DE2531113A1 - Metall/keramik-gegenstand und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Metall/keramik-gegenstand und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
MÜLLER-BORE · GROEMNQ · DEÜFEL · SCHÖN · HERTEL
PAT E NTANWA LTE 9 R *3 1 1 1 3
MÜNCHEN - BRAUNSCHWEIG - KÖLN
DH. W. MÜtLE«t-t«O»£ - BRAi i
►'E'J
11. JUL11975
D/S/Gl - N 1214 NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION, London, England
Metall/Keramik-Gegenstand und Verfahren zu seiner
Herstellung
Die Erfindung betrifft Metall/Keramik-Gegenstände, insbesondere Metall/Keramik-Zahnreparaturmittel und -ersatz.
Porzellan wird in breitem Umfange zum Reparieren und Ersetzen von Zähnen verwendet, beispielsweise zur Herstellung von Jacketkronen,
Brücken und Einlagen, da es eine hohe Abriebwiderstandsfähigkeit
besitzt und ein ästhetisches Aussehen hat. Bei einem üblichen Verfahren zur Herstellung von Porzellanjacketkronen
wird eine Platinfolie rund um ein Modell der Zahnkrone gelegt, worauf Porzellan aufgebrannt wird. Zwischen dem Platin
und dem Porzellan tritt eine geringe oder überhaupt keine Bindung ein, was die Entfernung der Folie vor dem Einsetzen der
fertigen Jacketkronen in den Mund ermöglicht. Ist eine grössere Festigkeit erforderlich, dann wird eine speziell formulierte
hochschmelzende Goldlegierung in der Weise vergossen, dass sie sich an ein Modell anlegt, das aus deinem Abdruck des Zahnmaterials
hergestellt worden ist. Dabei wird ein Einsatz gebildet.
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8 MÜNCHEN 80 · SIEl)KHTSTIt.* · POB 8CO720 ■ KABKI.: MUEBOI'AT · TEL-(OBO) 471070 · TELEX: 5-82089
auf welchen das Porzellan gebrannt wird. Die Zusammensetzung der
Goldlegierung ist derartig, dass eine gute Bindung zwischen dem Porzellan und der Legierung erhalten wird, so dass eine feste
Verbundstruktur die Folge ist.
Aus verschiedenen Gründen sind die derzeit bekannten Verfahren nachteilig. Die jeweils für Zahnarbeiten eingesetzten Goldlegierungen
sind sehr teuer und enthalten Spurenmengen an Grundmetallen, die beim Giessen einen Oxydschaum bilden, so dass sich
das Schmelzen und die Erzeugung von sauberen Gusstücken schwierig gestaltet. Ferner können diese Legierungen nicht erneut ohne
grössere Zusätze an frischem Metall eingesetzt werden. Die Goldlegierungen neigen ferner dazu, bei der Brenntemperatur des Porzellans
zu kriechen, was die Verwendung von dicken Abschnitten erfordert. Dadurch werden die Materialkosten erhöht. Ausserdem
ist die Entfernung eines grösseren Teils des Stützzahnes notwendig.
Aluminiumhaltige Porzellane, welche die höchste Festigkeit aufweisen, jedoch einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten
besitzen, können nicht für Metall/Keramik-Zahnersätze oder -reparaturen verwendet werden, da die Gefahr einer Rissbildung
infolge des Unterschiedes zwischen den linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Goldlegierung und des Porzellans
besteht. Spezielle Porzellane mit höherer Ausdehnung werden für Metall/Kermaik-Zahnersätze und -reparaturen hergestellt, jedoch
sind die mechanischen Eigenschaften dieser Materialien denjenigen von alumxniumhaltigern Porzellan weit unterlegen. Diese sich
stark ausdehnenden Porzellane enthalten ferner einen hohen Gehalt an Soda, so dass die Gefahr einer Entglasung beim Brennen
sowie des Auftretens einer Trübung in dem Prozellan besteht. Versuche, Grundmetalle anstelle der Goldlegierung zu verwenden,
sind ebenfalls infolge der geringen Festigkeit der Porzellan/Metall-Bindung sowie der Verfärbung/ die durch die Absorption von
Grundmetallionen durch das Porzellan auftritt, fehlgeschlagen.
