جستجو در محصولات

گالری پروژه های افتر افکت
گالری پروژه های PSD
جستجو در محصولات


تبلیغ بانک ها در صفحات
ربات ساز تلگرام در صفحات
ایمن نیوز در صفحات
.. سیستم ارسال پیامک ..
بررسي سراميک هاي مورد استفاده در صنايع دندانسازي (1)
-(2 Body) 
بررسي سراميک هاي مورد استفاده در صنايع دندانسازي (1)
Visitor 470
Category: دنياي فن آوري

مفاهيم زمينه اي در علم سراميک و شکست

براي آشنايي با مواد سراميکي ، بهتر است به دو مفهوم توجه کنيم که در اين مقاله سعي داريم که اين مفاهيم را توضيح دهيم . اولين مفهوم اين است که تنها سه بخش عمده از مواد سراميکي داريم که در صنعت دندانسازي مورد استفاده قرار مي گيرند . اين سه گروه به شرح زير هستند :
1 ـ مواد شيشه اي ( glass materials )
2 ـ شيشه هاي پر شده با ذرات ( particle-filled glasses )
3 ـ سراميک هاي پلي کريستال ( polycrystalline ceramics )
که خواص و ويژگي هاي هر يک از اين گروه ها را مورد بحث قرار مي دهيم .
دومين مفهوم اين است که هر يک از اين مواد سراميکي به طور بالقوه مي توانند به صورت ترکيبي ( کامپوزيتي ) عمل کنند که اين بدين معناست که اين مواد مي توانند به صورت ترکيبي از دو يا چند گروه بالا مورد استفاده قرار گيرند . از اين لحاظ بسياري از موادي که به ظاهر متفاوت هستند ، هنگامي که از ديدگاه ما مورد بررسي قرار گيرند ، روابط و شباهت هاي يکساني را در ترکيبات ( کامپوزيت ها ) ايفا مي کنند .
بررسي هاي تاريخي از استفاده ي مواد سراميکي در صنعت دندانسازي دو رويه را درطي زمان بيان مي کند . اين دو رويه به شرح زير هستند :
1 ـ سراميک هاي دندانسازي که حالت آمورف ( شيشه اي ) دارند ، از لحاظ زيبايي نسبت به انواع ديگر سرامد هستند . و اين در حالي است که سراميک هايي که مقاومت کششي بالاتري دارند ، عمدتاً ساختاري کريستالي دارند . و البته در ساخت مواد دندانسازي هر دو فاکتور زيبايي و استحکام براي ما مهم است .
2 ـ درطي گذر زمان ، حرکت به سمت استفاده از مواد با ساختار پلي کريستال کامل ، انجام شده است . در جداول 1 و 2 جزئياتي از ترکيبات پايه و مثال هاي تجاري از مواد سراميکي مورد استفاده در دندانسازي آمده است . اين موارد را بر اساس سه گروه اصلي مواد مورد استفاده در صنعت دندانسازي طبقه بندي کرديم .

جدول1

جدول2

سراميک هاي شيشه اي ( glassy ceramics ) :

مواد سراميکي شيشه اي ، بهترين تطابق را با خواص اپتيکي دندانها و عاج آنها دارند .
شيشه يک شبکه ي سه بعدي از اتم هاست که الگوي منظم فضايي ندارد . در اين مواد ، بين نزديک ترين همسايه و همسايه ي بعدي ، الگوي منظم فضايي ( از لحاظ فاصله يا زاويه ) وجود ندارد ؛ بنابراين ساختار شيشه آمورف است . ( يا ساختاري بي شکل دارد )
به طور کلي شيشه هاي مورد استفاده در سراميک هاي دنداني از يک گروه مينرالي معدني با نام فلدسپارها ، مشتق مي شوند و برپايه ي سيليکا ( اکسيد سيليسيم ) و آلومينا ( اکسيد آلومينيوم ) ساخته شده اند . از اين رو پرسلان هاي فلدسپاتي به خانواده اي تعلق دارند که به آنها شيشه هاي آلومينوسيليکاتي مي گويند . شيشه هايي که برپايه ي فلدسپار هستند ، نسبت به تبديل شدن به حالت بلوري درطي پخت مقاومت نشان داده و داراي گسترده پخت وسيعي هستند ( پايداري آنها اگر دما به بالاتر از حد بهينه برسد ، يکباره افت مي کند) اين مواد زيست سازگار هستند . در شيشه هاي فلدسپاتي ، شبکه اي متشکل از اتصالات پل مانندي وجود دارد که اين پل ها از اتصال بين سيليسيم با اکسيژن تشکيل شده اند . اين اتصالات گاه و بي گاه به وسيله ي کاتيون هايي مانند سديم ( ) يک بار مثبت و يا پتاسيم يک بار مثبت ( ) شکسته مي شوند . حضور اين بارهاي مثبت موجب اصلاح شيشه و بالانس بارهاي اتم هاي اکسيژن غير پل مي شوند . کاتيون هاي اصلاح کننده ، خواص مهمي از شيشه را تغيير مي دهند ؛ براي مثال : دماي پخت يا ذوب را کاهش مي دهند و يا موجب افزايش انبساط و انقباض حرارتي مي شود .

