Торговый Дом «Аюрведа» — аюрведа оптом

Коронки из диоксида циркония — специфика применения

19.09.2018

Коронки из диоксида циркония представляют собой передовое решение для восстановления функций зубных рядов. Материал представляет собой компромисс между прочностными параметрами и эстетикой. Внешне готовый компонент практически неотличим от природного зуба, потому часто искусственные изделия из этого вещества устанавливают на переднем участке, который видно при общении и улыбке. Прочность на уровне, хоть и уступает незначительно некоторым альтернативным решениям. Преимущества коронок из диоксида циркония стоят довольно дорого, что ограничивает распространение.

Твердость сырья становится проблемой в процессе обработки, так как традиционные методы не во всех случаях подходят. Применяется несколько вариантов, как фрезерование на автоматизированном оборудовании, либо изготовление формы из заготовки с последующим спеканием.

Общие особенности

Данный класс изделий является инновацией, которая быстро завоевала популярность. Одна из причин – это универсальность, так как монтировать компонент можно на любой участок ротовой полости. На месте резцов и клыков элементы демонстрируют отличное сочетание прочности, способности выдержать изгибающие нагрузки и эстетические параметры. 

Качественно подготовленные искусственные зубы практически неотличимы от естественных, техник подбирает оттенки так, чтобы привести коронку к стопроцентной идентичности. На жевательных сторонах вещество демонстрирует отличную стойкость к сжимающим и истирающим нагрузкам.

Материал универсален, так как на его основе выпускаются вкладки, виниры, мосты и прочие варианты систем, способные вернуть клиенту лучезарную улыбку и все прелести полных зубных рядов без нарушений.

Существует два основных типа коронок:

— литье из диоксида циркония;

— фарфоровая масса на каркасе из вещества.

Литое изделие значительно надежнее, отличается прочностью и устойчивостью ко всем типам нагрузок, будь то изгиб или методичное стачивание на участке жевательных зубов. Длительность эксплуатации большая, если полностью соблюдаются все рекомендации и предписания по использованию/обслуживанию, то на всем промежутке поверхность не растрескается, не будет сколов и повреждений другого характера. Коронки цельнокерамические и из диоксида циркония идентичны по внешнему виду, но прочность второго варианта выше.

Фарфор не предлагает столь высокой прочности, однако, отличается лучшей эстетикой. За счет этого сохраняется идентичность с природными единицами класса продукции, которая в основном применяется для реставрации передних рядов, которые видны при общении, улыбке или питании. Эстетическая составляющая выражена лучше, чем у металлокерамики, которая облицовывается только на этапе нанесения покрытия. Диоксид просчитывается в плане цвета еще на этапе моделирования.

Вид:	Положительные стороны:	Отрицательные:
Диоксид циркония	Монолитная конструкция, отличная приживаемость, нет очагов повышенного напряжения, как при сочетании нескольких материалов, обладающих различными коэффициентами расширения	Дороговизна, сложность обработки, необходимо сложное оборудование
Фарфоровая масса	Возможность имитировать зубы любого оттенка, идентичность сохранившимся единицам, более доступная и простая методика	Меньшая прочность, из-за наличия двух материалов, которые при температурном воздействии расширяются неодинаково

Положительные качества коронок из Диоксида Циркония

Рассматриваемый стоматологический материал отличается большой продолжительностью службы, которая достигает 20 лет и даже дольше. Приятным достоинством является тот фат, что поверхность плотная, не склонна скапливать загрязнения и остатки пищи. 

Благодаря этому исключается развитие бактериальных поражений и изменения цвета из-за впитываемых красящих веществ из пищи. В сравнении с альтернативами, как металлокерамические системы или цельнокерамические, рассматриваемые имеют серьезное превосходство.

