چینی دندان(Dental Porcelain)

اصطلاح پرسلان به خانوادهای از مواد سرامیکی اشاره دارد که در درجه حرارت های بالا پخته می شود.یک ونیراستتیک پرسلان (لامینیت ونیر)لایه ای از پرسلان است که به سطح دندان تراش خورده ،باند می شود و نمای بد دندان را می پوشاند. ونیرهای پرسلانی در لابراتورهای دندانپزشکی ساخته می شود. در ابتدا ونیرهای پرسلانی از پرسلان فلدسپاتیک ساخته شده و ‏sinter‏ می شد. اخیرا اغلب ونیرهای پرسلانی با ‏heat pressing‏ ساخته شده و از ‏leucite-reinforced‏ یا ‏lithium-dislicate‏ برای ساختشان استفاده می شود. برای بدست آوردن چسبندگی کافی ،مینای دندان را با اسید فسفریک و سطح باندینگ پرسلان را با اسید هیدروفلوریک اچ می کند. کامپوزیت رزینی که به طور اختصاصی جهت باند شدن به سرامیک فرمول بندی می شود، به عنوان ادهزیو به کار می رود. ‏
اینله ها و آنله های سرامیکی، جانشینی برای کامپوزیت رزین های خلفی می باشد و مقاومت سایشی بهتری نسبت به کامپوزیت رزین های خلفی دارد ‏‎;‎‏ بنابراین دوام آنها بیشتر است. اینله یک فلز، چینی یا پلاستیک ترمیمی است که برای یک حفره تعبیه شده در دندان، ساخته می شود و به آن سیمان می شود. آنله یک نوع ترمیم ریختگی است که تمامی سطوح اکلوزال(سطح جونده دندان های خلفی) یک دندان را می پوشاند. ‏

طبقه بندی پرسلان های دندانی
پرسلان های دندانی بر اساس درجه حرارت ذوب یا ‏fusion‏ به چهار دسته زیر طبقه بندی می شود: ( جدول 1 )‏

‎1300 درجه حرارت ذوب

High fusing
‎1101-1300 درجه حرارت ذوب

Medium fusing
‎850-1100درجه حرارت ذوب
Low fusing

‎?‎‏850>‏
Ultra-low fusing

پرسلان های ‏Medium fusing ‎‏ و‏‎ High fusing‎درساخت دندان های دنچرو پرسلان های ‏Ultra-low fusing‏ و‏‎ Low fusing‎‏ در ساخت کراون ها و بریج استفاده می شود.‏‎ ‎نوع ‏ultra-low‏ دارای ضریب انقباض کمی مطابق با ضریب انقباض فلزات است و به دلیل داشتن نقطه ذوب پائین ریسک بوجود آمدن اکسید فلزی را کاهش می دهد. در پرسلان های با نقطه ذوب بالا، شبکه اصلی مرکب از فلدسپارهای طبیعی است که با 15% کوارتز آزاد تقویت شده است. برای تهیه پرسلان با نقطه ذوب پائین یا متوسط، می توان فلاکس های اکسید بور(‏B2O3‎‏)‏‎ ‎‏ یا اکسید لیتیوم (‏LiO2‎‏)‏‎ ‎‏ را به عناصر موجود در فلدسپات طبیعی اضافه کرد. ‏  

