金-瓷結(jié)合機制:
1.金-瓷結(jié)合機制烤瓷合金與瓷之間的結(jié)合力可高達4.01~6.39kg/mm2(397.0~632.7MPa)。一般認為存在四種結(jié)合方式,即化學(xué)結(jié)合、機械結(jié)合、范德華力和壓縮應(yīng)力結(jié)合。
(1)化學(xué)結(jié)合:烤瓷合金在預(yù)氧化處理過程中表面會形成一層氧化膜,該氧化膜與瓷產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合。貴金屬烤瓷合金中含有Sn、In、Cu,非貴金屬中含有的Cr、Ni、Be等元素在氧化過程中生成SnO2、In2O3、CuO2、Cr203、NiCr2O4、BeO2等氧化物與瓷中的氧化物形成同種氧化物的過渡層(如聚硅酸錫等),實現(xiàn)很強的化學(xué)結(jié)合力,是金-瓷結(jié)合力的主要組成部分,占金屬烤瓷結(jié)合強度的49%.
(2)機械結(jié)合:金-瓷結(jié)合面上經(jīng)過氧化鋁噴砂處理后,會產(chǎn)生一定程度的粗糙面,這既增加瓷粉對烤瓷合金的潤濕性,又增大了接觸面積,瓷粉熔融后進入合金表面的凹陷內(nèi),形成機械固位結(jié)構(gòu)。機械結(jié)合力約占金-瓷結(jié)合力的22%.
(3)范德華力:從理論上分析,金屬與瓷之間熔融結(jié)合后,會產(chǎn)生緊密貼合后的分子間的引力,即范德華力。醫(yī)學(xué)教育|網(wǎng)搜集整理但這種力屬于弱電力,僅占金-瓷結(jié)合力的3%.
(4)壓應(yīng)力結(jié)合:由于陶瓷的熱膨脹系數(shù)略小于烤瓷合金,瓷粉燒結(jié)后冷卻時金屬的收縮量大于陶瓷,使陶瓷承受一定的壓力。在合金與陶瓷的結(jié)合界面處,陶瓷內(nèi)部的壓應(yīng)力構(gòu)成了合金與陶瓷的結(jié)合力,占金-瓷結(jié)合強度的26%. 2.金-瓷結(jié)合的重要影響因素(1)界面潤濕性的影響因素:金-瓷結(jié)合的潤濕性,是瓷有效而牢固熔附到金屬表面的重要前提。影響這一性質(zhì)的可能因素有:①金屬表面的污染,包括未除凈的包埋料;金屬表面因不適當?shù)厥褂锰蓟枘ヮ^打磨殘留金屬表面的SiC;待涂覆瓷的金-瓷結(jié)(牙合)面受到不潔凈物的污染,如手指、灰塵等;②合金質(zhì)量差,基質(zhì)內(nèi)含有氣泡;③鑄造時因熔融溫度過高鑄件內(nèi)混入氣泡;④金-瓷結(jié)(牙合)面預(yù)氧化排氣不正確等。
2.金-瓷熱膨脹系數(shù)的影響因素:金屬和瓷粉的熱力學(xué)匹配性即熱膨脹系數(shù),涉及界面殘余應(yīng)力的大小,是瓷裂和瓷層剝脫的重要原因。影響熱膨脹系數(shù)的主要因素有:
①合金和瓷材料本身的熱膨脹系數(shù)值匹配不合理,或使用不匹配的產(chǎn)品;
②產(chǎn)品自身質(zhì)量不穩(wěn)定;
③瓷粉調(diào)和(或)構(gòu)瓷時污染;
④燒結(jié)溫度、升溫速率、燒結(jié)溫度和燒結(jié)次數(shù)變化,如增加烘烤次數(shù),可提高瓷的熱膨脹系數(shù);
⑤環(huán)境溫度的影響,如修復(fù)體移出爐膛的時間,爐、室溫溫差大小、冷卻速度等。如果適當增加冷卻時間,可提高熟膨脹系數(shù)的匹配性等。