Специалисты выделяют следующие преимущества материала:

— организм не воспринимает это соединение за чужеродное тело, потому невозможно отторжение, воспалительные и прочие негативные реакции на внедренную систему. Само соединение стабильно, не подвержено реакциям в сочетании с ферментами слюны и активными средами, которые формируются при питании;

— светопропускная способность максимально соответствует естественным параметрам зубов, потому внешний вид практически идентичен, особенно в случае с каркасными изделиями, облицовку которых можно привести к стопроцентному соответствию сохранившимся элементам полости рта. Качество и интенсивность освещения не влияет на параметры;

— повышенная прочность, сравнимая с металлокерамическими протезами и ее запас в сравнении с цельной керамикой;

— устойчивость к износу, что особенно актуально на участке жевательных зубов, сломать цельноциркониевое изделие вообще очень сложно, даже если не соблюдаются условия эксплуатации или при травме;

— точность прилегания превосходит любые аналоги, что связано с использованием высокоточных систем и компьютерных методик моделирования, автоматизированной обработке на станке с ЧПУ. За счет такой высокой степени прилегания практически исключается повторное развитие кариеса. Зазоров нет, потому болезнетворные микроорганизмы не могут проникнуть и повредить зуб;

— на прилегающие ткани материал не оказывает пагубного влияния, что является плюсом в сравнении с металлосодержащими изделиями. Под последними десна постепенно приобретает синеватый оттенок;

— по весу компоненты значительно уступают металлам и их соединениям с другими составными. За счет данного качества достигается быстрая адаптация к внедренным элементам, даже при множественных операциях этого типа. В процессе эксплуатации нет дискомфорта, ощущения аналогичны ношению природных зубов;

— восстанавливаемый зуб под коронки обтачивать приходится в минимально степени, потому сводится к минимуму риск развития различных негативных реакций. Параллельно растет прочность, срок эксплуатации, зуб даже допускается оставить живым, если пульпа не поражена. Готовая коронка имеет стенки чуть толще миллиметра, потому все указанные показатели стали доступными для стоматологов;

— вещество гипоаллергенно, так как не было зарегистрировано еще ни одного случая проявления негативных реакций на готовые конструкции. С течением времени это свойство не меняется, материал абсолютно безвреден, потому рекомендуется для протезирования особо чувствительных пациентов;

— теплопроводность состава невысока, потому колебания термометра не сказываются на поверхности, состоянии, форме и положении элемента ряда в полости рта.

Показатели материала на высоте, особенно если купить формирователи десны для реставрации. 

Все описанные преимущества имеют и абатменты из диоксида циркония, например, при необходимости можно изготовить практически любые компоненты для реставраций, так проявляется гибкость и функциональность рассматриваемого материала. Учитывая то, как выглядит коронка из диоксида циркония, собеседнику невозможно заметить реставрацию.

Фрезерование диоксида циркония Диоксид циркония является сложным материалом для создания протезов. Плотность и механические свойства делают его непростой задачей для фрез. 

Минусы, показания и противопоказания

Отрицательных сторон не так много, но они все-таки есть. Во-первых, эти изделия для реставраций не стоит устанавливать при наличии ряда недугов у пациента. Например, при серьезной степени бруксизма (ночное скрежетание зубами) может потребоваться использовать альтернативные методики, а не рассматриваемую. Если у пациента глубокий прикус, то установка коронок из диоксида циркония так же невозможна, однако, только на период, пока лечащий врач решает проблему. После восстановления прикуса протезировать зубы можно. Противопоказания так же включают беременность на всем периоде.

Основная проблема данного метода реставраций – это стоимость. Ценник в среднем на одно изделие – 17 тысяч, но может сильно варьироваться в связи с регионом проживания или экономической политикой стоматологического центра. В счет идет трудоемкость и необходимость решения сложных задач, как связанных с естественными анатомическими особенностями или полученными травмами. Очевидно, что сроки службы компенсируют затраты, но дешевой данную технологию однозначно не назовешь.

Показания для проведения операции довольно обширны и включают следующие проблемы клиентов:

— когда зуб жив, его можно и целесообразно сохранить;

— если противопоказаны любые другие методы, в том числе из-за проблем с эндокринной системой, почками или кровью. Этот способ один из самых щадящих для организма во всем арсенале стоматологов;

— за счет плотного прилегания к зубу, исключена подвижность и смещения. В результате это не приводит к образованию и расширению полостей, что создает комфортные условия для развития бактерий.

