钯钴基合金制造技术

本发明专利技术基于钯钴二元体系添加金，提供一种非磁性合金，其热膨胀系数(CTE)为约13.8至约15，并可以包括以下添加金属中的一种或多种：铝、硼、铬、镓、锂、铼、钌、硅、钽、钛和钨。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供新型的钯钴基合金。例如，该合金能够用于制造铸造金属牙科用品或修复体，尤其是合金烤瓷(烤瓷熔附金属(PEM))修复体。
技术介绍
在随后的讨论中，涉及一些结构和/或方法。然而，以下所涉及的参考内容不能解 释为承认这些结构和/或方法构成现有技术。申请人明确保留证明这些结构和/或方法不能作为现有技术的权利。自从二十世纪五十年代晚期，人们已经开始采用包括具有烤瓷贴面的铸造金属基体的复合物制造牙冠、牙桥等，其烤瓷贴面的制造方式为在金属和烤瓷中间存在有粘结剂，这样该复合物比单一组成构件更加结实。当制备这样的组合物时需要考虑到几个方面。美观是需要考虑的一个方面。使用这种复合物的首要原因是再现了自然牙齿的正常色泽。健康自然牙齿的釉层半透明度很高，而烤瓷能够制造为具有同样的半透明度。瓷釉的半透明度使得健康牙质的颜色得以呈现。通常的牙质颜色略发微黄色。如果需要使烤瓷/合金的组合作为组合物是有效的，则在合金上必须存在有氧化物层以形成与烤瓷的粘结(bond)。虽然高金合金可为烤瓷的适度美观性提供适合的微黄色背景，但是合金元素能够形成深灰至黑色的氧化物层，其能够屏蔽潜在的微黄色背景颜色。此外，更大量的合金元素形成带颜色的氧化物层，该氧化物层能进一步降低或消除合金潜在的的金黄色。要考虑的另一个方面是机械性能。美国国家标准协会/美国牙医协会(“ANSI/ADA”)规范#38和国际标准化组织(“ISO”)标准IS09693要求合金的屈服强度(yieldstrength)至少为250兆帕(“MPa”)。为了使金基合金达到这样的强度，必须加入大量的合金元素，结果得到颜色更接近灰色的合金。由于合金支撑的烤瓷的强度很小，尤其是张力强度很小，且无延展性，因此人们认为有必要使其具有大强度。金属的任何轻微变形能够导致烤瓷层的破裂。上文所提及的最低标准是基于在制定标准时成功使用的检测合金而设立。随后，由于低于该最低标准的合金已经被成功使用，因此该最低要求受到质疑。此外，对于单个牙冠的最低要求被证明应该低于由三个或更多单元牙桥组成的牙冠的标准。德国基尔(Kiel)大学一项未公开的研究表明30至35千克力能够对患者造成疼痛，而在一个实例中，75千克力能够造成牙折。要考虑的另一个方面为物理性质。尽管上述标准不要求热膨胀系数(“CTE”)的最低值或最大值，然而这些标准要求给出烤瓷和合金的CTE值。这是因为流行的观念认为烤瓷和金属的系数应该是“匹配的”，以便保证两者的兼容性。该观念未考虑到在两者间的压力是在冷却时而不是在加热时发生的，且烤瓷和金属的冷却速率变化非常显著。容易理解的是合金的固相线(solidus)必须足够高于烤瓷的烧制温度，以便合金在烤瓷烧制的过程中不至于部分熔化。要考虑的另一方面为化学性质。烤瓷与金属不会直接粘结；相反烤瓷与金属氧化物层容易发生粘结。通常的PFM过程是将铸造合金加热至适合的温度以在合金的表面上产生金属氧化物层。如果氧化物不与合金粘结，通过其与烤瓷的结合容易被除去。一些结合是简单机械式的，但主要的结合在烤瓷金属氧化物的共熔时发生，反之在扩散结合时也同样。如果氧化物在烤瓷中不溶和/或反之亦然，则没有结合发生。当烧制烤瓷时，小颗粒和更大的颗粒表面融合(熔化)且该液体烤瓷和金属氧化物层通过液体或固相扩散形成溶液。通常要求牙科用所有合金是非磁性的。一些牙科用合金被发现产生在牙科应用中所不需要的磁效应。提供具有良好抗腐蚀性及非磁性的牙科用合金将是有益的。·
技术实现思路
本专利技术提供能够任选地解决与常规技术相关的一个或多个上述缺陷的组合物、材料和技术。本专利技术的一个方面是提供合金，其可采用通常熔化方法通过铸造为条状并被轧制为所需厚度而制造，或者任选地通过Ingersoll等人的第5，799，386号美国专利的雾化和压缩的方法制造，其于1998年9月I日公布，名称为“制造金属铸件的方法”，该专利引用参阅的方式全文并入于此。本专利技术的另一个方面是提供固相线足够高的合金，从而在通常烤瓷烧制过程中不会发生熔化。本专利技术的另一个方面是提供CTE范围已经显示与烤瓷相容的合金。本专利技术的另一个方面是提供易于通过常规牙科步骤铸造，并且使用常规牙科实验室步骤进行重铸的合金。本专利技术的另一个方面是提供能够被研磨并抛光为高光泽性的铸造合金部件。本专利技术的另一个方面是提供具有不会影响烤瓷层外观颜色的浅氧化物颜色的合金，且氧化物在烤瓷的烧制过程中不会增加。本专利技术的另一个方面是提供当加热至烤瓷烧制温度时形成薄的、连续的、韧性的氧化物，并在合金和烤瓷间通过扩散结合形成强结合(bond)的合金。本专利技术的另一个方面是提供具有强度能够承受超过可对患者产生疼痛的载荷的I=I -Wl O本专利技术的一个实施方案所形成的合金为钯钴二元合金，其中钯为约20至约90被％且钴为约10至约80wt%。热膨胀系数(CTE)为约14. O至约15. 3。能够向基体Pd/Co合金加入约0wt%至约20wt%的下列金属招、硼、铬、镓、锂、铼、钌、娃、钽、钛、鹤或其组入口 ο本专利技术的另一个方面提供的合金包含约27至约30wt5"^^Pd、约55至约58 1:%的Co、约8至约llwt%的Cr、约2. 5至约4wt%的W、约I至约2. 5wt % Ga和小于约lwt%的Al、Si、B、Li或其组合。本专利技术的另一个方面是提供牙科用品或修复体，其包含熔附到牙科合金的牙科烤瓷组合物，所述合金包含约20至约90wt%的Pd、约10至约80wt%的Co和约O至约20wt%的招、硼、铬、镓、锂、铼、钌、娃、钽、钛、鹤或其组合。本专利技术的另一个方面提供包含基体组合物的合金，该基体组合物包含钯和钴，钯和钴的量用比例为约10 80至约80 10，该合金进一步包含约O至约30wt%的添加剂，所述添加剂选自Au、Pt、Cr、Mo、W、Fe、AL、Si、Mn、Ga、Ta、Ti、Ru、Re及其组 合，其中合金在25-500°C下的热膨胀系数为约14. O至约15. 5。本专利技术的另一个方面提供与陶瓷或玻璃陶瓷材料结合的一种或多种上述合金，所述陶瓷或玻璃陶瓷材料任选地可以包含烤瓷(porcelain)。根据进一步的方面，合金和陶瓷或玻璃陶瓷任选地通过氧化物层结合在一起。根据进一步的方面，牙科用品，诸如牙冠或牙桥的修复体可以包含本专利技术的合金和/或组合。根据另一个方面，本专利技术的一个实施方案提供进一步包括金的钯钴合金。该合金表现出非磁性和良好的耐腐蚀性。该合金进一步包含另外的添加剂,该添加剂选自Pt、Cr、Mo、W、Fe、Al、Si、Mn、Ga、Ta、Ti、Ru、Re 及其组合。在审阅以下专利技术详述和所附带实施例之后，本专利技术的这些和其它方面将变得非常清楚，本文所列举的实施例仅作为本专利技术的示例，绝非限制本专利技术。附图说明图I是根据本专利技术的一个方面形成的牙科用品的示意图。图2是图I用品的一部分的放大剖视图。专利技术详述本专利技术的合金显示出多种使其适用于烤瓷熔附金属(PFM)应用的特性。该合金为灰色，具有用于将烤瓷与氧化铸造合金基质结合的氧化物涂层。该合金具有用于铸造假肢和用于支持烤瓷的机械性质且易于抛光至明亮的光泽。该合金基于一部分钯-钴二元系统，其中钯为约20至约90 七％且钴为约10至约80wt%，以获得范围在约14. O至约15.3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牙科合金，其包括含有如下重量百分比组分的基体组合物：其中所述牙科合金是非磁性的，其中钼、钨或其结合为3％或更高。FSA00000569821700011.tif

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：特里迪布·达斯古普塔，乔治·提搜斯克，
申请(专利权)人：义获嘉·伟瓦登特公司，
类型：发明
国别省市：