Strumenti dentali - CVD Derived rivestimenti duri per strumenti dentali

 

 

Argomenti trattati

Chemical Vapour Deposition

Dental Diamond utensili rivestiti

Limiti e problemi   Associata con Diamond Coated dentale, attrezzi

Alternative Tecniche di spalmatura

Vantaggi della CVD

Svantaggi della CVD

Nuovi concetti - alta frequenza CVD

Metodi per migliorare Rivestimento / incollaggio del substrato

Chemical Vapour Deposition

deposizione di vapore chimico (CVD) è una tecnologia consolidata per il rivestimento di una vasta gamma di utensili da taglio in metallo, tra cui trapani, seghetti, seghe a nastro, lame di rasoio e inserti. In alcuni casi, CVD può aumentare la vita di un taglio di ben 20 volte la vita di uno strumento non rivestito. Inoltre l'efficienza di taglio, velocità di taglio e la qualità del taglio del pezzo in lavorazione sono notevolmente migliorate ingegneria delle superfici. La tecnologia può essere utilizzata per depositare una vasta gamma di rivestimenti quali TiN, TiAlN, multistrati, assortite rivestimenti e nuovi rivestimenti nanocompositi nuovo, per una vasta gamma di applicazioni. Eppure, in un settore ci sono state poche work CVD effettuato - il trattamento di superficie della protesi biomediche e strumenti dentali come frese, pinze ortodontiche e pinzette, tutti possono trarre beneficio in termini di qualità, sicurezza e costi dall'applicazione di una malattia cardiovascolare rivestimento.

Diamond utensili rivestiti Dental

rivestita frese dentali-Diamond sono comunemente utilizzati su pazienti, oltre che nel laboratorio odontotecnico. frese dentali sono utilizzati per diversi scopi, compresa la preparazione di cavità denti e, in molti casi, la preparazione degli stessi denti per ponti e corone e protesi parziali. frese dentali sono anche ampiamente utilizzati in laboratorio per il taglio, foratura, rettifica, rifinitura e la lucidatura di vari tipi di materiali come protesi e strutture metalliche.

Le frese sono realizzate mediante la fissazione di particelle di diamante duro su una superficie di supporto con una matrice di materiale legante. frese dentali sono attualmente specificati dalle dimensioni della testa della fresa e la lunghezza dell'albero. Non ci sono specifiche per la superficie di macinazione. Nel caso di rivestimento frese diamantate in particolare, non vi è alcuna standardizzazione della grana o la qualità delle particelle di diamante utilizzata. La grana media delle particelle di diamante possono variare ampiamente da 50-300μm.

Limiti e problemi   Associata con Diamond Coated dentale, attrezzi

Ci sono alcuni problemi con la qualità a lungo termine e l'efficacia degli strumenti dentali e frese in particolare. Ad esempio, le particelle su alcuni strumenti dentali svanire molto rapidamente, rendendo inefficaci gli strumenti dopo solo un breve periodo di tempo in funzione. Con diamante dentali frese rivestite, il taglio e la rifinitura efficacia diminuisce a causa di ripetuti di sterilizzazione, la disinfezione e pulizia, i processi che utilizzano elevate temperature e ambienti acidi. Un dato significativo è stato la scoperta dell'azione corrosiva sull'acciaio frese di carbonio di un acido fosforico basato soluzione di pulizia, che era in uso di routine al momento. In un altro esempio, tre casi di carburo di tungsteno separazione fresa, una delle quali ha portato alla paziente deglutizione la fresa testa separata, sono stati descritti. Questa ondata di teste fresa separa dal gambo era associato ad una soluzione sterilizzante a freddo per la disinfezione.

particelle di rivestimento da frese dentali presente anche un pericolo per la salute dovrebbero venire via dalla fresa in bocca del paziente la - per esempio, vi è un rilascio potenziale di Ni 2 + ioni dal legante metallico della diamantati frese dentali nel corpo, che potrebbe essere tossico per il paziente. Questo aspetto non solo rappresenta un rischio per il sistema respiratorio del paziente, il dentista e l'infermiera, ma provoca anche la contaminazione della ceramica durante la fabbricazione laboratorio di restauri dentali.

Al alternativi Tecniche di spalmatura

A causa di queste limitazioni di cui sopra, vi è una crescente domanda di migliore qualità, di lunga durata e più economico di strumenti dentali. Un modo interessante di catering per questa domanda e la contaminazione superamento / problemi di salute è quello di utilizzare una tecnologia di trattamento delle superfici. Diversi metodi possono essere usati per il rivestimento, inclusi sputtering,, impiantazione ionica evaporazione e assistita da plasma chemical vapor deposition (CVD), figura 1.

Figura 1. Generalizzate schematica dei processi in un diamante CVD reattore

Ogni metodo ha i suoi vantaggi e svantaggi. Ad esempio, l'impiantazione ionica può dare molto difficile superfici senza modificare le dimensioni dello strumento, ma è una linea di vista tecnica-, il che rende difficile l'uso nel trattamento di uno strumento a forma di complesso come una fresa dentale. Per le altre applicazioni, come il trattamento chip di silicio su substrati di Fiat, l'impiantazione ionica non ha rivali per l'introduzione di quantità controllate di droganti come il fosforo, boro e arsenico.

Vantaggi della CVD

Tuttavia, CVD è probabile che sia la scelta futura per il rivestimento di superficie di frese dentali. Il vantaggio principale di malattia cardiovascolare in superficie le tecniche di ingegneria altra è la sua capacità di pelo, in modo uniforme, componenti complessi, quali frese dentali, trapani dentistici, pinze e pinzette. Inoltre, è possibile applicare strati continui di rivestimenti sul materiale del substrato, e quindi rendere lo strumento più a lungo. Un altro vantaggio è che i rivestimenti CVD possono essere applicati economicamente e su larga scala con costi minimi per le apparecchiature utilizzate.

Svantaggi della CVD

Uno svantaggio di CVD è che si impiega spesso precursori che possono costituire un rischio per la salute, sono dannose per l'ambiente e infiammabili. Per la deposizione di rivestimenti di diamante, il processo CVD coinvolge decomposizione dei gas precursori chimici, di solito il metano e idrogeno, che vengono attivati e sottoposti a reazione in fase gassosa. Essi vengono poi trasportati attraverso meccanismi e diffusive flusso convettivo al substrato. Una volta lì, gas eterogenei / processi di superficie dà luogo al nucleazione e la crescita di un film di diamante, se le condizioni sono favorevoli. Ottimizzando le condizioni di deposizione, le proprietà di superficie del rivestimento può essere personalizzato in base alle applicazioni.

Il problema fondamentale della sintesi del diamante è causato dalla natura allotropica del carbonio. Secondo i normali condizioni non grafite, il diamante, è la fase termodinamicamente stabile cristallino di carbonio. Quindi, il requisito principale in diamante CVD è a depositare carbonio con SP3 obbligazioni e contemporaneamente sopprimere la formazione di grafite sp2 obbligazioni. Questo viene fatto attraverso la definizione di alte concentrazioni di carbonio mordenzanti nondiamond come l'idrogeno atomico. Di solito, queste condizioni si ottengono con mescolanza grandi quantità di idrogeno per il gas di processo e attivando il gas sia termicamente o utilizzando un plasma.

In generale, l'adesione dei rivestimenti, come il diamante, classificati rivestimenti, multistrati e nanocompositi, applicato da processi compresi CVD, assistito deposizione di ioni e plasma CVD su superfici complesse è piuttosto scarsa. Possibili metodi di rivestimento miglioramento / adesione substrato comprendono abrasione del substrato con varie polveri, substrato polarizzazione, la differenziazione pulsata e l'uso di materiali intercalare.

Nuovi concetti - alta frequenza CVD

Utilizzando una modifica ad alta frequenza CVD (HFCVD) figura 2, che comprende un filamento caldo CVD di sistema in un recipiente raffreddato ad acqua in acciaio inox con gas tassi di flusso controllato, il sistema permette di polarizzazione indipendente da applicare tra il substrato e filamento. Il filamento è composto da piatto filo di tantalio spirale di 0,5 mm di diametro per attivare la miscela di reazione. Il processo può essere adattata per soddisfare la deposizione di rivestimenti a film sottile su diversi tipi di frese dentali come il carburo di tungsteno, diamantati, frese e acciaio inox.

Figura 2. Schematica di un sistema HFCVD modificato che potrebbe essere utilizzato per la produzione di rivestimenti di diamante su frese dentali.

HFCVD può essere usato per fabbricare nuove frese diamantate applicando un rivestimento continuo sui bordi di taglio. La tecnologia elimina la necessità di utilizzare materiale legante presente in frese diamantate convenzionali. Come risultato si ha il potenziale per superare problemi di contaminazione dei tessuti orali (e successive infezioni), migliorando l'efficienza di taglio e di aumentare la vita utensile.

Metodi per migliorare Rivestimento / Bond substrato ING

Rivestimento / substrato di adesione può essere migliorata mediante la realizzazione di diversi pre-trattamenti del substrato. Tra questi trattamenti è l'irruvidimento della superficie di supporto con miscele di polveri varie, come diamanti, allumina e carburo di silicio. Un recente studio ha indicato che la controllata irruvidimento della superficie del substrato può aumentare la densità di nucleazione di diamante del materiale di rivestimento.

La polarizzazione del substrato è un altro metodo di pre-trattamento di superficie che possono essere impiegati. Differenziazione è una tecnica molto più controllabile di abrasione e può anche aumentare la densità di nucleazione del diamante su vari substrati. Si tratta di un metodo in-situ in cui il substrato è negativamente o positivamente polarizzato rispetto al filamento. Durante la differenziazione per una scarica bagliore viene generato e il substrato è esposto ad un plasma per un periodo massimo di 30 minuti. Il substrato è bombardato con ioni, la creazione di siti di nucleazione per la deposizione di diamante successive. Questo processo è ritenuto di infliggere danni minori relativamente al supporto rispetto alle procedure di lucidatura tradizionale. Il metodo è particolarmente interessante per le applicazioni che richiedono riproducibile superficie siti e controllate per nucleazione e la crescita.

 

 

 

Primaria autore: Hussam Rajab, Nasar Ali, Htet Sein, Robert Cherry e Waqar Ahmed

Fonte: World Materials, vol. 8, pp 17-19, 2000.

 

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Date Added: Mar 15, 2001