publ. February 10, 2004), which is adopted as an analogue.
Однако покрытие, получаемое по известному способу, принятому за прототип, имеет повышенную пористость, толщину, хрупкость, не обеспечивает максимальную адгезионную прочность, невозможно регулировать цвет покрытия при нанесении.However, the coating obtained by the known method adopted as a prototype has increased porosity, thickness, brittleness, does not provide maximum adhesive strength, it is impossible to adjust the color of the coating when applied.
Известен также способ получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов, в котором вначале наносят слой металла, а затем наносят чередующиеся слои с повышенным содержанием керамики и с пониженным содержанием керамики, регулируя соотношение компонентов в каждом слое в зависимости от выбранного цвета зубного протеза, последним напыляют облицовочный твердый керамический слой (Патент РФ N 2493813, МПК A61K 6/04, A61C 13/09, приор. от 27.12.2011, опубл. 27.09.2013), который принят за прототип.There is also a method of producing ceramic-metal coatings on the surface of dentures, in which a metal layer is first applied, and then alternating layers with a high ceramic content and a low ceramic content are applied, adjusting the ratio of components in each layer depending on the chosen color of the denture, the latter is sprayed with a facing solid ceramic layer (RF Patent N 2493813, IPC A61K 6/04, A61C 13/09, prior dated 12/27/2011, publ. 09/27/2013), which is adopted as a prototype.
Однако покрытие, получаемое по известному способу, принятому за прототип, имеет недостаточную твердость, пластичность и прочность, обладает неестественным цветом.However, the coating obtained by a known method adopted as a prototype, has insufficient hardness, ductility and strength, has an unnatural color.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение твердости, пластичности и прочности покрытия, а также обеспечение возможности регулирования цвета в диапазоне, близком к естественному цвету зубов.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is to increase the hardness, ductility and strength of the coating, as well as to enable color regulation in a range close to the natural color of the teeth.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов, заключающемся в том, что сначала производят струйно-абразивную обработку внутренней поверхности металлического зубного протеза и ионную полировку внешней поверхности металлического зубного протеза, затем наносят слой металла и слои, содержащие керамику, согласно предложенному изобретению после нанесения слоя металла последовательно напыляют переходный термоизоляционный слой толщиной от 1 нм до 30 мкм и переходный слой из смеси нитридов металлов толщиной от 1 нм до 5 мкм, после наносят слои, содержащие керамику, и далее напыляют цветоформирующий слой толщиной от 1 нм до 30 мкм и прозрачный биосовместимый слой толщиной от 1 нм до 30 мкм.The stated technical problem is solved in that in the method for producing ceramic-metal coatings on the surface of dentures, which consists in first performing a jet-abrasive treatment of the inner surface of the metal denture and ion polishing of the outer surface of the metal denture, then applying a metal layer and layers containing ceramics according to the invention according to the invention, after applying a metal layer, a transitional thermal insulation layer is subsequently sprayed with a thickness of 1 nm to 30 μm and a transition layer of a mixture of metal nitrides with a thickness of 1 nm to 5 μm, then layers containing ceramics are applied, and then a color-forming layer with a thickness of 1 nm to 30 μm and a transparent biocompatible layer with a thickness of 1 nm to 30 μm are sprayed.
Кроме того, переходный термоизоляционный слой напыляют из нитрида хрома. Кроме того, переходный слой из смеси нитридов металлов напыляют при следующем процентном соотношении компонентов:In addition, a transitional thermal insulation layer is sprayed from chromium nitride. In addition, the transition layer from a mixture of metal nitrides is sprayed with the following percentage of components:
Нитрид хрома (CrN) … 1-99%Chromium Nitride (CrN) ... 1-99%
Нитрид циркония (ZrN) … остальноеZirconium nitride (ZrN) ... the rest
Кроме того, цветоформирующий слой напыляют из смеси, содержащей компоненты в следующем процентном соотношении:In addition, the color-forming layer is sprayed from a mixture containing components in the following percentage ratio:
Алюминий (Al) … 0-25%Aluminum (Al) ... 0-25%
Хром (Cr) … 0-30%Chromium (Cr) ... 0-30%
Цирконий (Zr) … 0-40%Zirconium (Zr) ... 0-40%
Оксид кремния (SiO2), или оксид циркония (ZrO2), или оксид титана (TiO2) … остальноеSilicon oxide (SiO 2 ), or zirconium oxide (ZrO 2 ), or titanium oxide (TiO 2 ) ... the rest
Кроме того, прозрачный биосовместимый облицовочный слой напыляют из оксида кремния (SiO2), оксида циркония (ZrO2) или оксида титана (TiO2).In addition, a transparent biocompatible facing layer is sprayed from silica (SiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ) or titanium oxide (TiO 2 ).
