N

O W O C Z E S N Y

T

E C H N I K

D

E N T Y S T Y C Z N Y

72

T E C H N I K A

D E N T Y S T Y C Z N A

Wpływ sposobu chłodzenia

na charakter połączenia

metal – ceramika

Porcelana składa się z kilku różnego ro-
dzaju warstw napalanych na strukturę
metalową. Struktura ta podtrzymuje por-
celanę i poprawia jej odporność na siły
zgryzowe w jamie ustnej. (1). Połącze-
nia metalu z porcelaną wykorzystuje się
do sporządzania koron i mostów o dużej
szerokości przęsła, a także uzupełnień
w odcinkach bocznych. Niezbędny wa-
runek uzyskania trwałego połączenia
porcelany z metalem, na który jest ona
napalana, stanowi wystąpienie reakcji
chemicznej pomiędzy tymi składnika-
mi oraz odpowiednio przeprowadzona
procedura laboratoryjna wszystkich eta-
pów pracy (2).

M

ATERIAŁY

Oceniając protezę stomatologiczną, na-
leży najpierw stwierdzić, czy jest ona
wyrobem medycznym. Technik denty-
styczny jest producentem tego wyrobu,
dlatego też technologia wykonania pro-
tezy musi być zgodna z wytycznymi.
Tworzywa wyjściowe, którymi posłu-
guje się protetyk, muszą odpowiadać
podstawowym wymaganiom. Produkt
medyczny nie może szkodzić pacjento-
wi (6).

Na potrzeby naszych badań do wyko-

nania próbek użyte zostały następujące
materiały:
– wosk odlewowy,
– masa osłaniająca,
– stop dentystyczny,
– materiał ceramiczny.

Wosk odlewowy
Służy on do modelowania brył przy od-
lewach metalowych. Głównymi składni-
kami są: wosk Karnauba, który nadaje

TITLE



The analysis of connection

between a metal basis and ceramics
depending on the method of cooling

SŁOWA KLUCZOWE



chłodzenie

ceramiki, metal – ceramika

STRESZCZENIE



Opis charakteru

połączenia metalowej podbudowy
z ceramiką w zależności od sposobu
chłodzenia masy osłaniającej. Praca
pozwoli określić cechy struktury
metalicznej chłodzonej różnymi
metodami.

KEY WORDS



cooling ceramics, metal

– ceramics

SUMMARY



This thesis is to present

the nature of connection between
a metal basis and ceramics depending
on the method of cooling the casing
material. This thesis will allow its
author to define the features of a metal
structure cooled by means of various
methods.

inż. tech. dent. Aleksandra Rogalińska

1

, prof. dr hab. n. tech. Maciej Hajduga²

A

rtykuł przedstawia
charakter połączenia

metalowej podbudowy z cera-
miką w zależności od sposobu
chłodzenia masy osłaniającej.

twardość i podnosi temperaturę topnie-
nia do 85°C, wosk pszczeli, stearyna,
parafina, wosk japoński i barwniki.
Wszystkie substancje wosku odlewo-
wego muszą się dokładnie spalać, nie
pozostawiając żadnych zanieczyszczeń,
gdyż w przeciwnym wypadku mogłyby
zniekształcić formę utworzoną w spe-
cjalnej masie ogniotrwałej. Ciemne
kolory wosków odlewowych przyczy-
niają się do dokładnego i wyraźnego
odtwarzania kształtów. Od tego zależy
w dużej mierze dokładność metalowe-
go odlewu (3). Intensywne zabarwienie
(ciemny granat, zieleń) ułatwia ocenę
grubości modelowanego elementu. Naj-
ważniejsze cechy to ostrokonturowość
i właściwość całkowitego spalania, bez
pozostawiania tzw. popiołu (1).

Masa osłaniająca
Masy ogniotrwałe, nazywane również
masami osłaniającymi lub odlewni-
czymi, należą do materiałów pomocni-
czych. W technice dentystycznej służą
do sporządzania form odlewniczych.
W masach tych zatapiane są wcześniej
utworzone woskowe pierwowzory ele-
mentów protez, przeznaczone następ-
nie do zamiany na metal w procesie
odlewniczym.