Процесс изготовления коронок

CAD/CAM играет ключевое значение в получении качественных протезов. Это методика подразумевает использование программных средств для разработки модели и ее подгонки к существующим условиям. Этим же способом подбирается цвет, идентичный оттенку сохранившихся в ротовой полости зубов.

Информация по состоянию и параметрам будущей конструкции собирается за счет сканирования. Современная электроника позволяет сократить трудоемкие операции из процесса, которые до сих пор используются для некоторых материалов. Однако, сырье очень плотное и обрабатывается с трудом, необходимо использовать автоматизированные фрезерные станки, которые самостоятельно приводят заготовку к завершенному виду. Точность готовых компонентов превосходит любые альтернативы восстановления утраченных зубов. Безметалловая коронка на основе диоксида циркония не вызывает изменений цвета тканей, неприятного привкуса и запаха.

При реализации процессов необходимо изготовить модель, слепок ротовой полости или участка, где находится оперируемый элемент ряда. Для сбора сведений проводится его сканирование при помощи лазера, после чего массив данных обрабатывается специальной компьютерной программой.

После фрезерования полученный каркас покрывается керамической массой. Если создаются цельные изделия, то станок сразу вырезает из монолита готовую имитацию естественного зуба.

Особенности установки коронок из Диксида Цирокония

Перед началом проведения операций, но уже после оценки перспектив использования метода, когда принято положительное решение, начинается подготовка ротовой полости. Изначально стоматолог должен привести все единицы рядов к приемлемому, здоровому состоянию. С этой целью удаляются некачественные и старые пломбы, пролечиваются кариозные образования и прочие причины и последствия проблем.

Затем начинается препарирование зубной единицы, для этого зуб обтачивается. Обработка ведется на толщину коронки, чтобы подогнать естественный элемент к искусственной части максимально точно с учетом анатомических особенностей и надежно зафиксировать.

Далее идет снятие слепков челюстей, формируются временные детали из полимеров, которые монтируются на обточенных зубах. Временные коронки создаются и устанавливаются, что необходимо для защиты подготовленного канала на период фрезерования и реализации остальных этапов реставрации. Параллельно подбирается цвет будущей внедренной системы.

По методике цифрового моделирования формируется заготовка, после чего происходит примерка с использованием цементного раствора. Если есть основания полагать о необходимости доработки поверхности, применяют временный цементирующий состав, в противном случае установка происходит на постоянной основе.

Особенности ухода

В полной мере реализовать потенциал внедренных изделий позволяет уход и соблюдение условий эксплуатации. Так как система входит в число несъемных и конструктивные особенности предполагают очень плотное прилегание без зазоров, то уход достаточно обеспечить ровно такой же, как для природных единиц. В первую очередь их необходимо чистить дважды в день, а расстояние между зубов чистить нитью. 

После питания не стоит полоскать рот обычной водой, а во время – употреблять твердые продукты, грызть ногти и практиковать схожие вредные привычки. Дважды в год следует посещать стоматолога, который оценит текущее состояние протезов и даст указания при необходимости для дальнейшей эксплуатации. Если соблюдать этот параметр, то можно добиться неограниченной продолжительности службы вживленной системы. Основной метод создания коронок из материала — cad моделирование.

Временно после проведения операции может повыситься чувствительность зуба, привыканию сопутствует дискомфорт, но он довольно быстро проходит, обычно достаточно нескольких дней. 

Положительно влияет на скорость приведения пациента в норму несколько факторов:

— при бруксизме поможет каппа, которая одевается на период сна и защищает реставрационную систему;

— строго следовать рекомендациям лечащего специалиста, которые он дает по итогам реализации работы;

— из употребления лучше исключить твердую еду, как семечки, орехи, некоторые фрукты и сладости.

 

описание, свойства, особенности применения и отзывы

Протезирование зубов применяется повсеместно, во всех стоматологических клиниках. Материалов для изготовления протезов и техник их установки на сегодня существует довольно большой выбор. Новый материал оксид циркония поражает своими качествами и считается лучшим для применения в этой области.

