Ocena odlewów stopu niklu w kontekście ich przydatności po zastosowaniu protetycznego złomu poprodukcyjnego

• Autorzy: Beer-Lech K. , Pałka K. , Borowicz J.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of nickel alloy castings in the context of their relevance to the use of post-production scrap application

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Trwałość i użyteczność metalowych podbudów stomatologicznych protez częściowych w środowisku organizmu ludzkiego, a w szczególności w warunkach obciążeń biomechanicznych występujących podczas żucia jest uwarunkowana ich jakością uzyskaną w procesie odlewania. Na jakość metalowych podbudów protez może mieć wpływ zarówno metoda odlewania jak i korzystanie w procesie odlewania z dodatku tzw. złomu poprodukcyjnego. Złom ten stanowić mogą metale lub ich stopy, które były już raz użyte w procesie odlewania, jak również pozostałości po obróbce protetycznej. Ze względów ekonomicznych większość laboratoriów protetycznych wykorzystuje złom poprodukcyjny jako część wsadu do kolejnego procesu odlewania protez jednak procedura ta może powodować zmianę właściwości mikrostrukturalnych i mechanicznych uzyskanych odlewów i wpływać na końcową jakość wytworzonych protez, skutkując również obniżeniem przyczepności ceramiki dentystycznej. Wyniki prezentowane w literaturze dla różnych badanych stopów nie są jednoznaczne. Celem pracy była ocena jakościowa odlewów oraz analiza zmian mikrostruktury i składu chemicznego odlewów wykonanych ze stopu NiCrMo stosowanego do wytwarzania metalowych podbudów koron i mostów protetycznych z dodatkiem złomu poprodukcyjnego oraz dwóch metod odlewania protez. Jako próbki do badań zastosowano jednokrotne przetopy stopu niklu o zawartości odpowiednio: 100, 50, 0% stopu fabrycznego oraz odśrodkową i próżniowo-ciśnieniową metodę odlewania. Wykonano badania mikrostrukturalne otrzymanych odlewów wraz z ich oceną jakościową i ilościową. Dla wszystkich badanych próbek stwierdzono obecność porów. Określono udział procentowy wydzieleń występujących w stopach oraz ich skład chemiczny. Stwierdzono, że stop odlewany metodą próżniowo- ciśnieniową charakteryzuje się większym udziałem wydzieleń niż stop odlewany za pomocą metody odśrodkowej.

EN

Durability and serviceability of metal substructures of partial dentures in the environment of the human body, especially in the conditions of biomechanical loads encountered during chewing, is determined by the quality achieved in the casting process. The quality of the metal denture frameworks can affect both: the casting method and using of post-production scrap in the casting process. Prosthetic post-production scrap may be: metals or their alloys that were once already used in the casting process, as well as the remnants of the prosthetic treatment. For economic reasons, the majority of dental laboratories use post-production scrap as part of the batch to the next casting process, however, this practice may change microstructure and mechanical properties of the castings and affect the quality of the final prosthesis resulting also in the reduction of adhesion of dental ceramics. The results presented in the scientific literature for various tested alloys are ambiguous. The aim of this study was to analyze the changes in the microstructure and chemical composition of castings made from NiCrMo alloy (used to manufacture the substructures of ceramic faced prosthetic crowns and bridges) applying post-production scrap and two methods of casting. As the test samples the disposable castings of Ni alloy was used, containing respectively 100, 50, 0% of new alloy. The microstructure research, including quality and quantity analysis, was performed. For all tested samples the occurrence of pores was observed. The percentage ratio of precipitates, formed in the alloys and their chemical composition was determined. It was found that the alloy cast using vacuum pressure method has a greater share of the precipitates than alloy castings using a centrifugal method.

Słowa kluczowe

PL

stopy niklu; biomateriały; złom poprodukcyjny; mikrostruktura; metody odlewania

EN

nickel alloys; biomaterials; post-production scrap; microstructure; casting methods

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 16, no. 121
• Strony: 13--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Beer-Lech K.