W pracy wykorzystano masę osłania-

jącą Castorit Super C, którą rozrobiono
zgodnie z zaleceniami producenta.

W użyciu są różne rodzaje mas osła-

niających w zależności od ich przezna-
czenia, lecz wszystkie powinny wykazy-
wać następujące cechy:
– być ognioodporne; nie mogą pękać

lub topić się w temperaturze topnie-
nia danego stopu lub metalu;

P

RACA

RECENZOWANA

4

/ 2 0 1 0

73

T E C H N I K A

D E N T Y S T Y C Z N A

– wykazywać odporność mechaniczną w takim stopniu, aby

płynny metal nie uszkodził formy w trakcie jego wtłacza-
nia;

– być drobnoziarniste, aby uzyskany odlew miał gładką po-

wierzchnię;

– mieć taki współczynnik rozszerzalności, który mógłby

kompensować zmianę objętości odlewów podczas ich sty-
gnięcia, związaną z odpowiadającym danemu materiałowi
współczynnikiem kurczliwości stopu;

– być obojętne dla metali i stopów odlewniczych (również

płynnego stopu);

– mieć optymalny, dla wykonania czynności laboratoryj-

nych, czas wiązania;

– być proste w użyciu (4).

Stop dentystyczny
Stopy dentystyczne należą do materiałów podstawowych
w wytwarzaniu uzupełnień protetycznych. Wykazują odpo-
wiednie właściwości kompatybilne z naturalnymi tkankami
żywymi człowieka, dlatego mogą bezpośrednio stykać się
z błoną śluzową człowieka, pod warunkiem przeprowadze-
nia odpowiedniej obróbki mechanicznej, elektrolitycznej
czy galwanicznej (wyszlifowaniu, dokładnym wypolerowa-
niu) (3).

Stopy chromoniklowe, oparte na bazie niklu i chromu

(produkowane w różnych twardościach) o temperaturze
topnienia 1350°C, stosowane są obecnie w odlewnictwie
każdego typu protez stałych, w których niewymagana jest
cecha sprężystości (2). W tej grupie znajdują się specjalne
gatunki stopów (m.in. stop dentystyczny Wiron 99, który
zastosowano w pracy) stosowane do odlewania stałych kon-
strukcji protetycznych przeznaczonych do napalania por-
celany. Ich właściwości fizyczno-technologiczne: płynność,
łatwość topnienia, miękkość ułatwiająca obróbkę itp., w wie-
lu parametrach zbliżone są do stopów metali szlachetnych.
Twardość stopów chromoniklowych wg skali Brinella wynosi
160 kG/mm

2

, wytrzymałość na rozerwanie: 60-190 kG/mm

2

,

a ciągliwość: 40-60%.

Materiał ceramiczny
Porcelana jest coraz chętniej i częściej stosowana w stoma-
tologii. Dentystyczne masy ceramiczne składają się głów-
nie ze skaleni, kwarcu i kaolinu, a więc z tych samych mi-
nerałów co porcelana przemysłowa, zestawionych jednak
w innych proporcjach. Masa ceramiczna dostarczana jest
w postaci drobnego proszku o zabarwieniu szkliwa, zębiny
i cementu zębów naturalnych, a także zabarwieniu błony
śluzowej. Jako barwniki stosowane są głównie tlenki metali
(5). Ceramika należy do materiałów podstawowych. W pra-
cy do sporządzenia próbek została użyta ceramika FINO-
CERAM.