Оксид (диоксид) циркония ZrO2 – это прозрачные, бесцветные кристаллы особой прочности, нерастворимые в воде и большинстве растворов щелочей и кислот, зато растворяется в расплавах щелочей, стеклах, плавиковой и серной кислоте. Температура плавления составляет 2715 °C. Оксид циркония существует в трех формах: стабильная моноклинная, которая встречается в природе, метастабильная тетрагональная – входит в состав циркониевых керамик, нестабильная кубическая – используется в ювелирном деле как имитация алмазов. В промышленности цирконий оксид получил широкое распространение благодаря своей сверхтвердости, из него изготавливают огнеупоры, эмали, стекла и керамику.

Сферы применения оксида циркония

Цирконий оксид был открыт в 1789 году и долгое время не применялся, весь его огромный потенциал был неизвестен человечеству. Только сравнительно с недавнего времени цирконий стал активно применяться во многих областях человеческой деятельности. Он используется в автомобилестроении, например, в изготовлении тормозных дисков высококлассных машин. В космической отрасли он незаменим – благодаря ему корабли выдерживают невероятные температурные воздействия. Режущие инструменты, насосы также содержат оксид циркония. Применяется он и в медицине, например, как головки искусственных тазобедренных суставов. И, наконец, в стоматологии он может проявить все свои самые лучшие качества в роли зубных протезов.

Оксид циркония в стоматологии

В современной стоматологии цирконий оксид – это самый популярный материал для изготовления зубных коронок. Он получил распространение в этой области благодаря своим качествам, таким как твердость, прочность, износоустойчивость и сохранение формы и вида на протяжении длительного времени, биологическая совместимость тканями человека, красивый внешний вид. Может служить материалом для одиночных коронок, мостов, штифтов, несъемных протезов с применением имплантов.

Оксид циркония, цена на который выше, чем на остальные виды протезов, сложен в обработке. Этим и обусловлен тот факт, что такие коронки самые дорогие. После создания каркаса, на него наносится слой белой керамики, так как сам оксид циркония не имеет цвета. Благодаря этому керамику можно наносить очень тонким слоем.

Безметалловые коронки на оксиде циркония

В производстве коронок и мостовидных протезов цирконий оксид довольн-таки новый материал. Раньше использование зубных протезов на металлическом каркасе было абсолютной нормой и безальтернативным вариантом. Но ученые вели исследования и искали наиболее подходящий материал, обладающий как эстетичным внешним видом, так и биологической совместимостью с тканями человеческого организма, прочный и легкий. Такой материал нашелся, и это в природе большая редкость, по своим качествам он может сравниться разве что с алмазом.

С появлением циркониевых коронок пациенты могут наслаждаться неповторимой эстетикой и красотой протезов, другое дело, что не всем такое счастье по карману. Но благодаря своей прочности, возможно, потратиться придется раз и на всю жизнь – циркониевые протезы невероятно износоустойчивы и долговечны. Благодаря тому, что сам по себе оксид циркония прозрачен, совместно с тонким слоем керамики создается эффект естественных зубов. Кроме того, коронки плотно прилегают к десне, не имеют ни малейшего зазора, чем создается еще более натуральный вид.

Эстетика плюс прочность

Белая сталь – так иногда называют керамику на оксиде циркония. Коронки из этого материала в 5 раз прочнее цельнокерамических протезов. В чем преимущество такой прочности? До появления в стоматологии оксида циркония, коронки делались с использованием металлического каркаса, на который наносился толстый слой керамики. Металл – для прочности, керамика – для эстетики. Но создать полностью натуральный вид таким образом невозможно, на месте соприкосновения протеза с десной явно проглядывается темная полоска (такой эффект дает металлический каркас).

Цирконий оксид не уступает по прочности металлу, и позволяет передать естественный цвет и прозрачность, как у натурального зуба, без каких-либо лишних цветовых вкраплений. Он по своей природе схож с тканями зуба, обладает светопропускаемостью. Лучи света, проникающие в толщу коронки, преломляются и рассеиваются естественным образом, создавая эффект здоровой и красивой улыбки. Стоматологи при установке протеза подбирают цвет, который не отличается от цвета остальных здоровых зубов, поэтому коронка ничем себя не выдает, сливаясь со здоровыми зубами.

Биосовместимость

Металлы, из которых создаются металлокерамические протезы, иногда становятся причиной аллергических реакций у пациента, появления воспалений и долгого привыкания к протезу. Коронки на основе оксида циркония – идеальный вариант для людей с гиперчувствительностью и непереносимостью металлов.