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Durch die Erfindung wird nunmehr ein Verfahren zur Verfügung gestellt, welches das Brennen von Porzellan auf eine Vielzahl
von Metallunterlagen ermöglicht.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von
Metall/Keramik-Gegenständen zur Verfügung getelllt, welches darin besteht, Porzellan auf eine Metallunterlage zu brennen,
wobei die Metallunerlage eine haftende Schicht aus einem Metalloxyd aufweist, welches durch das Porzellan in geschmolzenem
Zustand benetzt wird.
Das Porzellan kann beispielsweise ein Zahnporzellan sein, beispielsweise
ein Porzellan, wei es in "The Science of Dental Materials" von Skinner und Phillips im Kapitel 31 auf den 517 ff
(6. Auflage) beschrieben wird. In bevorzugter Weise handelt es sich jedoch bei dem Porzellan um ein Aluminium-enthaltendes
Porzellan, wie es in der GB-PS 1 105 111 beschrieben wird. Die bevorzugten aluminiumhaltigen Porzellane enthalten ungefähr 40
bis ungefähr 50 Gewichts-% rekristallisierte Aluminiumoxydteilchen mit einer Grosse von weniger als ungefähr 25 μ, während
sich der Rest aus einer glasbildenden Komponente zusammensetzt, die gewöhnlich hauptsächlich aus Feldspat, Glasflüssen sowie
verschiedenen Metallpigmenten besteht.
Eine Vielzahl von Metallen und Legierungen kann erfindungsgemäss
als Unterlagen verwendet werden. Die bevorzugten Metallunterlagen sind solche, die nicht in natürlicher Weise einen
merklichen Oxydoberflächenüberzug bei Temperaturen bis zu der Porzellanteenntemperatur, einschliesslich dieser Temperatur,
bilden. Beispielsweise handelt es sich um Edelmetalle, wie Platin, Rhodium, Gold und Silber. Ausgezeichnete Ergebnisse werden bei
Verwendung von Platin erzielt. Dieses Metall ist die bevorzugte Metallunterlage.
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Das Porzellan sowie die Metallunterlage sollten vorzugsweise derartig ausgewählt werden, dass sie ähnliche, möglichst sogar
identische,lineare Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen,
damit die Gefahr einer Rissbildung während des Brennens vermieden wird. Beispielsweise beträgt der Ausdehnungskoeffizient
von Platin 9,7 χ 10 /0C. Dieser Koeffizient liegt ausreichend
nahe an dem Ausdehnungskoeffizienten von aluminiumhaltigem Porzellan
(8,8
halten wird.
halten wird.
—6
zellan (8,8 bis 8,7 χ 10 /0C). so dass eine gute Bindung erDas MetallQxyd kann auf die Oberfläche der Unterlage nach irgendeiner zur Erzielung einer dünnen anhaftenden Schicht geeigneten Methode aufgebracht werden, in den meisten, wenn nicht sogar in allen Fällen, ist es jedoch vorzuziehen, eine Metallschicht aufzubringen und dann diese Schicht zur Erzeugung des Metalloxyds zu oxydieren. Die Metallschicht kann beispielsweise durch Aufdampfen aufgebracht werden, vorzugsweise wird sie jedoch durch eine elektrische Abscheidung aus einer geeigneten Überzugslösung aufgebracht. Eine elektrische Abscheidung ermöglicht eine bessere Steuerung gegenüber dem Abscheidungsverfahren, wobei eine fester haftende aufgebrachte Metallschicht gebildet wird. Es ist wichtig, die erforderliche minimale Dicke der aufgebrachten Metallschicht einzuhalten, die für eine ausreichende Bedeckung der Unterlage erforderlich ist. Eine Schichtdicke von weniger als 20 μ reicht gewöhnlich aus. Vorzugsweise besitzt die aufgebrachte Metallschicht eine Dicke von 0 ,2 bis 2,0 μ und insbesondere zwischen 0,5 und 1,0 μ. Die Verwendung von dickeren Meta11schichten kann eine Diffusion einer zu hohen Anzahl aufgebrachter Metallatome von der Oberfläche der Unterlage zu ihrem Inneren während des anschliessenden Brennens zur Folge haben, was nachteilige Wirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Substrats nach sich zieht oder die Erzeugung einer übermässigen Dicke des Metallüberzugs bewirken kann, was ein schlechtes Haften des Porzellans bedingt.
