Wpływ warunków wytwarzania na budowę i właściwości korozyjne stopu stomatologicznego Co-Cr-W-Mo Starbond CoS

• Autorzy: Sokołowski G. , Sokołowski J. , Rylska D. , Szynkowska M. I.

Warianty tytułu

EN

The influence of the manufacturing methods on the structure and corrosion properties of Starbond CoS, Co-Cr-W-Mo dental alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Każde tworzywo metaliczne przeznaczone do użycia w protetyce i mające kontakt ze środowiskiem jamy ustnej i płynami fizjologicznymi wymaga dokładnego określenia własności fizycznych, chemicznych i biologicznych, aby wyeliminować potencjalne ryzyko toksycznych czy alergicznych reakcji. Najbardziej pożądanymi w protetyce są materiały posiadające odpowiednio dużą odporność korozyjną i biokompatybilność. Pośród wielu czynników składzie chemicznym jego struktura oraz stan powierzchni odgrywają bardzo istotną rolę. Dla odlewanych stopów z grupy kobaltowo-chromowej wśród najważniejszych strukturalnych negatywnych uwarunkowań korozyjnych materiału wymienia się mikroporowatość odlewów, skłonność do budowy grubokrystalicznej, mikrosegregacje dendrytyczne, gruboziarniste wydzielenia węglików. Nową technologią, coraz częściej rekomendowaną w wykonawstwie protez dentystycznych z tworzyw metalicznych jest technika frezowania metalowych elementów protetycznych, która powinna w istotnym stopniu eliminować wymienione wady procesów odlewniczych. W pracy zestawiono wybrane właściwości elementów ze stopu Starbond CoS wykonanych w technologii odlewania z gotowymi elementami otrzymanymi za pomocą frezowania – sposobem odpowiadającym obróbce ubytkowej stosowanej w protetyce. Za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej z przystawką do mikroanalizy rentgenowskiej scharakteryzowano strukturę elementów, odwzorowując morfologię badanych próbek w elektonach wtórnych. Metodą EDS dokonano jakościowej analizy składu chemicznego w wybranych mikroobszarach elementów odlewanych i wykonywanych metodą frezowania oraz zmian zachodzących w badanych elementach w badaniach korozyjnych, dokonano oceny odporności korozyjnej przez wyznaczenie podstawowych parametrów korozyjnych (Ekor, Ikor, Rpol), zbadano zmiany potencjału korozyjnego w funkcji czasu oraz określono charakterystyki potencjodynamiczne próbek. Zbadano także ilość uwalnianych jonów metali po przechowywaniu stopów w roztworze 0,9% NaCl. Większa jednorodność stopu frezowanego pozostaje w zgodzie z wynikami badań korozyjnych wykazującymi większą odporność korozyjną. Pozostaje to w zgodzie z rezultatami badań korozyjnych wykazującymi większą odporność korozyjną elementów otrzymywanych metodą frezowania i znacznie mniejszą ilością jonów uwalnianych przez te elementy. Wiązać to należy także z brakiem wad typowych dla elementów odlewanych.

EN

Each material which is intended to be used in prosthetic dentistry and to have contact with oral cavity or body fluids requires a precise determination of physical, chemical and biological properties in order to exclude any possible toxic and allergic reactions. The most desired materials in the prosthetic dentistry are materials possessing satisfactory corrosion resistance and biocompatibility. The corrosion resistance of applied alloys is influenced by the chemical composition of alloys and their inner structure. In modern dentistry a profile-milling technique is often recommended instead of a traditional manufacturing of metal elements based on casting technology. As it eliminates disadvantageous changes in casts (changes in the chemical composition, presence of inhomogenity, porosity, coarse grains and coarse carbides precipitations and other defects typical for casting technique). This may improve corrosion resistance same as biocompability of elements made from Co-Cr-W-Mo alloys. The aim of this work is to verify the dependence of the type of sample’s preparation method on some alloys properties including the corrosion resistance in oral environment. The surfaces of both kinds of specimens were examined by means of SEM, EDS analyses were used to determine and compare the chemical composition and distribution of main elements in the samples prepared throughout both manufacturing methods. Then the electrochemical corrosion tests were employed, the specimens were subjected to the OCP versus time measurements, linear polarization technique and potentiodynamic polarization tests. The amount of ions from the metallic base penetrating into the corrosive solution was also determined. The results of alloy’s properties examinations indicate higher homogeneity of chemical composition for profile-milled samples. In reference to Starbond CoS alloy the application of the milling technique, as a method of sample preparation, reduces significantly the amount of released B, Al and Mo ions. The better corrosion resistance, including pitting corrosion, also was stated in the case of alloy manufactured by profile-milling method comparing to the casting method.