Это связано с такими их свойствами:

• Безопасный состав (не содержат оксида кремния).
• Невосприимчивость к кислотам, низкая растворяемость.
• Гладкая поверхность не позволяет скапливаться налету.
• Инертность к другим материалам, присутствующим в полости рта.
• Высокая теплоизоляция обеспечивает отсутствие дискомфорта при приеме горячей или холодной пищи.
• Минимальная подготовка здорового зуба. Прочность материала позволяет создавать тонкие каркасы, тем самым обточить зуб по минимуму и сохранить больше здоровой ткани зуба.

Противопоказания

Оксид циркония, свойства которого идеальны для зубных протезов, почти не имеет противопоказаний, за исключением таких индивидуальных особенностей организма человека:

• Глубокий прикус – патология строения челюсти, при которой верхняя челюсть на треть прикрывает нижние зубы при сомкнутом положении. Дефект приводит к излишнему давлению на зубы верхней челюсти и грозит повышенным стиранием зубной эмали.
• Бруксизм – аномалия, проявляющаяся скрежетанием зубами, чаще всего во время сна. Причина до конца не выявлена, но многие ученые сходятся во мнении, что бруксизм – результат психического дисбаланса и стрессов. Приводит к повреждению эмали и стиранию зубов.

Изготовление коронок

Цирконий оксид сложен в обработке, поэтому производство коронок из него – процесс трудоемкий. Он включает в себя несколько этапов:

1. Подготавливается ротовая полость, обтачивается под коронку зуб.
2. Снимается слепок с обточенного зуба, изготавливается модель будущей коронки.
3. Проводится лазерное сканирование модели, данные заносятся в компьютер для обработки.
4. Специальная компьютерная программа моделирует каркас с учетом всех нюансов (например, усадки каркаса после обжига).
5. К компьютеру с полученными данными подключается цифровой станок для вытачивания и происходит создание каркаса из циркониевой заготовки.
6. Выточенный каркас помещают в высокотемпературную печь для спекания массы и обеспечения большей прочности.
7. Готовый каркас покрывают керамической массой определенного оттенка, выбранного для конкретного пациента.

Преимущества циркониевых коронок перед металлокерамикой

При необходимости протезирования перед пациентом встает вопрос, какие выбрать искусственные зубы. Оксид циркония имеет массу преимуществ перед другими материалами:

• Протезирование циркониевыми коронками не требует удаления нерва.
• Отсутствие металла в конструкции, что избавляет от таких проблем, как аллергическая реакция, металлический привкус во рту.
• Гарантия отсутствия развития болезней под коронкой. Протез плотно прилегает к десне, частички пищи и бактерии под него не попадают.
• Точность выполнения каркаса. Цифровая обработка данных гарантирует невероятную точность в изготовлении конструкции.
• Индивидуальный подбор цвета. Готовый протез визуально не отличить от остальных, здоровых зубов.
• Возможность изготовления мостовидного протеза любой длины;
• Легкость конструкции.
• Отсутствие реакции на холодную и горячую пищу. Ношение металлокерамики может вызывать неприятные ощущения от высоких или низких температур. Оксид циркония такой реакции не дает.
• Абсолютно натуральный внешний вид.
• Отсутствие серой каемки в зоне соприкосновения с десной.
• При подготовке к протезированию нет необходимости сильно обтачивать зуб.
• Коронки не деформируются и сохраняют свой вид и форму на протяжении долгого времени.

Отзывы

За время сравнительно недолгого применения успел себя зарекомендовать в стоматологии оксид циркония, отзывы на него только положительные. Изучив многочисленные комментарии в сети, можно сделать вывод, что этот материал идеален для изготовления зубных протезов. За весь период применения оксида циркония в протезировании зубов не было выявлено ни одного случая возникновения аллергической реакции. Реабилитация проходит быстро и без осложнений, а внешний вид улыбки только радует пациента, не вызывая психологического дискомфорта по поводу инородного тела во рту. Особенный восторг испытывают люди, носившие до установки циркониевых протезов металлические коронки с напылением или без. Ведь им есть с чем сравнивать. Несколько десятилетий назад такой вид протезирования был очень популярен, так как не было ему альтернативы на тот момент. Металлические коронки не только доставляли физический дискомфорт (аллергии, реакцию на температуры), но и выглядели не эстетично. После замены их на цирконий, люди поражены, как может искусственный зуб быть незаметен для окружающих и выглядеть так естественно. Это стало возможным благодаря материалу будущего – оксиду циркония.