zellan (8,8 bis 8,7 χ 10 /0C). so dass eine gute Bindung erDas MetallQxyd kann auf die Oberfläche der Unterlage nach irgendeiner zur Erzielung einer dünnen anhaftenden Schicht geeigneten Methode aufgebracht werden, in den meisten, wenn nicht sogar in allen Fällen, ist es jedoch vorzuziehen, eine Metallschicht aufzubringen und dann diese Schicht zur Erzeugung des Metalloxyds zu oxydieren. Die Metallschicht kann beispielsweise durch Aufdampfen aufgebracht werden, vorzugsweise wird sie jedoch durch eine elektrische Abscheidung aus einer geeigneten Überzugslösung aufgebracht. Eine elektrische Abscheidung ermöglicht eine bessere Steuerung gegenüber dem Abscheidungsverfahren, wobei eine fester haftende aufgebrachte Metallschicht gebildet wird. Es ist wichtig, die erforderliche minimale Dicke der aufgebrachten Metallschicht einzuhalten, die für eine ausreichende Bedeckung der Unterlage erforderlich ist. Eine Schichtdicke von weniger als 20 μ reicht gewöhnlich aus. Vorzugsweise besitzt die aufgebrachte Metallschicht eine Dicke von 0 ,2 bis 2,0 μ und insbesondere zwischen 0,5 und 1,0 μ. Die Verwendung von dickeren Meta11schichten kann eine Diffusion einer zu hohen Anzahl aufgebrachter Metallatome von der Oberfläche der Unterlage zu ihrem Inneren während des anschliessenden Brennens zur Folge haben, was nachteilige Wirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Substrats nach sich zieht oder die Erzeugung einer übermässigen Dicke des Metallüberzugs bewirken kann, was ein schlechtes Haften des Porzellans bedingt.
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Das Metall, das auf die Unterlage aufgebracht wird, ist ein solches, das ein Oxyd bildet, welches durch das zu verwendende
Porzellan benetzt ist, während sich das Porzellan in geschmolzenem Zustand befindet. Ferner sollte das Metall vorzugsweise
derart sein, dass es in die Unterlage beim Erhitzen eindiffundiert und eine minimale Wirkung auf den linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten
der Unterlage ausübt. Sein Oxyd sollte vorzugsweise derart sein, dass es sich in der Glasphase während
des Brennens des Porzellans löst, ohne dass dabei merklich der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des Porzellans verändert
wird, und ohne das Porzellan zu verschlechtern oder zu entglasen, wobei es auch selbst nicht unter den Brennbedingungen
reduziert werden darf. Das Oxyd besitzt vorzugsweise einen geringen Kontaktwinkel zu dem Porzellan, während sich das Porzellan
in geschmolzenem Zustand befindet. Normalerweise liegt der Winkel unterhalb 90° und vorzugsweise unterhalb 30°. Für
Zahnzwecke sollten das Metall und sein Oxyd keine gefärbten Verbindungen
mit dem Porzellan bilden und sollten biologisch verträglich sein. Es wurde gefunden, dass bestimmte Metalle mit
Atomzahlen von 26 bis 50 den vorstehenden Anforderungen genügen. Diese Metalle sind die bevorzugten erfindungsgemäss eingesetzten
Metalle. Von diesen Metallen werden am meisten Zinn und Indium bevorzugt. Andere geeignete Metalle sind Kupfer, Zink und Nickel.
Legierungsschichten aus zwei oder mehreren dieser Metalle können ebenfalls verwendet werden. Andere geeignete Metalle sind Kobalt,
das dann eingesetzt wird, wenn die Farbe kein störender Faktor ist, sowie Eisen. Metalle mit Oxyden, die sehr flüchtig sind
oder die sich bei der Porzellanbrenntemperatur dissoziieren, werden nicht bevorzugt, da sie zur Ausbildung einer übermässigen
Porosität in dem Porzellan neigen.
Jede geeignete Überziehungslösung mit einem guten Abscheidevermögen
kann dazu verwendet werden, die Metallschicht auf der Unterlage elektrisch abzuscheiden. Beispielsweise kann Zinn
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— O "~
unter Verwendung einer Alkalistannatlösung abgeschieden werden. Man kann ferner eine Lösung von Zinnsulfat verwenden, die Zitronensäure
oder Kresolsulfonsäure enthält. Indium kann ebenfalls aus Sulfatlösungen abgeschieden werden. Im Falle der Abscheidung
einer Legierung ist es wahrscheinlich, dass Komplexlösungen notwendig sind. Die Komplexe können beispielsweise
auf Oxalaten, Fluoroboraten, Cyaniden oder Pyrophosphaten basieren.