N

AKŁADANIE

CERAMIKI

Pierwszą warstwą nakładaną na metal jest porcelana opa-
kerowa, której zadaniem jest zamaskowanie koloru struktu-
ry metalowej. Porcelanę opakerową w proszku miesza się

z wodą aż do uzyskania konsystencji masy. Pastę tę nakłada
się na metal i kondensuje, stosując wibracje, które dopro-
wadzają do gromadzenia nadmiaru wody na powierzchni,
co umożliwia jej usunięcie. Tak przygotowaną warstwę wy-
pala się w piecu. W trakcie wypalania porcelany jej składniki
łączą się ze sobą w procesie spiekania. Po zakończeniu wy-
palania uzyskuje się koronę pokrytą opakerem, który całko-
wicie maskuje kolor struktury metalowej.

Kolejnymi warstwami nakładanymi na powierzchnię opa-

kera są: porcelana przydziąsłowa i porcelana przeznaczona
do pokrywania brzegów siecznych. Porcelanę przydziąsłową
nakłada się od strony dziąsła do połowy wysokości korony.
Jest ona bardziej żółta niż porcelana przeznaczona na brzegi
sieczne i przypomina kolor zębiny. Po nałożeniu tej warstwy
korona jest ponownie wypalana. Porcelanę do brzegów siecz-
nych nakłada się na 1/3 długości korony od strony w okolicy
brzegu siecznego. Ten typ porcelany, bardziej przezroczysty,
lepiej uwidacznia naturalną budowę zęba.

N

O W O C Z E S N Y

T

E C H N I K

D

E N T Y S T Y C Z N Y

74

T E C H N I K A

D E N T Y S T Y C Z N A

Ostatnią warstwą porcelany jest gla-

zura, która nałożona w niewielkiej gru-
bości, pokrywa powierzchnię korony
i zapewnia wysoki połysk jej powierzch-
ni. Czasami dodaje się także barwniki,
które upodabniają koronę lub most
porcelanowy do barwy sąsiadujących
zębów (2).

W

YKONAWSTWO

LABORATORYJNE

PRÓBEK

Pierwowzór woskowy
Pierwszym etapem pracy było wyko-
nanie dwóch, jednakowej grubości,
woskowych pierwowzorów stanowią-
cych po odlaniu metalową podbudowę.
Z każdego woskowego pierwowzoru
wykonano formę odlewniczą: umoco-
wano kanał odlewniczy, przymocowano
na stożku odlewniczym, po czym zato-
piono w masie ogniotrwałej, rozrobio-
nej zgodnie z zaleceniami producenta,
tworząc pierścień odlewniczy.

Proces odlewania
Etapem poprzedzającym proces od-
lewania było wygrzewanie pierścieni
odlewniczych w celu ekspansji masy
i usunięcia wosku. Efektem wypalania
wosku jest uzyskanie formy, do której
wlewa się płynny metal. Po odpowied-

nim wygrzaniu pierścieni nastąpił pro-
ces odlewania form, czyli wypełnienie
form płynnym metalem.

Warunki chłodzenia
Po odlaniu każdej formy odlewniczej
został przeprowadzony indywidualny
proces chłodzenia pierścieni odlewni-
czych:
– pierwszy pierścień umieszczono

w wodzie z lodem,

– drugi pozostawiono w piecu, aż do cza-

su całkowitego ochłodzenia.

Oczyszczenie oraz nakładanie
ceramiki
Po uzyskaniu odlewu nastąpiło uwolnie-
nie z masy ogniotrwałej oraz dokładne
oczyszczenie i prawidłowe opracowanie
metalowej podbudowy (poprzez piasko-
wanie i obróbkę mechaniczną).

Następnym etapem było nałożenie

warstw ceramiki. Modelowanie kształ-
tu korony rozpoczęto od nałożenia
warstwy opakerowej, maskującej me-
taliczną podbudowę, a następnie użyto
warstwę zębinową oraz warstwę brzegu
siecznego. Etap końcowy – wymodelo-
waną koronę – pokryto warstwą glazu-
ry, aby uzyskać efekt wykończeniowy
stałego uzupełnienia protetycznego,

jakim w tym przypadku była koronka
protetyczna.

