具有合适的膨胀系数课件.ppt

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1、包埋材料,一、概 述在铸造工序中包埋蜡型所用的材料称铸造包埋材料（casting investment materials）。,制作蜡型,包 埋,焙烧除蜡,铸型腔,去除包埋材,喷砂、打磨,金属修复体,包埋材料,（一）性能要求 铸造包埋材料应符合以下要求：耐高温，具有一定强度，能承受铸造压力及冲击力，不因此而产生微裂纹。具有合适的膨胀系数，能够补偿铸造过程中金属及蜡型的收缩。良好的透气性以利铸模内的气体逸出。,铸造时，不应与液态金属发生化学反应，不产生有毒气体，并对铸入的金属材料无破坏作用（如腐蚀），保持铸件的光洁。铸造完成后，包埋材料易于被破碎，并且不黏附在金属修复体表面。有良好的操作性能，调

2、和时呈均匀糊状，有合适的固化时间。,（二）分类1.中低熔合金铸造包埋材料 适用于铸造熔化温度在1000以下的合金，如金合金、银合金、铜合金、锡锑合金等。,2.高熔合金铸造包埋材料，适用于铸造熔化温度在1000以上的高熔合金。磷酸盐包埋材料(phosphate-bonded investment)硅胶包埋材料(silica-bonded investment)铸钛包埋材料3.铸造陶瓷包埋材料,二、中熔合金铸造包埋材料,（一）组成二氧化硅（55%75%）主要耐高温成分硬质石膏（25%45%）结合剂。提供凝固膨胀，200400时脱水收缩，700 后石膏分解发生显著收缩。石墨（少量）还原作用硼酸（少量

3、）使热膨胀均匀,二氧化硅的转化过程-石英-磷石英-方石英 熔融石英-石英-磷石英-方石英,870,1475,1700,573,120,220,（二）性能几个方面：固化时间膨胀机械强度粉末粒度与透气性耐热性,包埋材料的固化性质与石膏含量、水粉比例、水温、调和速度及时间有关水粉比是影响包埋材料工作特性的重要因素ADA标准规定固化时间525min。,固化时间,Thermal expansionSetting expansionHygroscopic expansion,Expansion,膨 胀,固化膨胀（setting expansion）：石膏的固化反应起主要作用，机制与石膏本身的固化膨胀相同，

4、二水硫酸钙针状结晶生长向外膨胀。二氧化硅粒子存在有利于材料的膨胀。水粉比大的包埋材料热胀系数小,包埋材料膨胀特性的ADA标准 种类 压缩强度 固化膨胀系数（%）热胀系数 综合热胀系数 Mpa 空气中 水中（10-6K-1）（10-6K-1）2.46 0.0-0.5 1.0-2.0(700)1.3-2.0 2.46 1.2-2.2 0.0-0.6(500)1.3-2.7 4.92 0.0-0.4 1.0-1.5(700)1.2-2.9,型（嵌体用热膨胀型）,型（嵌体用吸水膨胀型）,型（局部义齿用热膨胀型）,吸水膨胀（hyosopic expansion）在石膏类包埋材料固化之前或固化期间与水接触

5、会产生较大的膨胀，这种膨胀称为吸水膨胀或水合膨胀。将包埋材料的这种特性应用在金属铸造过程中，使铸造收缩得到补偿的方法称为吸水膨胀法（水合膨胀法）。型包埋材料吸水膨胀率为1.2-2.2%,吸水膨胀与包埋材料的成分及粉末粒度有关含硅量与吸水膨胀成正比二氧化硅粉末粒度越小，吸水膨胀率越大-半水石膏比-半水石膏的膨胀率大通过操作方法可以调节水粉比小、接触水时间长、水量多及水温高等均会增加吸水膨胀,方法：包埋前，在铸圈内壁围贴13层充分吸水的石棉纸，然后包埋。在包埋材料初凝时，将铸圈置于38水中，约30分钟。包埋后，以针筒有控制地将铸圈内加水,热膨胀（thermal expansion）：由两个独立的反

6、应叠加的结果石膏：二水石膏半水石膏无水石膏二氧化硅（石英、方石英）：型 型 水粉比小，则膨胀量大。石英量越多，膨胀量越大。,3.机械强度压缩强度：ADA规定，压缩试验应于材料调和2小时后，在相对湿度为100%的室温下进行。用加热条件下的机械强度来评价包埋材料更为合理。与石膏的种类、含量及水粉比有关，硬质石膏的强度高于普通石膏，水粉比越大压缩强度越低。,4.粉末粒度与透气性 包埋材料的粉末粒度越细，铸造修复体的表面就越平滑包埋材料的粉末粒度、石膏含量粒子尺寸均一，有利于气体透过减少石膏量，增加水粉比，可使透气性增加,5.耐热性 二氧化硅在其熔点（1700）以下不发生分解无水石膏在1000以上分解

7、：2CaSO42CaO+2SO2+O2 在700以上时，可通过碳元素还原，生成对金属修复体产生污染的二氧化硫 在750时，可出现显著的收缩倾向所以石膏类包埋材料的加热温度必须在700以下。,蜡型被熔除后，有些碳元素残留在铸型中，可有与石膏发生以下反应：CaSO4+4CCaS+4CO 3CaSO4+CaS4CaO+4SO24CaSO4+CaS4CaO+4CO+4SO2,（三）用法可用于中熔和低熔合金的包埋使用时，按一定比例与水调和，将蜡型包埋，避免产生气泡用粗石英砂（40目）与石膏按3：1的比例配制的石膏包埋材料，可以用于高温包埋材料的外层包埋，减低成本，方便开圈,（一）磷酸盐包埋材料高熔合金铸

8、造包埋带模整体铸造高精度的种植义齿上部结构钛合金支架的铸造全瓷铸造包埋,三、高熔合金铸造包埋材料,用途,组成：耐高温成分是方石英、石英，占总重量的80-90%。结合剂为磷酸盐，如磷酸二氢铵（NH4H2PO4）磷酸二氢镁（MgH2PO4）以及金属氧化物（氧化镁MgO）的混合物，占总量的10%20%。使用时，将二氧化硅、结合剂与硅溶胶悬浊液（一般含SiO220%-30%）或将水按一定比例调和，可以获得较大的固化膨胀和热膨胀。,2.固化反应和加热反应固化反应：结合剂发生的酸碱中和反应NH4H2PO4+MgO+5H2ONH4MgPO46 H2O NH4H2PO4 MgO H2O获得凝固膨胀及包埋材料在

9、室温下的强度,胶体粒子,加热反应固化反应生成的胶体粒子在高温下经过(Mg2P2O7)n 阶段最终形成Mg3(PO4)2。使包埋材料从室温下强度达到高温下强度（能耐受高熔合金的冲击）。,3.性能（1）凝固时间和操作性能ADA：525min磷酸盐包埋材料凝固时间为811min影响因素：磷酸盐和氧化镁的含量比例 包埋材料的粒度 粉液比 环境温度 调拌时间,（2）膨胀率固化膨胀吸水膨胀 1.3%2.0%热膨胀,凝固膨胀：本质是NH4MgPO46 H2O的针状及柱状结晶的长大。结合剂含量越大，固化膨胀越大粉液比调拌液的浓度环境温度,吸水膨胀：在材料即将固化之前或固化后注水调整膨胀量，可获得较大膨胀效果。

10、,热膨胀相对稳定在1.2%左右。主要来源于二氧化硅的膨胀石英、方石英总含量越大、方石英所占比例越大，热膨胀也越大。二氧化硅颗粒粗细混合分布较单一颗粒产生膨胀大,（3）机械强度：磷酸盐包埋材料固化后24小时的抗压强度可达到930Mpa，经加热冷却后，其压缩强度达214 Mpa，大于石膏包埋材料。影响因素：结合剂的含量粉液比,（4）粉末粒度与透气性：磷酸盐包埋材料的粒度，一般在200-350目之间。材料的透气性小于石膏包埋材料，铸件光洁度稍差，有时要求在蜡型上设置排气导线，材料中可加入纤维以增加其透气性。（5）耐热性：具有较高的耐热性,制作蜡型，安插铸道、底座选择铸圈和衬层蜡型在铸圈中的位置：距内

11、壁35mm 距顶端56mm蜡型脱脂，增加润湿调拌与包埋真空搅拌机、震荡器,（二）正硅酸乙酯包埋材料1.组成（1）粉剂：耐高温成分，是以二氧化硅形式存在的石英和方石英。（2）液剂：为结合剂，是经过水解的正硅酸乙酯溶液。,性能 固化反应和固化时间 正硅酸乙脂包埋材料的加水分解反应，反应过程产生的SiO22H2O可以聚合成硅化合物聚合体。这种硅化合物聚合体含硅量高，耐火性强。固化时间在1030分左右。MgO含量越高，固化越快。,膨胀和强度：耐火材料及结合剂中均含有硅，所以具有较大的热膨胀性及综合膨胀性。但因结合剂为胶体，所以强度低。透气性：由于加热后耐火材料的硅粒子间隙被结合剂中的硅微粒堵塞，所以透

12、气性比石膏包埋材料差。,3.应用：一般用作内层包埋材料，用氨气处理后，可加速固化。外层包埋用少量硬质石膏（10%）与粗石英粉配制的石膏包埋材料与水调和，可以缩短包埋时间、节约材料。,四、铸钛包埋材料,纯钛：生物相容性好 耐腐蚀 重量轻 弹性模量低熔点高 化学活性大 铸造收缩1.8%2.0%,性能要求原料对钛成惰性，属于高熔点物质可补偿钛的铸造收缩高温焙烧、低温铸造在高温、中温和低温时具有较高强度吸附气体和水分力小，避免浇注时大量放气材质细致，透气性好，铸件表面光洁,2.种类 硅系包埋料 SiO2 镁系包埋料 MgO 铝系包埋料 Al2O3 锆系包埋料 ZrO2结合剂为磷酸盐或硅酸乙酯,五、铸造陶瓷包埋材料全瓷材料美观、生物相容性好、耐腐蚀、耐磨损。IPS-Empress2热压铸造陶瓷，与之匹配的专用快速包埋材料。,