Диоксид циркония

Металлокерамические коронки применяются в стоматологической практике уже давно и довольно успешно. Они прочны, но имеют некоторые недостатки с точки зрения внешнего вида. Эффект живого зуба создается лишь частично, как бы тщательно не подбирался цвет керамики. Это объясняется тем, что металл каркаса имеет собственный цвет, полностью замаскировать который не всегда получается. Еще один недостаток таких протезов — негативное влияние металла на десну. Цельнокерамические коронки лишены этих недостатков, но они далеко не так прочны, как коронки с металлическим каркасом.

В современной стоматологии при выборе материалов для протезирования принимаются во внимание не только его функциональные, но и эстетические свойства. Диоксид циркония, который применялся для протезирования в медицинской практике с 1969 года, все чаще используют для изготовления зубных протезов. Иногда, не пользуясь его точным химическим названием, этот материал называют просто цирконий. В стоматологии его обычно применяют для изготовления каркаса зубных коронок.

Коронки с каркасом из диоксида циркония, обладают способностью пропускать свет, сравнимой со светопроницаемостью натуральных зубов, поэтому выглядят естественно и не отличаются от натуральных зубов. При этом обладают прочностью, сравнимой с прочностью металлокерамических коронок.

При изготовлении зубных протезов основа под коронку обычно выплавляется. Коронки из диоксида циркония – исключение. С помощью лазерного сканера определяется форма будущей коронки, данные обрабатываются компьютерной программой, и компьютер проектирует модель коронки. Затем специальным аппаратом, в соответствии с заданной компьютером программой, выполняется выпиливание из цельного куска диоксида циркония. Получившаяся коронка обладает не только высокой точностью, но и обеспечивает безупречный внешний вид.

Еще недавно коронки из керамических материалов устанавливали только на передние зубы, то есть использование их было вызвано, скорее, эстетическими соображениями, чем практическим применением. Использование диоксида циркония не имеет ограничений. Он подходит для протезирования передних и жевательных зубов, а также идеально сочетаются с имплантатами. Пользуясь этой технологией, изготавливают единичные коронки и протяженные мостовидные протезы. Диоксид циркония – гипоаллергенный и абсолютно биоинертный по отношению к человеческому организму материал, поэтому может использоваться для протезирования даже у склонных к аллергическим реакциям пациентов. По степени биоинертности он превосходит даже золото.

Диоксид циркония обладает высокими теплоизоляционными свойствами, поэтому коронки защищают зубы от резких перепадов температур. Это является настоящим спасением для тех пациентов, зубы которых чувствительны к холодной и горячей пище.

Каркас коронки очень тонкий, его толщина всего 0,4 мм. Поэтому легкость конструкции зубного протеза обеспечивает практически моментальное привыкание к «новым зубам». К тому же каркас из диоксида циркония, в отличие от металлического, не деформируется со временем. Для облицовки каркаса применяется керамика, предназначенная специально для этих целей и обладающая сходной светопроницаемостью.

Многим знакомо чувство опасения повредить зубную коронку при раскусывании слишком твердой пищи. Диоксид циркония позволит навсегда избавиться от этого беспокойства. Если возникает микротрещина, материал самостоятельно на молекулярном уровне восстанавливает свою структуру.

При зубном протезировании как металлическими, так и металлокерамическими коронками, в области десны часто появляется черный ободок. Коронки с каркасом из диоксида циркония, даже при длительном использовании, не вызывают никаких изменений в деснах.

Безметалловые коронки из диоксида циркония

Безметалловые коронки из диоксида циркония.