Słowa kluczowe

PL

stopy dentystyczne; frezowanie; korozja elektrochemiczna; uwalnianie jonów

EN

dental alloys; profile-milling technique; electrochemical corrosion; releasing of metal ions

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 6
• Strony: 885--889
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sokołowski G.

• [e-mail]
• Zakład Protetyki Stomatologicznej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi

autor

Sokołowski J.

• Zakład Stomatologii Ogólnej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi

autor

Rylska D.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka

autor

Szynkowska M. I.

• Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] Wataha J. C.: Alloys for prosthodontic restorations. J. Prosthetetic Dentistry 87 (2002) 351÷363.
• [2] Giacchi J. V., Morando C. N, Fornaro O., Palacio H. A.: Microstructural characterization of as-cast biocompatible Co-Cr-Mo alloys. Materials Characterization 62 (2011) 53÷61.
• [3] Karaali A., Mirouh K., Hamamda S., Guiraldenq P.: Microstructural study of tungsten influence on CoCr alloys. Mater. Sci. Eng. A 390 (2005) 255÷259.
• [4] Wataha J. C., Lockwood P. E., Khajotia S., Turner R.: Effect of pH on element release from dental casting alloys. The Journal Of Prosthetic Dentistry 80 (6) (1998) 691÷698.
• [5] Montero M., Ocampo C., Salinas A.: Effect of carbon content on the resistance to localized corrosion of as-cast cobalt-based alloys in an aqueous chloride solution. J. Biomed. Mater. Res. 29 (1995) 441÷453.
• [6] Marciniak J.: Biomateriały. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2002).
• [7] Manaranche C., Hornberger H.: Corrosion and biocompatibility of dental alloys. European Cells and Materials 9 (1) (2005) 35÷36.
• [8] Disegi J. I., Kennedy R. I., Pillar R.: Cobalt-base alloys for biomedical applications. ASTM, vol. A, Fredericksburg (1999).
• [9] Rymkiewicz S.: Environmental failure of dental biomaterials. Advances In Materials Science 7 (1) (2007) 47÷54.
• [10] Mülders C., Darwish M., Holze R.: The infuence of alloy composition and casting procedure upon the corrosion behaviour of dental alloys: an in vitro study. J. Oral Rehab. 23 (1996) 825÷831.
• [11] Bezzon O. L., Pedrazzi H., Zaniquelli O., Bose Cambuy da Silva T.: Effect of casting technique on surface roughness and consequent mass loss after polishing of NiCr and CoCr base metal alloys: A comparative study with titanium. The Journal of Prosthetic Dentistry 92 (3) (2007) 274÷277.
• [12] Rylska D., Klimek L., Sokołowski J.: The microstructure and corrosion resistance of NiCr base dental alloys obtained by different method of casting. Inżynieria Materiałowa 25 (3) (2004) 11÷15.
• [13] Viennot S., Lissac M., Malquarti G., Dalard F., Grosgogeat B.: Infuence of casting procedures on the corrosion resistance of clinical dental alloys containing palladium. Acta Biomaterialia 2 (2006) 321÷330.
• [14] Ntasi A., Mueller W.-D., Eliades G., Zinelis S.: The effect of Electro Discharge Machining (EDM) on the corrosion resistance of dental alloys. Dental Materials 26 (2010) e237÷e245.
• [15] Rylska D., Szynkowska M., Leśniewska E., Pawlaczyk A., Paryjczak T., Sokołowski K., Sokołowski G., Sokołowski J.: Analiza powierzchni biomateriałów metalicznych stosowanych w protetyce stomatologicznej wytwarzanych metodą frezowania. Przemysł Chemiczny 91/5 (2012) 941÷948.
• [16] Willer J., Rossbach A., Weber H.-P.: Computer-assisted milling of dentalrestorations using a new CAD/CAM data acquisition system. The Journal Of Prosthetic Dentistry 80 (3) (1998) 346÷353.