B

ADANIA

MIKROSKOPOWE

,

PRZYGOTOWANIE

PRÓBEK

Wykonanie zgładu metalograficznego
Powierzchnie próbek zostały odpo-
wiednio wyrównane i oszlifowane
do uzyskania idealnie gładkiej po-
wierzchni. Na koniec zgład wypolero-
wano. Tak przygotowany, został podda-
ny trawieniu, a następnie odpowiednim
obserwacjom makro- i mikroskopo-
wym.

Trawienie próbek
Prawidłowo wykonany zgład trawio-
no odczynnikiem Mi19Fe na gorąco,
co miało na celu ujawnienie obrazu
struktury oraz identyfikację składników
strukturalnych.

W

YNIKI

BADAŃ

Wykonane badania pozwoliły na ujaw-
nienie wad w strukturze metalicznej
oraz na określenie jakości połączenia
metal – ceramika. Badania makrosko-
powe umożliwiły rejestrację zróżnico-
wanej budowy warstw metalu.

Zdjęcia mikrostruktury poszczegól-

nych próbek wykazały przerwy w cią-

Oceniając protezę

stomatologiczną,

należy najpierw

stwierdzić, czy

jest ona wyrobem
medycznym. Tech-

nik dentystyczny

jest producentem

tego wyrobu, dlate-

go też technologia

wykonania protezy

musi być zgodna

z wytycznymi.

4

/ 2 0 1 0

75

T E C H N I K A

D E N T Y S T Y C Z N A

głości, mikropęknięcia i pory, wyraźnie
zarysowany układ dendrytyczny.

W przypadku chłodzenia w wodzie

z lodem występuje budowa ziarnista
z obszarami zróżnicowanych dendrytów
oraz strukturą eutektyczną z wyraźnym
występowaniem zanieczyszczeń.

Gwałtowne chłodzenie w wodzie z lo-

dem spowodowało naruszenie struktu-
ry metalicznej, prowadząc do osłabienia
jej własności wytrzymałościowych. Eu-
tektykę ze śladowymi zanieczyszczenia-
mi można zaobserwować w chłodzeniu
masy osłaniającej w piecu.

Struktura metaliczna została niena-

ruszona, a połączenie metal – ceramika
pozostało prawidłowe podczas chłodze-
nia pierścienia odlewniczego z piecem.

W

NIOSKI

Istotny wpływ na jakość połączenia me-
tal – ceramika oraz strukturę metaliczną
ma przeprowadzona procedura labora-
toryjna. Nieumiejętne przeprowadzenie
chłodzenia metalu po odlaniu przyczy-
nia się do licznych nieprawidłowości
oraz wad w strukturze metalicznej,
a także w obszarze połączenia metal –
ceramika.



1

Katedra Techniki Dentystycznej,

Wyższa Szkoła Inżynierii Dentystycznej, Ustroń;

Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze

Techniki Dentystycznej Wyższej Szkoły

Inżynierii Dentystycznej w Ustroniu.

²Katedra Techniki Dentystycznej,

Wyższa Szkoła Inżynierii Dentystycznej, Ustroń;

Katedra Inżynierii Materiałowej,

Akademia Techniczno-Humanistyczna,

Bielsko-Biała.

Piśmiennictwo
1. Craig R.G., Powers J.M., Wataha J.C.: Mate-

riały stomatologiczne. Wyd. I. Wydawnictwo
Medyczne Urban & Partner, Wrocław 2000.

2. Majewski S.: Propedeutyka klinicznej i labo-

ratoryjnej protetyki stomatologicznej. Sanme-
dica, Warszawa 1997.

3. Kordasz P., Wolanek Z.: Materiałoznawstwo

protetyczno-stomatologiczne. Państwowy
Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa
1983.

4. Spiechowicz E.: Protetyka stomatologiczna.

Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa
2006.

5. Jańczuk Z.: Propedeutyka stomatologii. Pań-

stwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich,
Warszawa 1975.

6. Koeck B.: Protetyka stomatologiczna: Koro-

ny i mosty. Wydawnictwo Medyczne Urban&
Partner, Wrocław 2000.