Da erfindungsgemäss sehr dünne aufgebrachte Metallschichten
verwendet werden, kann eine Diffusion von Metallatomen in die Unterlage deshalb vorteilhaft sein, da eine fester anhaftende
Oxydschicht gebildet wird. Die Unterlage wird deshalb vorzugsweise in einem Vakuum oder unter einer inerten Atmosphäre nach
der Aufbringung der Metallschicht erhitzt, um die Diffusion zu begünstigen.
Die Metallschicht wird dann in ein Oxyd überführt, vorzugsweise durch Erhitzen in Luft oder Sauerstoff. Diese Umwandlung kann
jedoch auch elektrolytisch durchgeführt werden, beispielsweise durch Umkehrung des Ladungssinnes und Veränderung der Stromdichte
während der elektrischen Abscheidung.
Die Arbeitsfolge zur Herstellung einer Jacketkrone unter Einsatz des erfindungsgemässen Verfahrens ist wie folgt:
Zunächst wird ein Modell des Zahnstumpfes hergestellt und eine
Platinfolie um das Modell unter Bildung einer Unterlage gelegt, auf welcher das Porzellan gebrannt wird. In zweckmässiger Weise
wird eine Platinfolie mit einer Dicke von 0,025 mm (0,001 inch) für diesen Zweck verwendet, da jedoch in diesem Falle die Platinfolie
mit dem Porzellan verbunden werden soll, kann jede geeignete Folie mit einer Dicke von mehr als 0,013 mm (0,0005 inch)
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verwendet werden, wobei Foliendicken von wenigstens 0,025 mm
(0,001 inch) bis 0,127 mm (0,005 inch) bevorzugt werden. Am meisten werden Foliendicken von 0,051 mm (0,002 inch) bis 0,127 mm
(0,005 inch), beispielsweise 0,076 mm (0,003 inch), bevorzugt. Risse in Porzellanjacketkronen gehen von der inneren Oberfläche
aus. Es wird eine dickere Folie bevorzugt, da sie eine grössere Kriechwiderstandsfähigkeit und Steifigkeit unter Spannungsbedingungen
bietet. Es wurde gefunden, dass eine gleichmässige Platinfolie mit einer Dicke von 0,076 mm (0,003 inch) in zufriedenstellender
Weise um einen Zähnabdruck gelegt werden kann, erforderlichenfalls unter Wärmebehandlung.
Die Platinfolie kann gegebenenfalls mit der entsprechenden Metalloder
Metalloxydschicht, die sich bereits auf ihr befindet, geliefert werden, wahlweise kann eine Metallschicht galvanisch auf
der umwickelten Folie aufgebracht werden. Wird die Platinfolie mit einer zuvor aufgebrachten Metall- oder Metalloxydschicht
geliefert, dann sollte dafür Sorge getragen werden, dass die Schicht nicht während des Umwickeins beschädigt wird. Insbesondere
Metalloxydschichten können sehr brüchig sein, es hat sich jedoch herausgestellt, dass zuvor aufgebrachte Metallschichten mit einer
Dicke von 0,2 bis 2,0 μ ziemlich widerstandsfähig gegenüber einer
Zerstörung beim Umwickeln sind und die Durchführung der Erfindung in bequemer Weise gestatten. Eine Platinfolie mit einer darauf
uafgebrachten Zinnschicht hat sich als besonders geeignet zur Durchführung der Erfindung erwiesen. Die Erfindung betrifft daher
als neuen Gegenstand eine Platinfolie mit einer Dicke von 0,25 mm (0,001 inch) bis 0,127 mm (0,005 inch), wobei auf wenigstens
einer Oberfläche eine Zinnschicht mit einer Dicke von 0,2 bis 2,0 μ anhaftet. Gegebenenfalls kann die zinnüberzogene Platinfolie in
Form von vorgeformten Metallüberzügen geliefert werden, die nur noch etwas an den Zahnabdruck angepasst werden müssen, wobei die
Anpassung hydraulisch erfolgen kann.