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

autor

Pałka K.

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

autor

Borowicz J.

• Uniwersytet Medyczny w Lublinie, Stomatologiczne Centrum Kliniczne, Zakład Protetyki Uniwersytetu Medycznego w Lublinie ul. Karmelicka 7, 20-081 Lublin

Bibliografia

• [1] Yin Lu et al.: Nickel-based (Ni-Cr and Ni-Cr-Be) alloys used in dental restorations may be a potential cause for immune-mediated hypersensitivity. Medical Hypotheses 73 (2009) 716-717.
• [2] Bauer J. et al.: Characterization of two Ni-Cr dental alloys and the influence of casting mode on mechanical properties. Journal of Prosthodontics Research 56 (2012) 264-271.
• [3] Benatti O.F. et al.: In vitro and in vivo corrosion evaluation of nickel-chromium- and copper-aluminum-based alloys. J Prosthet Dent 84 (2000) 360-363.
• [4] Atsu S., Berksun S.: Bond strength of three porcelains to two forms of titanium using two firing atmospheres. J Prosthet Dent 84 (2000) 567-574.
• [5] Reddy N.R et al.: An Invitro Analysis of Elemental Release and Cytotoxicity of Recast Nickel-Chromium Dental Casting Alloys. J Indian Prosthodont Soc 2 (2011) 106-112.
• [6] Al-Ali A.: Evaluation of macrohardness of recasted cobalt- chromium alloy. Al.-Rafidain Dent J 7, 1 (2007) 111-117.
• [7] Ameer M.A. et al.: Electrochemical behavior of recasting Ni-Cr and Co-Cr non precious dental alloys. Corrosion Science 46 (2004) 2825-2836.
• [8] Ayad M.F. et al.: Corrosion behavior of as-received and previously cast high noble alloy, The Journal of Prosthetic Dentistry 100, 1 (2008) 34-39.
• [9] Ucar Y. et al.: Metal ceramic bond after multiple castings of base metal alloy. The Journal of Prosthetic Dentistry 102, 3 (2009) 165-171.
• [10] Al-Hiyasat A.S., Darmani H.: The effects of recasting on the cytotoxicity of base metal alloys. The Journal of Prosthetics Dentistry 93, 2 (2005) 158-163.
• [11] Imirzalioglu P. et al.: Influence of recasting different types of dental alloys on gingival fibroblast cytotoxicity. The Journal of Prosthetic Dentistry 107, 1 (2012) 24-33.
• [12] Bauer J. et al.: The use of recycled metal in dentistry: Evaluation of mechanical properties of titanium waste recasting. Resources, Conservation and Recycling 54 (2010) 1312-1316.
• [13] Horasawa N., Marek M.: The effect of recasting on corrosion of a silver - palladium alloy. Dental Materials 20 (2004) 352-357.
• [14] Palascar J. et al.: Effect of Recasting of Nickel-Chromium Alloy on its Castability. J Indian Prosthodont Soc 10, 3 (2010) 160-164.
• [15] Davis J.R. (ed.), ASM Specialty Handbook: Nickel, Cobalt, and Their Alloys. ASM International, Materials Park, Ohio, 2000.
• 16] Turchi P.E.A., et al.: Modeling of Ni-Cr-Mo based alloys: Part I - phase stability. Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry 30 (2006) 70-87.
• [17] Viswanathan S. Saji et al: Preferential dissolution behaviour in Ni-Cr dental cast alloy. Bull. Mater. 33, 4 (2010) 463-468.
• [18] Silva J.W.J. et al: Electrochemical and Microstructural Study of Ni-Cr-Mo Alloys Used in Dental Prostheses. Materials Sciences and Applications 2 (2011) 42-48.

Uwagi

PL

Badania naukowe realizowane w powyższej pracy zostały sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki ramach projektu badawczego„Preludium"nr 2011/01/N/ST8/07774.