Кроме того, слои наносят ионно-плазменным или магнетронным напылением.In addition, the layers are applied by ion-plasma or magnetron sputtering.
Технический результат заключается в повышении твердости, пластичности и прочности покрытия.The technical result consists in increasing the hardness, ductility and strength of the coating.
Предложенная совокупность существенных признаков заявляемого способа позволяет достичь как механической твердости, так и пластичности при малой толщине покрытия. Переходный термоизоляционный слой позволяет снизить влияние температуры принимаемой пищи и жидкости на зуб. Переходный слой из нитридов металлов создает плавное изменение твердости от термоизоляционного слоя к чередующимся слоям металла и керамики. Цветоформирующий слой позволяет достичь цвета, наиболее близкого к естественному цвету зубной эмали, а прозрачный биосовместимый слой исключает контакт основных слоев покрытия с внешней средой, препятствует разрушению покрытия.The proposed set of essential features of the proposed method allows to achieve both mechanical hardness and ductility with a small coating thickness. The transitional heat-insulating layer allows to reduce the influence of the temperature of the food and fluid on the tooth. The transition layer of metal nitrides creates a smooth change in hardness from the thermal insulation layer to alternating layers of metal and ceramics. The color-forming layer allows you to achieve the color closest to the natural color of tooth enamel, and a transparent biocompatible layer eliminates the contact of the main layers of the coating with the external environment, and prevents the destruction of the coating.
Заявляемый способ получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов осуществляют следующим образом. Сначала производят струйно-абразивную обработку внутренней поверхности металлического зубного протеза и ионную полировку внешней поверхности металлического зубного протеза. Затем напыляют сепарированными плазменными потоками (вакуум до 3·10-3 мм рт.ст.) слой из металла. При этом предпочтительно использовать металл, близкий по физико-химическим характеристикам к материалу основы. Таким металлом может быть, например, хром, никель.The inventive method for producing cermet coatings on the surface of dentures is as follows. First, jet-abrasive treatment of the inner surface of the metal denture and ion polishing of the outer surface of the metal denture are performed. Then sprayed with separated plasma flows (vacuum up to 3 · 10 -3 mm RT.article) a layer of metal. In this case, it is preferable to use a metal that is close in physical and chemical characteristics to the base material. Such a metal may be, for example, chromium, nickel.
После чего через дозатор подают активный азот. В результате плазмохимических реакций образуется термоизоляционный слой толщиной от 1 нм до 30 мкм из нитрида хрома.Then through the dispenser serves active nitrogen. As a result of plasma-chemical reactions, a thermo-insulating layer with a thickness of 1 nm to 30 μm is formed from chromium nitride.
Затем напыляют переходный слой из нитридов металлов толщиной от 1 нм до 5 мкм при следующем процентном соотношении компонентов:Then a transition layer of metal nitrides is sprayed with a thickness of 1 nm to 5 μm in the following percentage ratio of components:
Нитрид хрома (CrN) … 1-99%Chromium Nitride (CrN) ... 1-99%
Нитрид циркония (ZrN) … остальное.Zirconium nitride (ZrN) ... the rest.
После чего напыляют слои, содержащие керамику.Then sprayed layers containing ceramics.