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Nach dem Anpassen wird die folie von dem Abdruck entfernt, wobei erforderlichenfalls galvanisch eine Metallschicht auf ihre Oberfläche
aufgebracht wird. Dem Zahnarzt kann eine Ausrüstung auf einer Platinfolie mit einer Dicke von 0,25 mm (0,001 inch) bis
0,127 mm (0,005 inch) und einem Oberziehungsbad oder dessen Komponenten, das für die Abscheidung des Metalls auf der Unterlage
geeignet ist, geliefert werden. Die galvanische Abscheidung kann beispielsweise in der Weise durchgeführt werden, dass die Folie
als Kathode in einer Elektrolysezelle geschaltet wird, wobei beispielsweise eine Zinnanode und ein Elektrolyt verwendet werden,
der aus einer 0,3m alkalischen Natriumstannatlösung besteht.
Die galvanische Abscheidung wird während einer Zeitspanne von 0,5 bis 5 Minuten unter Verwendung eines Stroms mit 0,01 bis 0,04
A/cm2 durchgeführt.
Die mit Zinn überzogene Platinfolienunterlage wird dann in einen Ofen eingebracht, der evakuiert und auf einer Temperatur von
800 bis 10000C während einer Zeitspanne von 1 bis 5 Minuten erhitzt
wird, worauf sich ein Erhitzen in Luft während einer Zeitspanne von 1 bis 3 Minuten bei der gleichen Temperatur anschliesst,
Auf der Platinfolienunterlage wird ein fest anhaftender Zinnoxydüberzug gebildet. Aluminiumhaltiges Porzellanpulver, das etwas
mit Wasser angefeuchtet ist, wird dann auf die Platinfolienunterlage aufgebracht und in dem Ofen bei einer Temperatur von 800 bis
11000C gebrannt. Einige gebrannte Porzellanschichten sind gewöhnlich
erforderlich, um die Zahnstruktur zu simulieren. Es ist übliche Praxis, mit einer undurchsipfrtigen Porzellanschicht zu beginnen
und dann eine oder mehrere durchscheinende Porzellanschichten folgen zu lassen, worauf sich abschliessend ein Deckporzellan
anschliesst.
Die Erfindung lässt sich auf dem Gebiet des Zahnersatzes durchführen.
Anstelle der vorstehend beschriebenen Platinfolientechnik kann Porzellan mit vergossenem Gold oder mit anderen Metall-
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unterlagen bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens verbunden
werden. Die Erfindung kann daher zur Verbesserung der Haftung von üblichen Porzellanen mit hoher Ausdehnung an hochschmelzende Goldlegierungen verwendet werden, beispielsweise an
verlöteten Verbindungsstellen von Zahnersätzen. In vielen Fällen lässt sich durch die Erfindung die Verwendung von speziellen
Goldgusslegierungen vermeiden, wobei sie ferner das Brennen des Porzellans auf Grundmetallunterlagen unter entsprechenden Umständen
gestattet.
Die zur Durchführung der Erfindung eingesetzten Platinfolie kann in zweckmässiger Weise mit einer Lackierung auf einer Oberfläche
geliefert werden, welche die innere Oberfläche der Unterlage während des Umlegens bildet. Nach dem Brennen ist der Lack weggebrannt,
wobei ein kleiner Raum für die Einbringung des Zements übrigbleibt, der notwendig ist, um die Jacketkrone an dem Zahnstumpf
im Mund zu befestigen.
Wenn auch die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zahnheilkunde erläutert worden ist, so ist dennoch darauf hinzuweisen, dass
sie nicht auf dieses Gebiet beschränkt ist. Das Verfahren ist allgemein zur Herstellung von Metall/Keramik-Gegenständen anwendbar,
beispielsweise bei der Herstellung von Juwelen, elektronischen Komponenten sowie Tafelgeschirr.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer Metall/Keramik-Zahnkrone
unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Ein Modell einer Zahnkrone wird hergestellt, worauf eine Platinfolie
mit einer Dicke von 0,76 mm um das Modell gelegt wird. Die
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geformte Folie wird dann von dem Modell entfernt, mit Sand zur
Erzeugung einer matten Oberfläche geblasen und dann elektrolytisch in einer Natriutnhydroxydlösung gereinigt. Die Folie wird dann
in Wasser gewaschen und als Kathode in einer Elektrolysezelle mit einer Zinnanode und einem Elektrolyten aus einer 0,3m alkalischen
Natrxumstannatlösung geschaltet. Die galvanische Abscheidung
wird während einer Zeitspanne von 1 Minute bei einem Strom von 0,03 A/cm2 durchgeführt. Während der Elektrolyse wird ein
dünner Zinnfilm auf der Oberfläche der Platinfolio abgeschieden.
Nach einem Waschen mit Wasser wird die mit Zinn überzogene Platinfolie in einen Ofen eingebracht, worauf der Ofen evakuiert und
auf eine Temperatur von 10000C erhitzt wird. Nachdem die Temperatur
während einer Zeitspanne von 2 Minuten auf 10000C gehalten
worden ist, wird Luft in den Ofen eingeführt und eine Oxydation bei der gleichen Temperatur während einer Zeitspanne von 1 Minute
durchgeführt. Aluminiumhaltiges Porzellan (Vitadur S, hergestellt
von der Vita Zahnfabrik), das mit Wasser befeuchtet worden ist, wird auf die Platinfolie aufgebracht und bei 11000C gebrannt.
Weitere Porzellanschichten werden dann aufgebracht und gebrannt, wobei die Zahnstruktur in üblicher Weise aufgebaut wird.
Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Ausnahme,
dass in diesem Falle die Metallun tsrlage eine Goldgiesslegierung ist, die um das Zahnmodell gelegt wird. Die Legierung
ist eine harte Gusslegierung (Nr. 3) und weist in typischer Weise folgende Zusammensetzung auf:
Gold 70 %
Kupfer 10 %
Silber 15 %
Palladium 3 %
Platin 1 %
Zink . , 1 %
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Dieses Beispiel beschreibt einen Test, der zur Bestimmung der
Haftfestigkeit eines Porzellans an einer Platinunterlage durchgeführt wird, wobei die Bindung unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens erzielt wird.
Haftfestigkeit eines Porzellans an einer Platinunterlage durchgeführt wird, wobei die Bindung unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens erzielt wird.
Vitadur-Kernporzellan wird auf einer Fläche einer Platinunterlage gebrannt, die gemäss Beispiel 1 mit Zinn überzogen worden
ist. Das mit Porzellan überzogene Platin wird dann um ungefähr 120° gebogen, wobei sich das Porzellan auf der Aussenseite der
Biegung befindet. Eine Probe der Unterlage, die von einer Stelle entnommen wird, an v/elcher sich das Porzellan abgeschuppt hat,
wird in einem Elektronenrastermikroskop mit einer 600-fachen
Vergrösserung untersucht. Man stellt fest, dass das Porzellan
hauptsächlich von dem Porzellan abgeblättert ist, welches noch an dem Platin anhaftet. Daraus geht hervor, dass eine gute
Bindung zwischen dem Platin und dem Porzellan erzielt worden
ist.
Vergrösserung untersucht. Man stellt fest, dass das Porzellan
hauptsächlich von dem Porzellan abgeblättert ist, welches noch an dem Platin anhaftet. Daraus geht hervor, dass eine gute
Bindung zwischen dem Platin und dem Porzellan erzielt worden
ist.
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer verbundenen
Aluminiumoxydkrone unter Verwendung einer Folie mit einer
zuvor aufgebrachten Metallschicht.
Aluminiumoxydkrone unter Verwendung einer Folie mit einer
zuvor aufgebrachten Metallschicht.
Ein Polysulfid-Elastomerabdruck wird von einer Standardjacketkrone
an einem zentralen Schneidezahn genommen. Galvanisch überzogene Formen werden in Silber von diesem Abdruck hergestellt.
Eine mit Zinn galvanisch überzogene Platinfolie mit einer Dicke
von 0,051 mm wird dann an die Jacketkronenform in üblicher
Weise angelegt, wobei zur Befestigung der abgeschnittenen Ränder
Weise angelegt, wobei zur Befestigung der abgeschnittenen Ränder
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eine "Tinners"-Verbindung verwendet wird. Diese Folie wird dann
von der Form entfernt und genau auf die inneren Achswinkel der Struktur zugeschnitten.
Eine nicht-behandelte Platinfolie mit einer Dicke von 0,25 mm
wird dann auf die Form unter Bildung einer Standardplatinfolienmatrix
gelegt. Diese Folie wird dann auf den äusseren Halsrand unter Ausbildung einer kleinen Schürze rund um die Struktur zugeschnitten.
Die mit Zinn überzogene Folie wird dann über diese Folienmatrix
gezogen und in Position gebracht. Ein Nacharbeiten mit einem mit Kautschuk überzogenen Instrument dient einer engen Anpassung.
Die Struktur wird nunmehr mit zwei Folien bedeckt, und zwar einer inneren Folie aus reinem Platin und einer äusseren Folie aus
Platin mit einer mit Zinn überzogenen Oberfläche.
Die Technik der Anpassung der zwei Folien kann durch den Techniker
modifiziert werden. Beispielsweise kann er die innere Folie aus reinem Platin zuerst aufbringen und dann die verzinnte
Folie anpassen. Diese Methode erfordert die Entfernung der inneren Folie vor dem Zuschneiden der mit Zinn überzogenen Folie an den
inneren Achswinkeln der Struktur.
Nachdem die Folien angepasst worden sind, wird die äussere Folie (mit Zinn überzogene Folie) in einem Ofen bei 8000C während einer
Zeitspanne von 10 Minuten oxydiert. Die Folie wird dann abgekühlt und über der inneren Matrix aus der reinen Aluminiumfolie aufgebracht.
Eine Aufschlämmung aus einem aluminiumhaltigen Kernporzellan wird dann aufgebracht, wobei man sich eines Pinsels
bedient. Das eingesetzte Kernporzellan ist ein 45 Gewichts-% Aluminiumoxydkristalle enthaltendes Zahnporzellan, wie beispielsweise
Vitadur (Vita Zahnfabrik), Dieses Porzellan kann durch die Zugabe von 1 bis 2 % Zirkonoxyd getrübt werden. Die erste Schicht
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des Kernporzellans wird dünn aufgebracht und dann während einer Zeitspanne von 10 Minuten bei 10500C gebrannt. Ein geeigneter
Zeit/Temperatur-Zyklus zum Brennen des Porzellans liegt zwischen 800 und 10800C während einer Zeitspanne von 5 Minuten im Vakuum,
worauf sich ein Brennen an der Luft bei 1050°C während einer Zeitspanne von 5 Minuten anschliesst. Die zuletzt genannten Vorsichtsmaßnahmen
vermeiden ein Aufblähen des keramischen Materials.
Nach dem ersten Brennen des Kernporzellans können etwa aufgetretene
Risse in der Oberfläche mit weiterem Porzellan während einer zweiten Brennung bei 10500C während einer Zeitspanne von 5
Minuten in Luft aufgefüllt werden.
Zur Vervollständigung der Zahnform werden dann nach üblichen Methoden Dentin- und Emailabdeckporzellane aufgebracht. Die Krone
wird dann gefärbt und glasiert.
Nach dem abschliessenden Glasieren wird die innere Folie abgestreift,
wobei die mit Zinn überzogene Folie zurückbleibt, die fes.t an dem Aluminiumoxydkernporzellan gebunden ist.
Die Anwendung dieser "Zwillingsfolien11-Methode besitzt den grossen
Vorteil, dass das ästhetische Aussehen dadurch verbessert wird, dass das Porzellan eng an dem äusseren Halsrand anliegt,
so dass gleichzeitig die Ausbreitung von Mikrorissen von der inneren Oberfläche der Krone vermieden wird. Ferner schafft die
Entfernung der dünnen Platinhaut den Raum für den Verkittungszement.
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer nachträglich verbundenen Aluminiumporzellankrone.
509885/1172
Eine galvanisch überzogene Silberform einer Krone wird mit zwei Überzügen aus einem klaren Dentallack (De Trey's-Kavitätslack)
bedeckt. Eine reine Platinfolie mit einer Dicke von 0,051 mm wird dann an die Form mittels einer "Tinner's"-Verbindung angepasst.
Diese Platinmatrix ist identisch mit der normalen Porzellankronenmatrix,
mit Ausnahme der zusätzlichen Dicke. Die Folie kann entweder durch Handglätten oder durch Gesenkarbeit
angepasst werden.
Nach der Anpassung wird die Folie entfernt und mit Aluminiumoxyd mit einer Teilchengrösse von 27 μπι sandgeblasen. Ein dünner Überzug
aus Zinn wird dann durch Elektroabscheidung aufgebracht und gemäss Beispiel 1 oxydiert.
