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

64

T E C H N I K A

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

Zastosowanie
i charakter fizykochemiczny
systemu łączącego Rocatec

TM

W celu osiągnięcia jak najlep-

szej adhezji pomiędzy materiałem
kompozytowym i metalem zostały
stworzone różne systemy wspoma-
gające, które są oparte na retencji
mechanicznej, jak również na bez-
szczelinowym, fizykochemicznym
łączeniu licowania kompozytowego
z metalem.

M

ATERIAŁ

DO

BADAŃ

Wśród metod wspomagających po-
łączenia metalowo-kompozytowe
możemy wymienić następujące sys-
temy, takie jak: Silicoater, Kevloc,
Siloc, Rocatec.

System Rocatec

TM

, wprowadzony

na niemiecki rynek w 1989 roku
przez firmę 3M ESPE, nie jest już in-
nowacyjnym produktem służącym
do łączenia metalu z żywicą (Sinfo-
ny

TM

), lecz wyznacza standard połą-

czeń metalowo-kompozytowych, sto-
sowanych w nowoczesnej technice
dentystycznej (2, 3).

Mimo wprowadzenia do protetyki
dentystycznej nowoczesnych ma-
teriałów protetycznych, opartych
na materiałach ceramicznych i kom-
pozytowych, wykonywanie stałych
uzupełnień protetycznych, złożonych,
metalowo-kompozytowych i metalo-
wo-ceramicznych jest niezawodną,
przewidywalną i jeszcze w dalszym
ciągu dominującą metodą wykona-
nia różnego rodzaju prac protetycz-
nych, takich jak: wkłady, korony,
mosty i prace kombinowane (1).
Połączenie wybranych cech materia-
łów mających tak odmienne właści-
wości chemiczno-fizyczne pozwala-
ją otrzymać konstrukcje protetyczne
spełniające wymagania estetyczne,
jak i wytrzymałościowe. Osiągnię-
cie jak największej wytrzymałości
połączenia pomiędzy kompozytem
i metalem oraz ceramiką i metalem
stawia wykonawcy duże wymagania
i zastosowanie zalecanych procedur
technicznych.

TITLE



The physical and chemical

properties of the Rocatec

TM

system for

sandblasting

SŁOWA KLUCZOWE



piaskowanie,

adhezja, system trybochemiczny

STRESZCZENIE



Celem pracy

jest przedstawienie zastosowania
trybochemicznego systemu Rocatec

TM

.

Na podstawie przeprowadzonych
badań określono skład chemiczny
piasku Rocatec Plus, jego gradację, jak
również możliwości zastosowania przy
połączeniach metalowo-ceramicznych.

KEY WORDS



sandblasting, adhesion,

tribological system

SUMMARY



The purpose of the

investigation was to present the
Rocatec

TM

system from a tribological

and chemical perspective. After
performing the necessary analysis, the
chemical composition as well as the
gradation of the Rocatec Plus sand was
determined.

mgr inż. tech. dent. Tadeusz Zdziech

1

, dr inż. Małgorzata Lubas

2

, dr hab. n. med. Mariusz Pryliński

3

O

siągnięcie jak najwięk-
szej wytrzymałości

połączenia pomiędzy kom-
pozytem i metalem oraz

ceramiką i metalem stawia

wykonawcy duże wymagania

i zastosowanie zalecanych
procedur technicznych.

1a

Piaskarka Rocatec Junior

1b

Piasek Rocatec Pre, Soft, Plus

1a

1b

fot. ar

chiwum autor

ów

1

/ 2 0 1 3

W krajach niemieckojęzycznych produkt jest niezwykle

popularny nie tylko ze względu na niezawodność w bez-
szczelinowym łączeniu metalu z żywicą, jak również
eliminacji zastosowania mechanicznej retencji i prostoty
zastosowania.

System ten, po Silicoater (Kulzer), był drugą metodą,

w której zastosowano technologię silanizacji powierzch-
ni metalu, w celu osiągnięcia niezawodnego połączenia
z żywicą. W skład systemu trybochemicznego Rocatec
3M wchodzą: urządzenie ciśnieniowo-ścierne służące
do czyszczenia i wytwarzania retencji, piasek Rocatec
Pre o gradacji 110 μm, piasek Rocatec Soft o gradacji
30 μm, piasek Rocatec Plus o 110 μm oraz silan ESPE Sil
(rys. 1a-b) (4).

Piasek Rocatec Soft i Plus jest zmodyfikowany poprzez

warstwę tlenku SiO

2

,

który otacza ziarna tlenku Al

2

O

3

.

W czasie procesu piaskowania ziarna piasku, uderzając
pod kątem prostym, i odległości dyszy od powierzchni
metalu wynoszącej 1 cm pod ciśnieniem 2,8 bara, przez
minimum 13 sekund powodują zaburzenie jego struktu-
ry wewnętrznej, z jednoczesnym wytworzeniem bardzo
wysokich temperatur. Energia powierzchni obniża kąt
brzeżny przylegania i poprawia zdolność adhezji. Wzrost
rzeczywistej siły adhezji jest w tym przypadku wprost
proporcjonalny do rzeczywistej powierzchni kontaktu
środka adhezyjnego ze stopem metalu (5). Uderzające
z dużą prędkością w powierzchnię metalu cząsteczki
Al

2

O

3

,

zawierające dodatkowo cząsteczki dwutlenku krze-

mu o gradacji 0,5-2 μm, powodują wtopione tlenki krze-
mu na głębokość kilkunastu mikrometrów. Warstwa SiO

2

powoduje charakterystyczne ciemnoszare zabarwienie
powierzchni stopu i świadczy o poprawności wykonania
przeprowadzonego procesu (6).

Trybochemiczny proces pokrywania metalowej kon-

strukcji we wzbogaconą w krzem warstwę ceramiczną
umożliwia chemiczne połączenie z materiałami kompo-
zytowymi i ceramicznymi (6, 7).

M

ETODYKA

BADAŃ

W celu potwierdzenia wielkości gradacji piasku Rocatec
Plus, która zgodnie z opisem producenta produktu wyno-

W celu osiągnięcia

jak najlepszej adhezji

pomiędzy materiałem kompozytowym
i metalem zostały stworzone różne systemy
wspomagające, które są oparte na retencji
mechanicznej, jak również na bezszczelino-
wym, fi zykochemicznym łączeniu licowania
kompozytowego z metalem.

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

66

T E C H N I K A

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

si 110 μm, wykonano analizę sitową
proszku. Wyniki gradacji piasku za-
wiera tab. 1.

W pracy przeprowadzono także

badania składu chemicznego za po-
mocą rentgenowskiej spektroskopii
fluorescencyjnej (XRF) metodą per-
ły. Otrzymane wyniki przedstawiono
w tab. 2, gdzie zamieszczono zawar-
tość procentową poszczególnych
tlenków w piasku Rocatec Plus.

Przeprowadzone badania (7) wpły-

wu medium piaskującego w postaci
mieszaniny Al

2

O

3

i drobnych czą-

stek SiO

2

o gradacji 20 μm wyka-

zały powstanie reakcji kinetyczno-
chemicznej, obniżenie parametrów
chropowatości oraz wytworzenie
wars twy wzbogaconej w SiO

2

.

Zwiększona aktywność chemiczna
podczas procesu wypalania warstw
ceramicznych na tak przygotowa-
nym podłożu przyczynia się do wy-
korzystania tej metody do uzyskania
trybo-chemicznego połączenia me-
tal – ceramika. W celu porównania
przylegania ceramiki do metalowe-
go podłoża próbek wykonano bada-
nia z wykorzystaniem mikroskopii
świetlnej oraz skaningowej.

W przypadku powierzchni wypia-

skowanej czystym Al

2

O

3

,

w porów-

naniu z mieszaniną Al

2

O

3

+ SiO

2

,

zaobserwowano widoczne pęcherze
na granicy połączenia metal – cerami-
ka. Tego typu artefakty mogą być przy-
czyną powstania i rozprzestrzeniania
się pęknięć powodujących odpryski

warstw ceramicznych prowadzą-
cych do uszkodzenia uzupełnienia,
a w konsekwencji naprawy lub wy-
miany na nowe. Strukturę połączenia
metal – ceramika, którego powierzch-
nia metaliczna została wypiaskowa-
na czystym Al

2

O

3

o gradacji 75 μm,

przedstawiono na rys. 2 i 4, natomiast
z dodatkiem SiO

2

–

na rys. 3 i 5.

Z uzyskanych wyników można

stwierdzić, że dla próbek piaskowa-
nych mieszaniną Al

2

O

3

+ SiO

2

zaob-

serwowano nieliczne pęcherzyki,
co sugeruje lepszą jakość uzyskanego
połączenia metal – ceramika (7).

W

NIOSKI

1. Analiza sitowa piasku Rocatec Plus

wykazała znaczne odstępstwa gra-
dacji piasku od podanych przez pro-
ducenta i wyniosła w 82% 150 μm.

2. Analiza chemiczna rentgenowskiej

spektroskopii fluorescencyjnej
(XRF) ujawniła, że w skład che-
miczny piasku Rocatec Plus wcho-
dzą również inne tlenki (nieujaw-
nione przez producenta), w tym
tlenek cyrkonu.

3. Trybochemiczny proces pokry-

wania metalowej konstr ukc ji
we wzbogaconą w krzem warstwę
ceramiczną umożliwia chemiczne
połączenie ceramiki z metalem,
wpływając na siłę połączenia sys-
temu metal – ceramika.



1,2,3

Podyplomowe Niestacjonarne Studium

Metodologii Badań Naukowych UM w Poznaniu

2

Zakład Biomateriałów i Inżynierii Powierzchni

Politechnika Częstochowska

3

Uniwersytet Medyczny

im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

Piśmiennictwo dostępne w redakcji.

2

Struktura połączenia układu metal – ceramika (piaskowanie – Al

2

O

3

), pow. 100x (7)

3

Struktura

połączenia układu metal – ceramika (piaskowanie – Al

2

O

3

+ SiO

2

), pow. 100 x (7)

4

Struktura połą-

czenia układu metal – ceramika (piaskowanie – Al

2

O

3

), SEM (7)

5

Struktura połączenia układu metal

– ceramika (piaskowanie – Al

2

O

3

+ SiO

2

), SEM (7)

Gradacja piasku (μm)

Zawartość (%)

150

82

100

5

50

7

20

5

Suma

100

Tab. 1. Wyniki analizy sitowej systemu Rocatec Plus

Tlenki

Zawartość (%)

Al

2

O

3

93,70

SiO

2

3,49

ZrO

2

1,35

Inne 1,30

Strata prażenia

0,16

Suma 100

Tab. 2. Wyniki analizy składu chemicznego, metodą XRF, piasku Rocatec Plus

2

3

4

5