Затем подают смесь активного кислорода и азота и наносят цветоформирующий слой толщиной от 1 нм до 30 мкм при следующем процентном соотношении компонентов:Then a mixture of active oxygen and nitrogen is fed and a color-forming layer is applied with a thickness of 1 nm to 30 μm in the following percentage ratio of components:
Алюминий (Al) … 0-25%Aluminum (Al) ... 0-25%
Хром (Cr) … 0-30%Chromium (Cr) ... 0-30%
Цирконий (Zr) … 0-40%Zirconium (Zr) ... 0-40%
Оксид кремния (SiO2), оксид циркония (ZiO2) или оксид титана (TiO2) … остальноеSilicon oxide (SiO 2 ), zirconium oxide (ZiO 2 ) or titanium oxide (TiO 2 ) ... the rest
На финишной стадии напыляют биосовместимый облицовочный слой толщиной от 1 нм до 30 мкм из оксида кремния (SiO2), оксида циркония (ZrO2) или оксида титана (TiO2).At the final stage, a biocompatible facing layer is sprayed with a thickness of 1 nm to 30 μm of silicon oxide (SiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ) or titanium oxide (TiO 2 ).
При этом процентное соотношение компонентов всех слоев изменяют в зависимости от выбранного цвета и требуемых характеристик зубного протеза.In this case, the percentage ratio of the components of all layers is changed depending on the chosen color and the required characteristics of the denture.
Все указанные выше интервалы толщин слоев выбраны исходя из экспериментальных исследований. При толщине слоев, выходящей за пределы указанных интервалов, наблюдается уменьшение прочности и надежности покрытия.All the above ranges of layer thicknesses are selected based on experimental studies. When the thickness of the layers beyond the specified intervals, there is a decrease in the strength and reliability of the coating.
Примером реализации предлагаемого способа может служить процесс нанесения покрытия на серию протезов из нержавеющей стали Х25Н10Т.An example of the implementation of the proposed method can be the process of coating a series of prostheses made of stainless steel X25H10T.
Сначала производят струйно-абразивную обработку внутренней поверхности металлических зубных протезов, после чего изделия помещают в вакуумную ионно-плазменную установку и создают вакуум 2·10-5 мм рт.ст. Производят ионную очистку, которая включает, по крайней мере, две стадии:First, jet-abrasive treatment of the inner surface of metal dentures is carried out, after which the products are placed in a vacuum ion-plasma unit and a vacuum of 2 · 10 -5 mm Hg is created. An ionic purification is performed, which includes at least two stages:
- предварительная очистка в режиме источника газовой плазмы, ток дуги 0А, ускоряющее напряжение 1-1,5 кВ, среда - аргон, вакуум 5·10-2 мм рт.ст., время обработки составляет 10 мин,- preliminary cleaning in the mode of a gas plasma source, arc current 0A, accelerating voltage 1-1.5 kV, medium - argon, vacuum 5 · 10 -2 mm Hg, processing time is 10 min,
- финишная очистка и нагрев до температуры 450°C, используется циркониевый катод, среда - аргон, вакуум 2,5·10-3 мм рт.ст., ток дуги 50-70 А, ускоряющее напряжение 700 В.- finishing cleaning and heating to a temperature of 450 ° C, a zirconium cathode is used, medium is argon, vacuum 2.5 · 10 -3 mm Hg, arc current 50-70 A, accelerating voltage 700 V.
Затем напыляют сепарированными потоками (ток дуги 50-70 А, ускоряющее напряжение 200 В, вакуум 2,5·10-5 мм рт.ст.) переходный слой из хрома толщиной 20 нм.Then sprayed by separated streams (arc current 50-70 A, accelerating voltage 200 V, vacuum 2.5 · 10 -5 mm Hg) transition layer of chromium with a thickness of 20 nm.
После чего через дозатор подают активный азот и понижают вакуум до 2,5·10-3 мм рт.ст. В результате плазмохимических реакций образуется термоизоляционный слой толщиной 20 нм из нитрида хрома.Then, active nitrogen is supplied through the dispenser and the vacuum is reduced to 2.5 · 10 -3 mm Hg. As a result of plasma-chemical reactions, a thermo-insulating layer with a thickness of 20 nm is formed from chromium nitride.
Затем напыляют переходный слой из нитридов металлов толщиной 50 нм, содержащий 50% нитрида хрома (CrN) и 50% нитрида циркония (ZrN).Then a transition layer of metal nitrides with a thickness of 50 nm is sprayed containing 50% chromium nitride (CrN) and 50% zirconium nitride (ZrN).