Nach der Oxydation der Folie wird die Matrix erneut an die Form angepasst und ein Aluminiumoxydkern aufgebracht und gemäss Beispiel
1 gebrannt. Die Krone kann dann nach Standardmethoden vervollständigt werden.
Bei der Durchführung dieser Methode wird durch die Dicke des auf die Form aufgebrachten Lackes Raum für den Zement geschaffen.
Dieses Beispiel beschreibt die Reparatur einer gebrochenen Metall/-Keramik-Brücke.
Im Falle des Bruchs einer Metall/Keramik-Brücke kann eine Reparatur
des gebrochenen Porzellans nur erfolgen, wenn die Brücke entfernt wird. Die Erfindung ermöglicht den Ersatz von gebrochenen Kronen
auf einer Brücke unter Einsatz von gebundenen Aluminiumoxydkronen.
Das gebrochene Porzellan auf der Brücke wird durch Diamantschleifen
von dem Metall entfernt. Die Metalleinlage wird leicht zugeschnitten.
509885/1172
um eine klassische Metalleinlagenforin zu bilden. Ein Abdruck wird in einem Polysulfidelastomeren genommen. Ein mit Silber
überzogenes Modell wird von dem Abdruck hergestellt, worauf eine aus einem gebundenen aluminiumhaltigen Porzellan bestehende
Krone, welche in die Form passt, hergestellt wird. Es wird die gleiche Methode wie in Beispiel 1 angewendet. Diese mit Platin
verstärkte aus einem aluminiumhaltigen Porzellan bestehende Krone kann dann an die gebrochene Stelle der Brücke anzementiert werden,
Auf diese Weise wird eine ästhetische Reparatur, deren Wirkung permanent ist, durchgeführt.
509885/1 172
Claims (18)
- - 16 Patentansprüche(1, Verfahren zur Herstellung eines Metall/Keramik-Gegenstands, dadurch gekennzeichnet, dass Porzellan auf eine Metallunterlage aufgebrannt wird, wobei die Metallunteriage eine anhaftende Schicht aus einem Metalloxyd aufweist, die durch das Porzellan in dem geschmolzenen Zustand benetzt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Porzellan ein aluminiumhaltiges Porzellan ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Metallunterlage aus einem Edelmetall besteht.
- 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Metallunterlage aus einer Platinunterlage besteht.
- 5.. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Porzellan und die Metallunterlage derart ausaewMhlt·. werden, dass sie ähnliche lineare Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen.
- 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloxydschicht in der Weise erzeugt wird, dass eine Metallschicht auf der Unterlage aufgebracht wird, worauf diese Schicht zur Erzeugung des Metalloxyds oxydiert wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht galvanisch aufgebracht wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,509885/1172dass die aufgebrachte Metallschicht eine Dicke von 0,2 bis 2,0 .μ besitzt.
- 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Metalloxyd einen Kcntaktwinkel zu dem Porzellan in geschmolzenen·. Zustand von weniger als 30° besitzt.
- 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalloxyd ein Oxyd eines Metalls mit einer Atomzahl von 26 bis 50 ist.
- 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalloxyd ein Oxyd von Zinn oder Indium ist.
- 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalloxyd ein Oxyd von Kupfer, Zink oder Nickel ist.
- 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage in einem Vakuum oder unter einer inerten Atmosphäre nach der Aufbringung der Metallschicht zur Begünstigung einer Diffusion der abgeschiedenen Metallatome in die Unterlage erhitzt wird.
- 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachte Metallschicht durch Erhitzen in Luft oder Sauerstoff in das Oxyd umgewandelt wird.
- 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage eine Platinfolie mit einer Dicke von 0,025 bis 0,127 mm (0,001 bis 0,005 inch) ist.509885/1 172
- 16. Verfahren nach einem der- vorhergehend3n Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Porzellan auf die Metallunterlage unter Einhaltung einer Brenntemperatur von 800 bis 11000C aufgebrannt wird
- 17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metall/Keramik-Gegenstand ein Zahnersatz ist.
- 18. Metall/Keramik-Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Platinunterlage besteht, an der fest eine Schicht aus einem darauf gebrannten Porzellan anhaftet.5Φ9885/1172
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