Study of physico-mechan-ical properties of a new alloy based on palladium for nonremovable dentures "Palladint UNI"

Abstract


Employees of the department of complex dental prosthetics, laboratory Materials NIMSIMSMSU and ОАО NPK "Supermetall "developed a new domestic noble palladium-based alloy for fixed dental metalprostheses "Palladent Uni". Study was made of the main physical and mechanical properties of the alloy "Palladent Uni", such as hardness, density , yield strength and elongation in accordance with the requirements of international and Russian standards. The results of the research, it was concluded that the obtained values of hardness, density, relative yield strength and elongation of the alloy "Palladent Uni" fully meets the modern requirement of international and national standards for metal-ceramics dentures.

Full Text

В настоящее время в ортопедической стоматологии основным способом восстановления дефектов зубов и зубных рядов является несъемное протезирование с помощью металлокерамических коронок и мостовидных протезов. В качестве основного материала для изготовления каркасов несъемных зубных протезов используют неблагородные кобальтохромовые и никельхромовые сплавы, которые могут негативно влиять на организм человека. Материалом выбора могут быть благородные сплавы на основе палладия благодаря их невысокой стоимости [1]. Первый российский благородный сплав на основе палладия для изготовления несъемных зубных протезов был разработан в 1993 г. сотрудниками кафедры госпитальной ортопедической стоматологии, лаборатории материаловедения НИИ стоматологии при Московском медицинском стоматологическом институте совместно с ФГУП “НПК “Суперметалл”. За 20 лет этот сплав успешно зарекомендовал себя благодаря высоким клиническим показателям. Недостатком сплава “Палладент” является невысокая пластичность, что ограничивает его применение в современных условиях [2, 3]. В связи с этим в 2012 г. сотрудниками кафедры комплексного зубопротезирования (госпитальной ортопедической стоматологии), лаборатории материа- Для корреспонденции: Козлов Олег Владимирович, villian@mai.ru ловедения НИМСИ МГМСУ и ОАО «НПК “Суперметалл”» был разработан новый благородный сплав на основе палладия для изготовления металлокерамических несъемных зубных протезов “Палладент УНИ”, который содержит 50,7-51,1% палладия, 23-23,8% золота, 21,5-21,9% меди, 3,8-4,2% олова [4]. Цель исследования - изучение основных физикомеханических свойств нового отечественного сплава на основе палладия “Палладент УНИ”. Материал и методы Испытания основных физико-механических свойств включали комплексное исследование образцов сплава на твердость, плотность, относительный предел текучести и относительное удлинение. Плотность сплава “Палладент УНИ” определяли в соответствии с ГОСТ 20018-74 в измерительной лаборатории ОАО “НПК “Суперметалл”. Для данного исследования были взяты 6 заготовок образцов в виде гранул, масса образцов составляла 3 г. Поверхность образцов была обработана с помощью обезжиривающего раствора, после чего их промыли дистиллированной водой для исключения примесей и высушили. Испытуемые образцы были взвешены в воздухе и водяной среде, в качестве которой использовали дистиллированную воду. Плотность образцов сплава определяли при 25oC. После исследований были проведены статистическая обработка данных и вычисление плотности образцов по специальной таблице. Плотность сплава рассчитывали с погрешностью, не превышающей 0,01 г/см3. За показатель 11 РОССИЙСКИЙ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, №2, 2014 плотности принимали среднее значение, округленное до 0,01 г/см3. Твердость сплава «Палладент УНИ» оценивали в соответствии с ГОСТом Р ИСО 6507-1-2007 на аппарате-твердомере Виккерса ИТ-10 на базе кафедры металловедения цветных металлов Национального исследовательского университета (НИТУ) «МИСиС» [5]. Для исследования на твердость было изготовлено 6 образцов из сплава «Пал-ладент УНИ» в виде пластин размером 25x10x0,5 мм. В процессе испытания на образец сплава с помощью твердомера оказывали нагрузку алмазным индентором в форме пирамиды в течение 10-15 с с силой 5 кг/с и измеряли диагональ отпечатка от индентора. На каждом образце проводили по 5 измерений. После всех испытаний все измерения были статистически обработаны и выявлены значения твердости HV5 [6]. Условный предел текучести сплава “Палладент УНИ” определяли в соответствии с ГОСТом 1497-84 на базе кафедры металловедения цветных металлов НИТУ “МИСиС”. В исследовании использовали разрывную машину FP 10/1 “Fritz-Heckert”. Методом литья по выплавляемым моделям было изготовлено 6 образцов сплава “Палладент УНИ” в виде пластин размером 38x7x1,2 мм. Образцы сплава по очереди испытывали в разрывной машине FP 10/1. Образец одним концом помещали в специальную подвижную скобу аппарата, второй конец закрепляли в верхнем зажиме, который оставался неподвижным. Испытания проводили при скорости растяжения 1,5 ± 0,5 мм/мин с постоянной скоростью. В ходе исследований нижняя скоба, удерживающая образец, опускалась, вызывая растягивающую силу, которая фиксировалась стрелкой на шкале прибора. После разрыва испытуемого образца стрелка фиксировалась на максимальном значении силе отрыва в кг/с. По завершении всех исследований выполняли математический расчет предела текучести со значением относительной погрешности при доверительной вероятности р = 0,95 [7]. Относительное удлинение сплава “Палладент УНИ” оценивали в соответствии с ГОСТом 1497-84 на базе кафедры металловедения цветных металлов НИТУ “МИСиС”. Исследование было проведено на разрывной машине FP 10/1 “Fritz-Heckert”. Использовали 6 образцов сплава в виде пластин размером 38,0x7,0x1,2 мм, изготовленных методом литья по выплавляемым моделям. Оказывали нагрузку на образцы, помещенные в машину для испытания на растяжение, со скоростью перемещения головок 1,5 ± 0,5 мм/мин до момента разрыва образца. Показатель относительного удлинения учитывали в момент разрыва образца [7]. Результаты и обсуждение Среднее значение плотности сплава “Палладент УНИ” составило 12,5 ± 0,02 г/см3 (табл. 1), твердости сплава - 150 ± 0,13 HV5 (табл. 2), условного предела текучести сплава - 320 ± 1,99 МПа (табл. 3), относительного удлинения сплава - 12 ± 0,21% (табл. 4). Заключение По результатам определенных значений плотности, твердости, условного предела текучести и относительного удлинения, а также статистической обработки полученных данных с учетом погрешностей можно сделать вывод, что новый отечественный палладиевый сплав для металлокерамических зубных протезов “Палладент УНИ” по физико-механическим свойствам полностью соответствует современным требованиям отечественных и международных стандартов. При сравнении свойств сплава “Палладент УНИ” и палладиевых сплавов российского производства “Палладент” и “Витирий-П” мы видим, что по показателям твердости новый сплав имеет наиболее низкие значения. При этом твердость сплава HV5 “Палладент УНИ”, Таблица 1. Результаты определения плотности сплава "Палладент УНИ" Показатель № образца Среднее 1 2 3 4 5 значение Значение плот- 12,4 12,5 12,7 12,4 12,5 12,5 ± 0,02 ности, г/см3 Таблица 2. Результаты определения твердости сплава "палладент УНИ" № об № испытания Среднее зна разца 1 (HV) 2 (HV) 3 (HV) 4 (HV) 5 (HV) чение (HV) 1 145 147 152 153 152 149,8 ± 1,42 2 145 151 154 151 148 149,8 ± 1,37 3 150 152 148 154 148 150,4 ± 1,04 4 147 151 152 150 148 149,6 ± 0,83 5 152 151 149 152 148 150,4 ± 0,73 6 153 152 148 151 145 149,8+1,25 Итоговое значение твердости 150 ± 0,13 HV Таблица 3. Результаты определения предела текучести сплава "палладент УНИ" Показатель № образца Среднее 1 2 3 4 5 6 значение Значение преде- 314 317 322 323 318 326 320 ± 1,99 ла текучести, МПа Таблица 4. Результаты определения относительного удлинения текучести сплава "палладент УНИ" Показатель № образца Среднее 1 2 3 4 5 6 значение Относитель- 11,3 12,2 11,7 12,5 12,7 11,5 12,0 ± 0,21 ное удлинение, % Таблица 5. Физико-механические показатели отечественных палладиевых сплавов Физические свойства "Палладент УНИ" "Палладент" "Витирий-П" Твердость по Виккерсу, HV 150 350 250 Относительное удлинение, % 12 3 Предел текучести, МПа 320 645 - Плотность, г/см3 12,5 10,5 11,7 равная 150 ед., позволяет использовать его в необли-цованных коронках и мостовидных протезах без риска абразивного износа эмали зуба-антагониста. Относительное удлинение сплава “Палладент УНИ” - 12%, что выше аналогичного показателя остальных сплавов - 2% у “Палладент” и 3% у “Витирий-П”, следовательно, новый палладиевый сплав менее хрупкий, чем остальные, и может в большей степени противостоять упругой деформации без разрушения. Показатели предела текучести сплавов “Палладент УНИ” и “Палладент” равны 320 и 645 МПа, оба они соответствуют стандарту ISO 9693 для металлокерамических протезов. Информа 12 экспериментально-теоретические исследования ции о показателе предела текучести сплава “Витирий-П” не имеется. Плотность сплава “Палладент УНИ” 12,5 г/см3, «Палладент» - 10,5 г/см3 и «Витирий-П» - 11,7 г/см3. Требований по ГОСТ и ISO относительно плотности не имеется, так как данный показатель не влияет на физикомеханические характеристики (табл. 5).