После чего подают смесь активного кислорода и азота, регулируя их процентное соотношение, и напыляют слои, содержащие керамику, регулируя соотношение компонентов в каждом слое в зависимости от выбранного цвета зубного протеза.Then a mixture of active oxygen and nitrogen is supplied, adjusting their percentage ratio, and layers containing ceramics are sprayed, adjusting the ratio of components in each layer depending on the chosen color of the denture.
Затем прекращают подачу активных газов, повышают вакуум до 2,5·10-3 мм рт.ст. и напыляют цветоформирующий слой толщиной 5,5 мкм, состоящий из 5% оксида кремния (SiO2), 25% хрома (Cr), 30% алюминия (Al) и 40% циркония (Zr).Then the flow of active gases is stopped, the vacuum is increased to 2.5 · 10 -3 mm Hg. and spraying a color-forming layer 5.5 microns thick, consisting of 5% silicon oxide (SiO 2 ), 25% chromium (Cr), 30% aluminum (Al) and 40% zirconium (Zr).
На финишной стадии способа наносят биосовместимый слой толщиной 2 мкм, состоящий из оксида кремния (SiO2).At the final stage of the method, a biocompatible layer 2 microns thick, consisting of silicon oxide (SiO 2 ), is applied.
После нанесения покрытия были произведены испытания микротвердости, адгезионной прочности и пластичности методами индентирования, склерометрии и сканирующей электронной микроскопии. В качестве сравнения использовались образцы, полученные по способу-прототипу.After coating, microhardness, adhesion strength and ductility were tested by indentation, sclerometry and scanning electron microscopy. As a comparison, we used samples obtained by the prototype method.
Проведенные испытания показали, что по сравнению с образцами, полученными по способу-прототипу, образцы, полученные по заявляемому способу, имеют на 15% более высокую микротвердость и выдерживают на 19% более высокую критическую нагрузку, вызывающую отслоение покрытия. Таким образом, можно заключить, что заявляемый способ обеспечивает достижение технического результата.The tests showed that, compared with the samples obtained by the prototype method, the samples obtained by the claimed method have 15% higher microhardness and can withstand 19% higher critical load, causing the coating to peel off. Thus, we can conclude that the claimed method ensures the achievement of a technical result.
Способ получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он соответствует критерию «промышленная применимость».A method for producing cermet coatings on the surface of dentures can be carried out using means known in the art. Therefore, it meets the criterion of “industrial applicability”.
Использование заявляемого способа обеспечивает значительное снижение толщины керамического покрытия, наносимого на зубной протез, уменьшение обточки зуба, возможность использования штампованных протезов, значительное уменьшение хрупкости керамического покрытия при сохранении твердости, возможность регулирования цвета протеза в широком диапазоне уже на стадии его производства.Using the proposed method provides a significant reduction in the thickness of the ceramic coating applied to the denture, reducing tooth turning, the possibility of using stamped dentures, a significant reduction in the fragility of the ceramic coating while maintaining hardness, and the ability to adjust the color of the prosthesis in a wide range already at the stage of its production.
Кроме того, использование изобретения ведет к снижению толщины протеза и повышению его прочности, ударной вязкости и эстетичности, получаемое покрытие соответствует санитарно-гигиеническим требованиям.In addition, the use of the invention leads to a decrease in the thickness of the prosthesis and an increase in its strength, impact strength and aesthetics, the resulting coating meets sanitary and hygienic requirements.