شيشه هاي پر شده با ذرات ( Partic - filled glasses ) :

در اين نوع از مواد ، ذرات پر کننده به ترکيب اوليه ي شيشه اضافه مي شوند . اين اضافه شدن ذرات موجب بهبود خواص مکانيکي و کنترل اثرات اپتيکي مانند ماتي ( opalescence ) ، رنگ ( color ) و شفافيت ( opacity ) مي شود . اين پر کننده ها معمولاً از مواد کريستالي انتخاب مي شوند ولي اين امکان وجود دارد که اين مواد از ذرات شيشه اي با نقطه ذوب بالاتر نسبت به شيشه ي پايه نيز انتخاب شوند . يک چنين ترکيباتي که بر پايه ي دو يا چند ماده ي مجزا ( فاز مجرا) تشکيل شده اند ، با عنوان کامپوزيت ( composites ) معروف اند . البته نام کامپوزيت در نوشته هاي مربوط به دندانپزشکي بيشتر به معناي کامپوزيت هاي با پايه ي رزين ( resin based composites ) است . اين تصوير که اکثر سراميک هاي دنداني ، مواد کامپوزيتي هستند ، براي درک بهتر در مورد آنها ، مفيد مي باشد . براي اينکه در مطالعه ي شيشه هاي پر شده با ذرات گيج نشويم ، اين مواد را بر اساس نوع ذرات پر کننده و مقدار آنها ، علت اضافه کردن ذرات و چگونگي اضافه شدن ذرات به شيشه پايه ، طبقه بندي مي کنيم .
اولين پر کننده اي که براي سراميک هاي دنداني استفاده شد ، ذرات کريستالي ، مينرالي است که لوسيت ناميده مي شود . اين پر کننده براي توليد پرسلان هايي ( چيني هايي ) استفاده مي شود که بتوانند به خوبي و بر اساس فلزات مورد استفاده در ساختارش آتش بگيرد . ضريب انبساط گرمايي لوسيت بالا است . در زير ضريب انبساط گرمايي براي عده اي از مواد آمده است :

ضريب انبساط گرمايي 1

نوع ماده

1

لوسيت

1

شيشه هاي فلدسپاتي

1

آلياژهاي دنداني

اضافه کردن تقريباً 17 ـ 25 درصد وزني پر کننده ي لوسيت به شيشه ي مورد استفاده در دندانسازي ، پرسلاني توليد مي کند که در هنگام پخت با آلياژهاي دندانسازي همگون است . ( از لحاظ گرمايي ) . سيستم هاي سراميک ـ فلز که اولين بار در سال 1962 توليد شدند ،براي توليد 70 تا 80 درصد از پروتزهاي ثابت کننده ( Fixed prostheses) استفاده مي شود .
افزايش در استحکام ميانگين در قطعات پروتزها نيز به وسيله ي پر کننده ي مناسب و يکنواختي در پراکندگي پر کننده در فاز شيشه اي ، به دست مي آيد . بر اساس چيزي که گفتيم يک تکنيک با نام استحکام بخشي ديسپرشن ( dispersion strengthening ) به وجود آمده است . اولين سراميک استحکام داده شده به وسيله ي اين روش ، از شيشه هاي فلدسپاتي با پر کننده ي ذرات آلومينيوم اکسيد ( با درصد وزني 55 % ) ساخته شد . البته از لوسيت با درصد 45 ـ 55 درصد وزني نيز براي توليد قطعات استحکام داده شده به وسيله ي اين روش ، استفاده شده است که اين درصد استفاده شده از لوسيت از مقدار مورد نياز براي سراميک ـ فلز بيشتر است . سراميک هاي تجاري با پر کننده ي به هم چسبيده از لوسيت نيز وجود دارند که اين نوع سراميک را با پرس کردن پودر و مواد اوليه ي لازم ، در داخل يک قالب توليد مي کنند . به غير از رفتار انقباضي در سراميک هاي دندانسازي ، گفته شده است که اين دو مزيت را در زير مي بينيم :
1 ـ لوسيت به خاطر ضريب شکستش که به ضريب شکست شيشه هاي فلدسپاتي نزديک است ؛ مورد توجه قرار دارد . اين نزديکي ضريب شکستها ، موجب باقي ماندن حالت نيمه شفافي در اين نوع شيشه هاست .
2 ـ لوسيت با سرعت بيشتري نسبت به شيشه ي بدون لوسيت اچ مي شود . و موجب پديد آمدن خاصيت اچ شدن انتخابي ( selective etching ) مي شود که درطي عمل اچ شدن شيشه ي حاوي لوسيت ، تعداد زيادي برجستگي ايجاد مي شود که اين برجستگي ها موجب افزايش قدرت پيوند ميکرومکانيکي بين لوسيت و شيشه مي شود .