About the authors

V. A Parunov

A.I. Evdokimov Moscow State Medical Dental University


O. V Kozlov

A.I. Evdokimov Moscow State Medical Dental University

Email: villian@mai.ru

V. A Kozlov

A.I. Evdokimov Moscow State Medical Dental University


References

  1. Лебеденко И.Ю., Парунов В.А., Анисимова С.В. Использование отечественных сплавов благородных металлов в ортопедической стоматологии. Стоматология. 2006; 5: 52-5.
  2. Козлов В.А. Ортопедическое лечение металлокерамическими протезами с применением сплава «Суперпал»: Дисс. М.; 1998.
  3. Пустовая Е.П. Клинико-экспериментальное обоснование применения сплава «Суперпал» для зубных протезов: Дисс. М.; 1997.
  4. Лебеденко И.Ю. и др. Сплав на основе палладия для изготовления зубных протезов. Патент РФ № 2481095, 2013.
  5. ГОСТ 20018-74. Сплавы твердые спеченные. Метод определения плотности. Введ. 1976-01-01. М.: Государственный стандарт Союза ССР; 1986.
  6. ГОСТ Р ИСО 6507-1-2007. Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Введ. 2008-08-01. М.: Стандартинформ; 2008.
  7. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. Введ. 1986-01-01. М.: Государственный стандарт Союза ССР; 1986.

Statistics

Views

Abstract - 21

PDF (Russian) - 0

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies