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Zahnmedizin SoSe 2015 (Fach) / Werkstoffkunde (Lektion)

Diese Lektion wurde von Tatiana95 erstellt.

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• Definition Metalle Alle chem. Elemente, die die bestimmten Eigenschaften bei 1 bar/20°aufweisen
• Eigenschaften von Metallen 1. guter Elektrizitätsleiter 2. guter Wärmeleiter 3. plastische Verformbarkeit (Duktilität) 4. Oberflächenglanz 5. kristalliner Aubau -feste Körper -lichtundurchlässig -legierbar -Ionen positiv (Kationen) --> Zusammenhalt der Atome mit metallischer Bindung: im Gitter frei bewegliche Atome
• Einteilung von Elementen 1. Metalle: z.B. rote (Kupfer), gelbe (Gold), flüssige (Quecksilber) 2. Nichtmetalle: z.B. alle Gase 3. Halbmetalle z.B. Bor,Silizium, Arsen
• Einteilung von Metallen 1.Dichte: Schwermetalle, Leichtmetalle 2. Schmelztemperatur: hochschmelzende >1000°                                      niedrigschmelzende < 1000° 3. Beständigkeit = Reaktionsfähigkeit : edle/unedle Metalle        edle: korrosionsbeständig (Gold, Silber), reagieren nicht so schnell     unedle: werden von nichtoxidierenden Säuren angegriffen (Aluminium, Eisen, Blei), reagieren schnell
• Vorkommen und Gewinnung von Metallen Metalle liegen in der Natur vor: 1.rein(gediegen,elementar)->Edelmetalle->mundbeständig:Gold,Platin                                                                      nicht mundbeständig: Silber 2.als Erz(Mineralgemenge,hochmetallhaltige Mineralien;enthalten Metalloxide/-sulfide) ->Nichtedelmetalle-> Titan, Chrom,Kupfer,Nickel,Eisen Hauptgewinnquelle a) Reduktion mit Kohlenstoff (aus Koks) b) Chemische Aufbereitung mit verdünnter Säure c) Schmelzflußelektrolyse,Raffinationselektrolyse d) rein chem./phys. Verfahren
• Aufbau von Metallen 1. Atom:  kleinste chem. Bausteine der Materie Atomkern,Elektronenhülle Vorkommen im Verband (Kristall) Metalleigenschaften abhängig von: 2. Atomart Wertigkeit/Valenz (wie viele Atome es an sich binden kann) Reaktionsgeschw. Magnetismus Schmelztemperatur 3.Kristalle periodische Anordnung  der Atome im Metall:Raumgitter=Kristall Raumgitter:aus aneinandergelagerten Elementarzellen 4.Elementarzellen: kleinstmögl.Struktur des Kristallgitters gleiche Atomanordnung Kantenlänge = Gitterkonstante (Längenangabe)
• Raumgitter -mehr als 20 Kristallisationsformen -9 bei Edelmetallen -14 bei Nichtedelmetallen -Metallatome stellen ihre Valenzelektronen dem Gesamtgitter zur Verfügung -bei dentalen Metalle/Legierungen überwiegen 3 Formen: #Kubisch-raumzentriert:9-Punkt-Gitter (Chrom,Wolfram) #Kubisch-flächenzentriert:14-Punkt-Gitter (Gold,Platin,Silber,Aluminium,Kupfer,Nickel) #Hexagonal: 17-Punkt-Gitter (Titan,Magnesium,Zink)
• Metallgefüge Normalfall:Werkstück aus mehreren kleinen Kristalliten (Körner; Summe v. Elementarzellen) bilden ein Gefüge Korngrenzen=Schwachstellen (Bruchgrenze) EInkristall:Werkstück aus einem Kristall Körner:willkürliche Formen Erstarren der Schmelze:Ausbildung Kristallisationskeime:Anlagerung Metallatome Größe abhängig von Erstarrungszeit Schnelle Erstarrung:feinkörniges Metall,verbesserte mechan. Eigenschaften,größere Mundbeständigkeit
• Thermische Analyse von reinen Metallen 0 K: Kationen liegen an ihren Plätze im Raumgitter Wärme=Schwingung Temperaturerhöhung Volumenzunahme Thermische Expansion
• Erhitzungskurve Reines Metall:Charakterist. Schmelzpunkt Bei Erreichen des Schmelzpunktes: Temperatur des Metalls konstant Atome von geordneter zu ungeordnterer Struktur Erhitzungskurve Haltezeit,Haltepunkt (Schmelzzeit) Temperaturerhöhung erst nache vollständiger Schmelze
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• Abkühlungskurve Atome kehren in geordneten Zustand zurück während der Kristallisation, zeigt Kurve konstanten Haltepunkt Erstarrung in mehreren Stufen: 1.Entstehung Kristallisationskeime/zentren 2.Stadium des Kristallwachstums 3.Erstarrung und Festwerden der Schmelze
• Anwendung von reinen Metallen in der Zahnmedizin selten,in Ausnahmefällen:Goldhämmerfüllung,Zinnfolie Grund: schlechte,unzureichende mechanische Eigenschaften
• Definition von Legierungen Definition: Gemenge aus 2 oder mehr chem. Elementen Mindestens ein Metall Vorhandensein des metallischen Charakters
• Ziel von Legierungen Verbesserung der Eigenschaften von Reinmetallen: Härte Zugfestigkeit o. Bruchdehnung Korrosionsbeständigkeit Leitfähigkeit Schmelztemperatur -> Eigenschaften der L. ändern sich mit dem prozentualen Anteil der Komponenten
• Anwendungsmöglichkeiten Gußlegierung für: -unverblendeter ZE -kunststoff- oder keramikverblendeter ZE -Klammerdrähte, Wurzelstifte, Anker Kieferorthopädische Hilfsteile (Bögen, Brackets) -Galvanotechnik -Lote -Implantate
• Einteilungen Komponentenzahl zwei,drei,vier,Mehrstofflegierungen  2. Phasen ein oder mehrphasig 3. Zusammensetzung homogen heterogen 4.Legierungsformel prozentuale Massenanteile der Komponenten in absteigender Reihenfolge z.B. Messing CuZn37 (63 % Kupfer, 37% Zinn) 5. Dental EM Legierung NEM Legierung (EMF)
• Aufbau von Legierungen 1.Komponente: Legierung aufbauende Stoffe (L. durch Zusammenschmelzen von Metallen) 2. Phase: "Grundbausteine" einer L. Erscheinungsform: reine Elemente Mischkristalle Metallverbindungen 3. homogene Legierungen:alle Kristalle gleiche Zusammmensetzung auch wenn Größe und gestallt unterschiedlich   heterogeneLegierungen: versch. Kristallarten 4. Phasen-/Zustandsdiagramme: Darstellen des Schmelzverhaltens einesL.systems,in Abhängigkeit von der Zusammensetzung (Konzentration der Metalle) 5. Seigerung: Entmischen einer anfänglich gleichmäßig zusammengesetzten Schmelze
• Kristallstruktur:Die 3 verschiedenen kristallinen Phasen 1. Mischkristall(MK) -Substitutions-MK ungeordnet/geordnet (z.B. Fe-Cr,Fe-Ni,Au-Cu,Au-Ag) Einlagerungs-MK (z.B. Fe-C(Austenit)) 2. Gemisch aus reinen Kristallen z.B. Au-Bi,Au-Si 3. Intermetallische Bindung z.B.SnCu3,Zn3Cu --> Entscheidend für die Art der Kristallbildung: Atomradiendifferenz zw. Atomen
• Voraussetzung für de Bildung von Mischkristallen -beide Meatlle haben gleiches Kristallsystem - Gitterkonstanten (Atomradiendifferenz) unterscheiden sich um weniger als 15% -ähnliche chem. Eigenschaften und Elektronegativitäten
• Aufbau Mischkristall Substitutionsmischkristall: -Atomradiendifferenz< 15 -Atome des reinen Metalls werden durch Atome der 2. Legierungskomponente ersetzt(substituiert) Einlagerungsmischkristall: -Atomradiendifferenz >>15 -keine Substitution möglich -Atome nehmen Gitterplätze ein,sie sitzen auf Zwischengitterplätzen
• Die 3 Arten von Legierungsgefügen 1.Homogenes Legierungsgefüge nur Körner einer Phase,alle Kristalllite haben statistisch gleichen Aufbau 2.Heterogenes Legierungsgefüge Körner versch. Phasen,Kristallite haben untersch. Aufbau 3.Inhomogenes Legierungsgefüge enthalten Körner in denen es gravierende Konzentrationsunterschiede gibt
• Gefügestörungen/verzerrungen 1. Einlagerung eines Fremdatoms mit kleinerem Radius als dem des Grundmetalls 2.Einlagerung eines fremdatoms mit einemgrößeren Radius als dem des Grundmetalls
• Thermische Analyse von Legireungen L. schmelzen/erstarren nicht bei bestimmten Temperaturpunkt Schmelzkurve:Schmelzintervall Erstarrungskurve:Erstarrungsintervall Liquiduspunkt(oben):über dieser Temperatur ist L. flüssig Soliduspunkt(unten):darunter ist L. fest -> alle L. haben ein Erstarrungsintervall (Ausnahme:eutekt. Legierung:Erstarrungspunkt) Eutektische Konzentration:Mischungsverhältnis von 2 Komponenten einer L,die das zeitgleiche erstarren ermöglichen(wie bei reinen Metallen) NICHT ALLE METALLE LASSEN SICH MITEINANDER LEGIEREN 3 Möglichkeiten im flüssigen Zustand  1.bei vollständiger Löslichkeit zweier Metalle bildet sicheine einheitl homogene Schmelze Bsp. Wasser +Alkohol 2. bei begrenzter Lösichkeit legen sich die gelösten Teile entsprechend übereinander Bsp. Äther und Wasser# 3. bei vollständiger Unöslichkeit tritt ein Überschichten der Schmelze ein: KEINE L. MEHR Bsp: Öl und Wasser
• Wärmebehandlungen Homogenisieren: erneutes Erwärmen zur H. inhomogener Kristallstrukturen Temp. um 200° <Solidustemperatur Härtung durch Ausscheidung(Vergütung):Wärmebehandlung zur Verbesserung mechan. Eigenschaften und Erzielung hoher Zähigkeiten Rekristallisation:Wiederaufbau des durch Kaltbearbeitung deformierten Kristallgitters -->hohe Temperaturen und lange Glühzeiten führen zu großen Körnern niedrige Temperaturen und kurze Glühzeiten führen zu kleinen Körnern
• Eutektikum -L. oder Lösung schmilzt/erstarrt als G anzes bei bestimmter Temperatur(Schmelzpunkt:eutekt. Temperatur) -Schmelztemperatur liegt immer unter der des am niedrigsten schmelzenden Vertreters("das gut schmelzende") -beim Erstarren scheiden sich gleichzeitig alle Bestandteile in sehr feinen Kristallen ab   -> feines,gleichmäßiges gefüge ("das gut Gebaute") -charakteristisch:lamellare Gefügestruktur der Eutektika -Verwendung: Lötlegierung Fieberthermometer
• Zustandsdiagramme Beschreiben Schmelzverhalten und Kristallisationsform von Legierungen in Abhängigkeit von der prozentualen Zusammensetzung binäre oder tertiäre Systeme  Zustandsdiagramme mit L. von 2 oder 3 Komponenten
• Physikalische Eigenschaften von Legierungen Duktilität/Plastizität beschrieben durch 0,2 % Grenze Stoff bis zu einem bestimmten Grad dehnen,bevor er versagt Elastizität: Eigenschaft von Werkstoffen reversibel auf eine einwirkende Kraft zu reagieren Härte Bruchverhalten Dichte Schmelzintervall Elektr./therm. Leitfähigkeit
• Chemische Eigenschaften von Legierungen Biokompabilität Reaktionen mit Gasen Reaktionen mit Säuren Elektrolytische Vorgänge Korrosion
• Fügetechnik Mechanisch: Schrauben bsp. Brückenteile nicht paralleler Pfeiler Nieten (veraltet) Verbindung von Werkstücken durch Bolzen Chemisch Kleben versch Stoffgruppen oder Halt durch Haftoxide bsp Metalle&Keramik, Metall&Kunststoff Thermisch Löten Schweißen ->PROBLEMSTELLEN Korrosionsbeständigkeit Verbundfestigkeit
• Löten Verbinden von 2 metallischen Werkstoffen durch ein Lot Arbeitstemperatur des Lotes 50-100° unterhalb der Solidustemperatur der Grundstoffe hoch-(1000-1200°) und niedrigschmelzende (700-1000°) Lote  Voraussetzung: parallele und große Fügeflächen,Fügespalt von 0,05 bis 0,2 mm metall. blanke Oberflächen gleichmäßige Arbeitstemperatur Löten mittels: Flamme,Ofen,Infrarotstrahlung
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• Schweißen Verbindung von 2 metallischen Werkstoffen durch lokale erhitzung  -Punktschweißen -Plasmaschweißen -Laserschweißen Vorteile: höhere Verbundfestigkeit und bessere Korrosionsbeständigkeit als Löten
• Galvanotechnik ammonium-Goldsulfit-elektrolytbad + Goldkationen werden auf - Kathode abgeschieden weitere bestandteile verbleiben in der Lösung  kein NS  der - Anionen an + Anode nach dem Galvanisierungsvorgang ist das Goldbad verbraucht  1. erstellen duplikatstumpfes (kunststoff,Gips)  2. anbringen Kontaktstäbe 3.auftragen silberlack 4. bestimmen von stromstärke und badmenge (abhängig von Fläche) 5.entfernen der Stümpfe 6. entfernen des silberlacks mittels entfernen(salpetersäure) oder ausstrahlen -> direkt nach dem galvanisieren besitzen die galvanokronen aufgrund ihrer ungeordneten gefügestruktur eine härte von 100 HV, durch wärmebehandlung sinkt diese auf 25-40 HV herstellen von Feingoldkäppchen aus 99,9 % Gold
• Galvanoteleskope bestehen aus primär/sekundär/tertiärgerüst(in letztere wird das galvanosekundärteleskop eingeklebt) erhöhter platzbedarf:mehr zahnhartsubstanzabtrag bei der Präparation der Pfeilerzähne
• Galvanokronen nach dem Galvanisieren Härte von ca. 100HV durch wärmebehndlung sinkt Härte auf 25-40HV geringe Härte:Vorteil bei Verblendung mit Keramik (weiche Gkrone gleicht die Kontraktion der Keramik aus für die verblendung mit keramik wird ein bonding system benötigt,da das feingold der galvanokronen 99,9 % keine haftoxide bildet -> besitzen eine sehr hohe passgenauigkeit ,woraus eine sehr gute Funktion resultiert

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