شيشه ـ سراميک ها ( زير مجموعه ي ويژه اي از شيشه هاي پر شده با ذرات ) :

ذرات پر کننده ي کريستالي مي توانند به صورت مکانيکي به شيشه اضافه شوند ، براي مثال اين کار را مي توان با مخلوط کردن ذرات کريستالي پر کننده باپودر شيشه ، قبل از پخت انجام داد . در تحقيقات انجام شده در سالهاي اخير، ذرات پر کننده در داخل جسم شيشه اي ، رشد داده مي شوند . در واقع اين کار پس از شکل دهي نمونه ( مانند يک پروتز ) انجام مي شود .
پس از انجام عمل شکل دهي ، جسم شيشه اي تحت عمليات حرارتي خاصي قرار مي گيرد که اين عمليات حرارتي موجب رسوب و رشد فاز کريستالي در داخل شيشه مي شود .
به دليل اينکه پر کننده ها از لحاظ شيميايي از خود اتم هاي شيشه مشتق شده اند ، ترکيب شيشه ي باقي مانده درطي اين پروسه که Ceraming نام دارد ، عوض مي شود . اين ماده ي به وجود آمده که در اصل يک کامپوزيت پر شده با ذرات است ، شيشه سراميک ناميده مي شود . ( Dentsply ) material dicor اولين شيشه ـ سراميک تجاري است که براي توليد پروتزهاي ثابت کننده ، استفاده شد . اين شيشه ـ سراميک شامل ذرات پر کننده اي از يک نوع ميکاي کريستالي ( با درصد حجمي تقريباً 55 درصد ) است .
به علاوه ، اخيراً يک شيشه ـ سراميک حاوي 70 درصد حجمي پر کننده ي دي سيليکات ليتيم براي استفاده هاي دندانپزشکي به صورت تجاري ، توليد شده است .

سراميک هاي پلي کريستال ( polycrystalline ceramics ) :

سراميک هاي پلي کريستال هيچ قسمت شيشه اي ( آمورف ) ندارد . و همه ي اتم هايش به صورت متراکم و در يک آزمايش منظم قرار گرفته اند که اين امر باعث مي شود که يک ترک با سختي و مشکل بيشتري نسبت به شيشه هاي با دانسيته ي کمتر و شبکه ي نامنظم ، گسترش پيدا کند . از اين رو ، سراميک هاي پلي کريستال به طور عمومي از سراميک هاي شيشه اي محکمتر هستند و تافنس ( چقرمگي ) آنها نيز بيشتر است .
توليد اشکال پيچيده ( به عنوان مثال يک پروتز ) از سراميک هاي پلي کريستال ، مشکل تر از توليد اين قطعات از سراميک هاي شيشه اي است . از اين رو ، پروتزهايي با کارايي خوب که از سراميک هاي پلي کريستال ساخته شده باشد تا قبل از استفاده از وسايل کامپيوتري ( computer – aid manufacturing ) به صورت عملي مورد استفاده قرار نگرفت .

به طور کلي اين سيستم هاي کمکي کامپيوتري از يک دستگاه داده ي سه بعدي براي نشان دادن وضعيت دندان ها ، يا مدل مومي شکل از زير ساختار مطلوب ، استفاده مي کند . اين دستگاه داده ي سه بعدي براي ايجاد يک قالب بسط داده شده که پودر سراميک در داخل آن قرار مي گيرد ، استفاده مي شود .
سراميک هاي پلي کريستال تمايل به مات بودن بيشتري نسبت به سراميک هاي شيشه اي دارد ، بنابراين اين مواد در کليه ي مکان هاي مورد نياز در ديواره ي پروتزها استفاده نمي شود . اين سراميک ها که از لحاظ مکانيکي خواص بهتري نسبت به مواد شيشه اي دارند ، معمولاً با روکشي از مواد شيشه اي مورد استفاده قرار مي گيرند تا حالت زيبايي پروتز توليدي بيشتر شود .
سراميک ها در حالت کلي نور را از خود عبور مي دهند در حالي که فلزات حتي در ضخامت هاي بسيار کم نيز نور را از خود عبور نمي دهند . در واقع نحوه ي قرارگيري باندهاي الکتروني در فلزات به نحوي است که طول موج مرئي را کاملاً جذب مي کند . اما سراميک ها داراي باندهاي الکتروني هستند که طول موج مرئي را از خود عبور مي دهد . حال اين سوال پيش مي آيد که اگر سراميک ها نور را از خود عبور مي دهند ! پس چرا سراميک ها حالت کدر مانند دارند ؟
در جواب بايد گفت که اکثر سراميک ها ، پلي کريستال اند و اين پلي کريستال بودن آنهاست که موجب کدر بودن آنها مي شود و در صورتي که بتوان يک سراميک را به صورت تک کريستال تهيه کرد ، مي توان آن را به صورت شفاف ديد . البته در مورد سراميک ها ، علاوه بر پلي کريستال بودن ، ضخامت نيز بر انتقال نور در آنها تاثير دارد . در واقع در استفاده از سراميک هاي پلي کريستال در دندانسازي به ضخامت بدنه ي سراميکي نيز توجه مي شود که اين مساله باعث اين مي شود که يک بدنه راپوشش دهند ولي بدنه ي ديگري ( با ضخامت کمتري ) را پوشش ندهند .
Add Comments
Name:
Email:  
User Comments:
SecurityCode: Captcha ImageChange Image