Claims (6)
Нитрид хрома … 1-99%
Нитрид циркония … остальное3. The method according to p. 1, characterized in that the transition layer of a mixture of metal nitrides is sprayed from a mixture of chromium nitride and zirconium nitride in the following percentage ratio of components:
Chromium Nitride ... 1-99%
Zirconium nitride ... the rest
Алюминий … 0-25%
Хром … 0-30%
Цирконий … 0-40%
Оксид кремния, оксид циркония или оксид титана … остальное.4. The method according to p. 1, characterized in that the color-forming layer is sprayed from a mixture containing components in the following percentage ratio:
Aluminum ... 0-25%
Chrome ... 0-30%
Zirconium ... 0-40%
Silicon oxide, zirconium oxide or titanium oxide ... the rest.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114411/15A RU2562555C1 (en) | 2014-04-11 | 2014-04-11 | Method for producing metal ceramic coatings on dental appliance surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014114411/15A RU2562555C1 (en) | 2014-04-11 | 2014-04-11 | Method for producing metal ceramic coatings on dental appliance surface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2562555C1 true RU2562555C1 (en) | 2015-09-10 |
Family
ID=54073708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014114411/15A RU2562555C1 (en) | 2014-04-11 | 2014-04-11 | Method for producing metal ceramic coatings on dental appliance surface |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2562555C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2223066C1 (en) * | 2002-10-14 | 2004-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Квант" | Method for producing ceramic coating on dental prostheses and implants surface |
| US20040121291A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-06-24 | Nano-Write Corporation | Vapor deposited titanium and titanium-nitride layers for dental devices |
| RU2493813C2 (en) * | 2011-12-27 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method of obtaining metal-ceramic coatings on surface of dental prostheses |
-
2014
- 2014-04-11 RU RU2014114411/15A patent/RU2562555C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2223066C1 (en) * | 2002-10-14 | 2004-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Квант" | Method for producing ceramic coating on dental prostheses and implants surface |
| US20040121291A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-06-24 | Nano-Write Corporation | Vapor deposited titanium and titanium-nitride layers for dental devices |
| RU2493813C2 (en) * | 2011-12-27 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Method of obtaining metal-ceramic coatings on surface of dental prostheses |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2485716C (en) | Implant with a ceramic coating, and method for ceramic coating of an implant | |
| Alves Jr et al. | Nitriding of titanium disks and industrial dental implants using hollow cathode discharge | |
| RU2493813C2 (en) | Method of obtaining metal-ceramic coatings on surface of dental prostheses | |
| Bitencourt et al. | Characterisation of a new plasma-enhanced film to improve shear bond strength between zirconia and veneering ceramic | |
| JP2013517860A (en) | Body made from ceramic material | |
| Park et al. | The effect of plasma on shear bond strength between resin cement and colored zirconia | |
| KR20090119752A (en) | Implant for anchoring dental prostheses | |
| RU2571559C1 (en) | Method for making endosseous carbon-coated dental implant | |
| Deepak et al. | Comparative evaluation of effect of laser on shear bond strength of ceramic bonded with two base metal alloys: An: in-vitro: study | |
| Oshida et al. | Titanium-porcelain system Part I: Oxidation kinetics of nitrided pure titanium, simulated to porcelain firing process | |
| Safi et al. | Effects of long durations of RF–magnetron sputtering deposition of hydroxyapatite on titanium dental implants | |
| Nyan et al. | Synthesis of novel oxide layers on titanium by combination of sputter deposition and micro-arc oxidation techniques | |
| RU2562555C1 (en) | Method for producing metal ceramic coatings on dental appliance surface | |
| RU2017140881A (en) | Dental orthopedic construction and method of manufacturing a dental orthopedic construction | |
| Aslan et al. | Investigation of the effect of titanium alloy surface coating with different techniques on titanium-porcelain bonding | |
| Prasad et al. | Current trends in surface textures of implants | |
| RU2563135C2 (en) | Method for forming protective coatings on surface of orthodontic appliance | |
| Jha et al. | Osteogenic potential of non thermal biocompatible atmospheric pressure plasma treated zirconia: in vitro study | |
| JP6110382B2 (en) | Process for making medical ceramic implants | |
| US10195004B2 (en) | Multiple layer coating and coating method for dental devices and the like | |
| JP2005323694A (en) | Dental article and its production method | |
| RU2223066C1 (en) | Method for producing ceramic coating on dental prostheses and implants surface | |
| IL225328A (en) | Monolithic ceramic body with mixed-oxide marginal region and metallic surface, method for producing it and use thereof | |
| RU2551628C1 (en) | Method for making metal-ceramic dentures | |
| Miura et al. | Effects of plasma surface treatment on the bond strength of zirconia with an adhesive resin luting agent |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170407 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170412 |