ترکیبات پرسلان دندانی
سرامیک های دندانی ابتدا در اواخر سال 1700 در دندانپزشکی به کار می‌رفت. در اوایل سال 1900 پرسلان های ژاکت کراون گسترش یافت که شامل پرسلان های فلدسپاتیک یا آلومینوس بود که بر روی فویل پلاتینی نازک پخته می شد. به دلیل اختلاف زیاد ضریب انبساط حرارتی آلیاژهای فریم ورک1 و سرامیک های ونیر کننده که در اثر سرد شدن منجر به شکست می شد، پرسلان های فلدسپاتیک حاوی لوسایت گسترش یافت. این ابداع به مواد سرامیکی اجازه داد تا به فرم ورک فلزی باند شود. سرامیک های تقویت شده با آلومینا بعدا جهت بهبود خواص مکانیکی معرفی شد. در20 سال گذشته مواد و تکنیک های جدیدی برای ساخت تکنیک های تمام سرامیکی شناخته شده اند که شامل مواد تمام سرامیک‏‎ ‎‏ ‏slip cast , heat pressed machined,‎‏ است.‏
‏ در سال 1838‏‎,‎‏ ‏Elias Wildman‏ اولین پرسلان دندانی با شفافیتی مطابق با دندان طبیعی ساخت. ابتدائی ترین پرسلان های دندانی ترکیبی از کائولین،کوارتز و فلدسپار بود(شکل1).‏
کائولین،سیلیکات آلومینیوم هیدراته شده(‏Al2O3.2SiO2.2H2O‏)است که بعنوان یک باندر2، عمل می کند. وجود حتی مقدار کمی از کائولین منجر به عدم شفافیت می شود لذا پرسلان های دندانی اولیه از شفافیت کافی بر خوردار نبود‎;‎‏ بنابراین کائولین از پرسلان های دندانی حذف شد.‏
کوارتزمستحکم ترین جزء در طول پروسه ‏firing‏ است که بدون تغییر باقی می ماند و تشکیل یک فاز کریستالی می دهد‏‎;‎‏ این فاز میان فاز شیشه ای ناشی از ذوب فلدسپار پراکنده شده است.
فلدسپار ترکیبی از پتاسیم-آلومینو سیلیکات(‏K2O.Al2O3.6SiO2‎‏) و سدیم-آلومینوسیلیکات (‏Na2O.Al2O3.6SiO2‎‏) می باشد. نسبت بین پوتاش ‏K2O)‎‏) و سودا‏‎( Na2O)‎‏ حائز اهمیت است به طوریکه بر روی ویژگی های فلدسپار تاثیرگذار است. سودا منجر به کاهش دمای فیوژن و پوتاش ویسکوزیته شیشه گداخته‎3‎‏ را ،افزایش می دهد. درجه حرارت فیوژن فلدسپار?1125-1170 می باشد. در طول پروسه ‏firing‏ ،همیشه احتمال ایجاد جریان های ‏pyroplastic‏ افراطی که منجر به گرد شدن لبه ها و در نتیجه تغییر شکل ظاهری دندان می شود، وجود دارد. به همین دلیل انتخاب مقدار صحیحی از پوتاش به منظور جلوگیری از این مسئله حائز اهمیت است. ‏

خواص پرسلان های دندانی
خواص پرسلان های دندانی به ترکیب، رنگ، ساختمان میکروسکوپی و تجمع نقایص آن بستگی دارد. نقص در پرسلان ها به دلیل وجود ترک های سطحی یا درطی فرآیند ساخت ایجاد می شود. نقایص ساخت طی مراحل تولید ایجاد شده و شامل ناخالصی هایی است که درمرحله متراکم سازی ایجاد شده است. وجود میکروترک ها و ترک های سطحی در اثر سرد کردن پرسلان نیز می تواند به دلیل اختلاف انقباض حرارتی کریستال های لوسایت و فاز گلاسی باشد، یا در صورتیکه پرسلان خیلی سریع سرد شود به دلیل شوک حرارتی باشد(شکل2).‏
جور بودن رنگ یک مسئله حیاتی در جایگزین کردن دندان های طبیعی است. رنگ پودرهای پرسلان دندانی که به صورت تجاری از قبل مخلوط شده است دارای محدوده زرد تا زرد-قرمز می باشد. به دلیل اینکه محدوده رنگ  دندان های طبیعی بسیار بیشتر از محدوده موجود در کیت پرسلان از قبل مخلوط شده است، از پرسلان های تغییر دهنده جهت تعدیل رنگ استفاده می شود. این مادیفایرها پرسلان های بسیار پیگمانته بوده و معمولا به رنگ های آبی، زرد، صورتی، نارنجی،قهوه ای و خاکستری تهیه می شوند. خاصیت بحرانی دیگر پرسلان های دندانی ترانسلوسنسی4 آن ها می باشد. ترانسلوسنسی پرسلان های اپک، دنتین و انامل متفاوت است. پرسلان های اپک ترانسلوسنسی بسیار کمی دارند که به آن ها اجازه می دهد که سطح ساختمان فلزی زیرین را بپوشاند. ترانسلوسنسی پرسلان دنتین محدوده ای بین 18-38% می باشد. پرسلان های انامل دارای بیشترین مقدار ترانسلوسنسی در محدوده ای بین45-50% است. ترانسلوسنسی مواد پرسلان های تمام سرامیک با ماهیت فاز کریستالین آن ها تغییر می کند.

پرسلان های سرامیک-فلز
پرسلان های سرامیک-فلز قدرت و دقت فلز ریختگی را همراه با زیبایی پرسلان دارا می باشد.از زمانیکه پرسلان های سرامیک-فلز در دندانپزشکی شناخته شد تاکنون اسامی زیادی به آن نسبت داده شده است:


‏Ceramic crown
Porcelain veneer crown (PVC)
Porcelain fused to metal (PFM)
Porcelain fused to gold (PFG)


‎و هماکنون اصطلاح سرامیک-فلز و مخفف آنMCR‏ منطقی ترین نام برای این پرسلان ها به نظر می رسد.
پرسلان های سرامیک-فلز از یک فلز ریختگی یا کوپینگ‎5‎‏ که بر روی دندان تراش خورده قرار می گیرد و لایه ای  که روی فلز را می پوشاند، تشکیل شده است (شکل3). کوپینگ فلزی توسط سه لایه پرسلان پوشیده می شود:‏
‏1-لایه اپک(‏Opaque Shade‏) : لایه زیرین پرسلان بوده که روی فلز را می پوشاند و نقش مهمی در اتصال بین فلز و پرسلان ایفاء می کند.
2-عاج(‏Dentine‏): قسمت عمده پرسلان را تشکیل می دهد و رنگ ودرجه رنگ را مشخص می کند.
3-انامل(‏Enamel‏): ترانسلوسنسی پرسلان را موجب می شود.‏

پرسلانی که برای پوشاندن فلزات بکار می رود باید خواص ویژه ای داشته باشد. به منظور جلوگیری از نیروهای کششی نامطلوب در سطح پرسلان به هنگام سرد شدن، باید ضریب انبساط حرارتی آن کمی کمتر از ضریب انبساط حرارتی ساختار فلزی باشد (6-10*5/14 به ازای هر درجه سانتی گراد برای فلز).
از نظر ترکیبات سازنده، پرسلان سرامیک-فلز مشابه پرسلان فلدسپاتی است. البته ترکیبات قلیایی و مقدار اکسیدهای اضافی موجود در آن با پرسلان فلدسپاتی اندکی متفاوت است. درصد اکسیدهای سدیم و پتاسیم این انواع بیش از پرسلان های عادی می باشد تا میزان انبساط حرارتی پرسلان افزایش یافته و با انبساط حرارتی فریم ورک فلزی سازگاری بیشتری پیدا کند و از پیشرفت ترک جلوگیری شود. بعضی از انواع پرسلان های سرامیک-فلز حاوی لوسایت است که بعنوان فاز کریستالین عمل می کند. بدلیل انبساط بسیار زیاد لوسایت، کریستالی شدن آن در پرسلان موجب تطبیق ضریب انبساط حرارت سرامیک با آلیاژهای طلا می شود. با افزودن مقداری ‏K2O‏ در پرسلان، فاز لوسایت در کل توده پرسلان ایجاد می شود که تمایل آنرا به کریستالی شدن افزایش می دهد. ‏
پرسلان اپک که مستقیما بر روی فریم ورک افزوده می شود، تقریبا شبیه مخلوط فلاکس های شیشه فلدسپاتیک سدیم-پتاسیم است و دارای ترکیبات زیر می باشد:‏

‏(جدول 2) ترکیبات پرسلان اپک‏

‎48.00-59.00‎
SiO2‎
silica
‏20.00-16.30
Al2O3‎
alumina
‏10.30-8.40
K2O
potash
‏7.00-5.70
Na2O
Soda
‏1.45-1.20
CaO
Calcium oxide
‏1.45-1.20
B2O3‎
Boric Oxide
‏3.30-2.70
TiO2‎
Titania
‏5.25-4.30
SnO2‎
Tin Oxide
‏1.50-1.20
ZnO2‎
Zinc Oxide
trace
Fe2O3‎
Ferric Oxide
trace
F2‎
Fluorine

پرسلان اپک را از مواد حاجب نور (‏opacifier‏) اشباع می کند تا رنگ لایه فلزی را پوشانده و در ضمن حداقل ضخامت ممکن را داشته باشد. اپک های مدرن که به صورت رنگ روی فلز زده می شود، می تواند حتی در ضخامت های بسیار کم ‏‎100µm‎‏  نیز رنگ فلز را کاملا بپوشاند. شایان توجه است که این مواد به شدت نور را منعکس کرده و چون رنگ و خاصیت بازتابی آن ها بر رنگ پرسلان انامل موثر است، می تواند موجب بروز مشکلاتی شود.‏
پرسلان های عاج و انامل که روی اپک پودرگذاری می شود از شیشه های فلدسپاتی ساخته می شود و ترکیبات آنها به صورت زیر است:
(جدول 3) ترکیبات پرسلان های دنتین و انامل‏

 

‏66.2-59.2
SiO2‎
silica
‏18.9-14.5
Al2O3‎
alumina
‏12.3-9.5
K2O
potash
‏9.7-4.7
Na2O
Soda
‏2.10-0.4
CaO
Calcium oxide
‏0.29-0.25
TiO2‎
Titania
‏5.25-4.30
SnO2‎
Tin Oxide
‏0.055-0.045
Fe2O3‎
Ferric Oxide
‏0.50-0.20‏
F2‎
Fluorine

نکته قابل توجه این است که اکسیدهای بور و لیتیوم به عنوان فلاکس در پرسلان انامل بکار نرفته است. ‏
ترکیبات فوق به دقت با یکدیگر مخلوط شده و جهت پخت تا ?1200 در کوره حرارت داده می شود. به طور کلی در اثر حرارت ناشی از پخت، سرامیک های دندانی از دو فاز تشکیل می شود:
1- فاز شیشه ای یا گلاسی(‏vitreous‏) ناشی از متلاشی شدن فلدسپار در دمای بالا
2- فاز کریستالین که از لوسایت(‏K2O.Al2O3.4SiO2‎‏)‏‎  ‎تشکیل می شود.
فاز گلاسی در بر گیرنده فاز کریستالی است. افزایش میزان فاز گلاسی منجر به افزایش ترنسلوسنسی یا به عبارتی شفافیت پرسلان دندانی می شود ولی در عوض مقاومت به پیشرفت ترک را کاهش می دهد. لذا جهت بهبود خواص مکانیکی سرامیک دندانی، میزان فاز کریستالی را افزایش می دهد. موادی که در پرسلان های دندانی تمام سرامیک به کار می روند بیش از 90% حجمی، حاوی فاز کریستالین است.
مخلوط فاز کریستالین و گلاسی را خیلی سریع در آب فرو می برد(‏quench‏ کردن). این امر موجب خرد شدن و ایجاد ذرات کوچک می شود. ماده محصول تحت عنوان ‏frit‏ شناخته شده و به پروسه انجام شده ‏fritting‏ گفته می شود. جهت مشابهت با دندان های طبیعی، در این مرحله رنگدانه هایی به صورت اکسید های افزودنی فلز نیز اضافه می شود. برای مثال اکسیدهای آهن بعنوان رنگ قهوه ای،اکسید مس بعنوان رنگ سبز،اکسید تیتانیوم بعنوان رنگ زرد-قهوه ای،اکسید کبالت بعنوان رنگ آبی.
جهت تهیه یک پرسلان سرامیک-فلز ازتکنیک های زیادی استفاده می شود:
‏Compaction-1‎
برای ایجاد یک پرسلان قوی با حداقل انقباض، متراکم کردن ذرات دارای اهمیت زیادی است. در این روش پودر پرسلان با آب و باندر ترکیب شده و تولید یک ماده خمیری مانند می کند. از این خمیر یک قالب الاستومریک گرفته می شود ‏‎;‎‏ جهت جداسازی آسان پرسلان از قالب، آن را با ورقه های نازک پلاتین می پوشاند.‏
‏ روش های زیادی جهت متراکم کردن ذرات وجود دارد از جمله: ‏‎ ,spatulation ,brush application .vibrating‏ ‏
در روش ‏spatulation‏ پرسلان مرطوب را با یک کارتک صاف می کند تا آب اضافی به سطح آمده و با یک دستمال آن را جذب می کند. در روش ‏brush application‏ جذب آب توسط پودر پرسلان خشک بر اساس جذب موئینه انجام می شود‏‎;‎‏ به این صورت که پودر خشک با یک قلم مو در ناحیه ای از پرسلان مرطوب بکار می رود و هنگامیکه آب به سمت ناحیه خشک کشیده شد، ذرات مرطوب به سمت یکدیگر کشیده می شود. در روش ‏vibrating‏ مخلوط پرسلان مرطوب به آسانی ویبره می شود تا ذرات با یکدیگر ته نشین شوند‎;‎‏ سپس آب اضافی با یک ماده جاذب گرفته می شود.‏
‏2-‏Sintering
زینترینگ روندی است که منجر به اتصال ذرات پرسلان در درجه حرارت بالا می شود تا یک توده پیوسته را تشکیل دهد( شکل4). بدلیل هدایت حرارتی ضعیف پرسلان، لایه های خارجی سریعتر از لایه های داخلی تر زینتر شده و به اصطلاح ‏overfuse‏ می شوند‏‎;‎‏ لذا از حرارت های خیلی سریع باید پرهیز کرد.‏
در طی روند زینترینگ حضور حباب های گاز و هوا در پرسلان های ‏air-fire‏ شده موجب ایجاد تخلخل و تاثیر نامطلوب بر روی استحکام و خواص نوری پرسلان می شود. جهت به حداقل رساندن این مسئله از تکنیک ‏vacuum-firing‏ استفاده می شود. در این روش پرسلان سرامیک-فلز تحت خلاء ‏fire‏ می شود. به این صورت که فشار داخل کوره تا 0.1‏Atm ‎‏ ‏‎ ‎پائین آورده شده و درجه حرارت تا درجه حرارت پخت بالا برده می شود ‏‎;‎‏ سپس خلاء آزاد شده و فشار کوره به 1‏Atm ‎‏ باز گردانده می شود.‏
‏3-‏Glazing
با وجود همه تلاش ها در مرحله زینترینگ وجود مقداری تخلخل در پرسلان پخته شده طبیعی است‎;‎‏ که در مواردی حتی در سطح پرسلان نیز دیده می شود. این تخلخل ها اجازه ورود به باکتری ها و مایعات دهانی را داده که می تواند منجر به تولید پلاک ها شود. برای جلوگیری از این امر، یک لایه نازک شیشه ای در طی عملیات ‏glazing‏ بر روی سطح پرسلان کشیده می شود. درجه حرارت و زمان ‏glazing‏ بسته به نوع حرارت متفاوت است.

پرسلان های تمام سرامیک

پرسلان های تمام سرامیک از لحاظ زیبایی، رنگ و ترانسلوسنسی با دندان های طبیعی قابل مقایسه است. اولین کراون های تمام سرامیک ‏porcelain jacket crown‏ ها بود که بر روی یک ماتریکس از جنس پلاتین ساخته می شد. عیب اصلی پرسلان های اولیه پائین بودن قدرت آن ها بود. به همین دلیل از آن ها بیشتر در دندان های قدامی که استرس کمتری را تحمل می کند استفاده می شد. جهت افزایش قدرت پرسلان های تمام سرامیک از دو نوع سرامیک جهت ساخت آن ها استفاده شد. بدین صورت که ‏Core‏ توسط یک سرامیک با قدرت بالا ساخته شده و سپس توسط سرامیک دیگری با قدرت کمتر ولی زیبایی بیشتر پوشیده می شد. این تکنیک تا حد زیادی شبیه به تکنیک ساخت پرسلان های سرامیک-فلزبود. روش دیگر استفاده از سرامیکی بود که ترکیبی از قدرت و زیبایی را شامل می شد. ‏High-strength ceramic core‏ برای اولین بار در سال 1965 توسط ‏Mclean‏ معرفی شد که به جای  استفاده ازپرسلان فلدسپاتیک از پرسلان تقویت شده با آلومینا استفاده شده بود و تقریبا 40 درصد قوی تر از پرسلان های فلدسپاتیک بود. در حال حاضر قویترین پرسلان های تمام سرامیک ‏In-ceram‏ ها می باشد که تقریبا 4 برابر قویتر از ‏alumina core‏ های اولیه است. به همین دلیل از آن ها در محل های ‏high-stress‏ استفاده می شود. در برخی کارخانجات برای بالا بردن قدرت پرسلان خود از سرامیک های شیشه ای استفاده می شود. مارک تجاری ‏Dicor‏  یکی از این سیستم ها می باشد. پرسلان ‏Dicor‏ پس از ‏casting‏ شفاف بوده و در یک پروسه یازده ساعته بسیار دقیق و حساس قرار می گیرد تا کریستال های میکا(‏Mica‏ )  رشد کرده و قدرت پرسلان را افزایش دهد. از سرامیک های شیشه ای می توان به ‏Dicor-MGC‏ که در سیستم های ‏CAD-CAM‏ بکار برده می شود نیز اشاره کرد. سایر کارخانجات برای تقویت پرسلان از ‏Leucite‏  استفاده می شود. ‏Leucite‏  در پرسلان های سرامیک-فلز برای افزایش ضریب انبساط حرارتی سرامیک بکار برده می شود. سیستم هایی که به طور شایع در آنها از کریستال های ‏Leucite‏ برای تقویت پرسلان استفاده می شود عبارتند از:‏
Optec HSP
Cerinate
IPS-Empress‏ 
بر حسب تکنیک بکارگیری شده جهت ساخت پرسلان های تمام سرامیک، مواد تمام سرامیک استفاده شده در ساخت این نوع پرسلان ها را می توان به شکل زیردسته بندی کرد:
1-مواد تمام سرامیک ‏sinter‏ شده
2- مواد تمام سرامیک حرارت داده شده تحت فشاریا‏heat pressing‏ 
3- مواد تمام سرامیکslip cast‏ 

مواد تمام سرامیک ‏sinter‏ شده
دو نوع اصلی از مواد تمام سرامیک ‏sinter‏ شده عبارتند از:
1- پرسلان فلدسپاتیک تقویت شده با لوسایت‏
‏2- سرامیک با بیس آلومینا(شکل5)‏
لوسایت به عنوان یک فاز تقویت کننده عمل می کند و موجب افزایش استحکام خمشی و فشاری در پرسلان می شود. مقدار زیاد لوسایت در ماده به ضریب انبساط حرارتی بیشتر آن کمک می کند. بعلاوه عدم انطباق زیاد انبساط حرارتی بین لوسایت و فاز گلاسی موجب گسترش استرس و ایجاد ترک می شود.‏
آلومینا دارای مدول الاستیسیته بالایی(350‏Gpa‏) می باشد. لذا پراکندگی آن در ماتریکس گلاسی با ضریب انبساط حرارتی مشابه موجب استحکام قابل ملاحظه ‏core‏ می شود. این افزایش استحکام بدلیل باند عالی بین فاز گلاس و آلومینا می باشد. پرسلان های ‏alumina core‏ اولیه دارای 40-60 % آلومینا بود. در این پرسلان ها ‏Core ‎‏ بر روی فویل پلاتینی پخته شده و سپس با ‏match-expantion‏ پرسلان ونیر می شد ولی امروزه مستقیما بر روی ‏refractory die‏ پخته می شود.

مواد تمام سرامیک حرارت داده شده تحت فشاریاheat pressing
در روش ‏heat pressing‏ از فشار خارجی برای پخت پرسلان در درجه حرارت های بالا استفاده می شود. به این ترتیب از تشکیل تخلخل های بزرگ جلوگیری شده که این امر منجر به بهبود خواص مکانیکی و دانسیته بالای پرسلان می شود(شکل6). دو نوع اصلی از مواد تمام سرامیک ‏heat pressing‏ شده عبارتند از:‏
‏1- سرامیک های با بیس لوسایت(شکل7)‏
‏2- سرامیک های با بیس لیتیوم-دی سیلیکات(شکل8)‏
مواد حاوی لیتیوم-دی سیلیکات (‏Li2Si2O5‎‏) به عنوان فاز کریستالین اصلی است و مزیت عمده آن ها استحکام خمشی(350‏Mpa‏) بالای آن ها است که محدوده کاربرد آن ها را گسترده تر کرده است.

مواد تمام سرامیکslip cast
این روش شامل کندانس کردن6 ‏slip‏ پرسلان آبی بر روی ‏refractory die‏ می باشد. تخلخل ‏refractory die‏ به وسیله جذب آب از ‏slip‏ در اثر عمل موئینگی به تراکم کمک می کند. پرسلان در درجه حرارت بالا بر روی ‏refractory die‏ پخته می شود و سپس در داخل ‏core‏ متخلخل ‏fire‏ شده گلاس، فیلتر می شود. به این ترتیب که گلاس ذوب شده در درجه حرارت بالا بر اثر عمل موئینگی به داخل تخلخل ها کشیده می شود. مزیت اصلی این نوع سرامیک ها استحکام بالای آن ها است واز جمله معایب آن زمان ساخت طولانی آن ها می باشد. دو نوع اصلی از مواد تمام سرامیک ‏slip cast‏ شده عبارتند از:‏
‏1- سرامیک های با بیس آلومینا
2- سرامیک های با بیس اسپاینل و زیر کونیا
استحکام خمشی ماده آلومینای ‏slip cast‏ شده در حدود 450‏Mpa‏ می باشد. محتوای آلومینای ‏slip‏ بیش از 90% بوده و سایز ذرات آن بین 0.5-3.5‏‎µm ‎‏ می باشد.  ‏

تقویت کردن پرسلان های سرامیکی
یکی از راه های جلوگیری از شکست پرسلان، بکارگیری پروسه های تقویتی است:‏


Ion exchange
Thermal tempering
Prevention of stress-corrosion
Ion exchange


در این روش یک پوسته فشرده به روی سرامیک تشکیل می شود که از گسترش ترک جلوگیری می کند. در فلز گلاسی یون های کوچکتر جای خود را به یون های بزرگتر داده و به این ترتیب  یک لایه فشرده تشکیل می شود. در این روش معمولا از ‏bath‏ های نمک نیترات مذاب استفاده می شود. سرامیک به درون ‏bath‏ نمک مذاب در درجه حرارتی پائین تر از دمای شیشه ای شدن(‏transition temperature‏) ریخته می شود. در این درجه حرارت شیشه هنوز سخت است. اگرچه حرارت برای حرکت سریع یون ها کافی است ولی تنها یون قلیایی می تواند فاصله لازم را طی کند. نمک مذاب باید به گونه ای انتخاب شود که در حالیکه یون های بزرگ جانشین یون های کوچک می شود، کاتیون های کوچک به درون ‏bath‏ نفوذ کند. در پرسلان های فلدسپاتیک یون های پتاسیم از ‏KNO3 bath‎‏ جایگزین یون های سدیم می شود. بدلیل اشغال فضای بیشتر یون های پتاسیم نسبت به یون های سدیم، شبکه سیلیکاتی به یکدیگر فشرده شده و یک لایه متراکم تشکیل می شود. با این روش قدرت پرسلان فلدسپاتیک حدود 4% افزایش می یابد.‏

Thermal tempering


در این روش شیشه به سرعت سرد می شود و در سطح شیشه ایجاد یک لایه فشرده و متراکم می کند.



Prevention of stress-corrosion


در یک محیط مرطوب قدرت سرامیک کاهش می یابد. این کاهش قدرت به دلیل واکنش شیمیایی است که بین سرامیک و آب رخ داده و باعث افزایش اندازه ترک می شود. این پدیده ‏stress corrosion‏ یا ‏static fatigue‏ نام دارد. گزارش می شود که مقاومت سرامیک در برابر شکستگی در آب تا حدود 30% کاهش می یابد. یرخی از سیستم های سرامیکی مانند ‏Renaissance‏ فویل فلزی دارند که از نفوذ رطوبت به سطح داخلی و در نتیجه از شکست جلوگیری می کند. 

پانوشت:‏

‎1-framework 
2-binder   ‎
‎3-molten glass ‎
‎4-translucency
5-couping
6-condensing


           منبع:

مجله مهندسی پزشکی و تجهیزات آزمایشگاهی

http://www.iranbmemag.com/fa/issue/page.asp

 

/ 0 نظر / 75 بازدید