Безметалловые коронки это новейшее достижение в зубоврачебной практике, является  самым эстетичным и надежным способ протезирования. Название говорит о том,что концепция ухода от металлического каркаса,состоялась. Эра безметалловых конструкций прочно вошла в стоматологическую практику и с большой долей вероятности останется там надолго.
Пациентам предлагают два вида безметалловых коронок, из E.max (И-Макс) и  из диоксида циркония (ZrO2), производитель Германия. В зависимости от клинической ситуации, эти материалы можно использовать не только отдельно, но и вместе. Они дополняя друг друга, позволяют придать искусственным зубам эффект естественности и прозрачности, который практически отсутствует у металлокерамических конструкций. 
Внешне они практически не отличаются от натуральных зубов и имеют «живой блеск». Но все же между ними есть ряд отличий: по технологии изготовления и по физическим свойствам.
На сегодняшний день есть два метода изготовления безметалловых коронок, это метод прессования ( E-max) и технология «cad/cam», методом фрезерования (диоксид циркония)

Этапы установки.

Установка безметалловых коронок из циркония не требует глубокого препарирования зуба (щадящая методика), поэтому их можно ставить на живые зубы, на депульпированные зубы ( «мертвые») на импланты, на передние зубы, при бруксизме и патологической стираемости. Успешное протезирование безметалловыми коронками из диоксида циркония  складывается из множества важных деталей и ньюансов. Установка и изготовление коронок проходит быстро в два этапа: препарирование, снятие слепков и фиксация готовой конструкции. Однако при сложном протезировании, при  изготовлении конструкций на импланты, требуются дополнительные этапы установки.

• Установка на импланты коронок и мостовидных протезов из циркония требует дополнительного этапа для соблюдения ортопедического протокола. Изготовление индивидуальной ложки и трансфер чеков, гарантирует пациентам высоко эстетичный и долгосрочный результат при протезировании, после имплантации.
• Установка на жевательную группу зубов требует прочности для жевательных нагрузок, поэтому цельнофрезерованные коронки из  диоксида циркония, с полной анатомией, как нельзя лучше справятся с такой задачей.
• Установка на передние зубы при большом  дефекте зубного ряда (больше трех единиц) требует изготовления комбинированных коронок на основе диоксида циркония, так как для пациента в приоритете эстетика.
• Установка коронок из диоксида циркония при бруксизме и патологической стираемости, при проблеме с суставом, требует высоких функциональных свойств от конструкции и комбинированные коронки на основе диоксида циркония, самый лучший выбор для пациента.  

ВАЖНО: Поэтому врачи стоматологической клиники «ДантистЪ» применяют коронки и диоксид циркония и E-max в различных комбинациях. Это позволяет не только восстановить функциональность зуба, но и не нарушить работу височно-нижнечелюстного сустава.

Что это такое диоксид циркония ZrO2.

Оксид или диоксид циркония ZrO2 — это металл, в природе существует в виде минерала бадделеита.
Это сверхтвердый минерал, который может существовать в трех кристаллических формах. Под воздействием высоких температур образуются кристаллы кубического диоксида циркония или циркона. Циркон обладает высоким показателем преломления и поэтому его применяют в ювелирном деле как имитацию алмазов, и называют фианитом.
Безусловно, оксид циркона можно назвать новыми уникальным материалом, для изготовления зубных коронок, вкладок. А высокая биосовместимость ZrO2 позволила компании Штрауманн создать уникальный конусовидный имплант, полностью имитирующий родной корень зуба! 

Коронки из диоксида циркония: плюсы и минусы.

Безметалловые коронки из диоксида циркония, самые современные, эстетичные и функциональные. А так как в их составе отсутствует металл, они легкие. Отсутствие металла позволяет использовать их у тех пациентов, у которых имеется аллергическая реакция на металл. Коронки из диоксида циркония хорошо зарекомендовали себя при протезировании на имплантах.

Плюсы:

• Высокая биосовместимость с тканями зуба.
• Сверхтвердый материал, выдерживающий большие нагрузки  ZrO2 = 1200 мп! Высокая прочность!
• Эстетичность и светопроводимость.
• Можно комбинировать с различными видами керамики,в том числе и с Е.макс.
• Возможность выбора варианта фиксации, винтовая или цементная.
• Цветовая шкала ZrO2 расширилась, что позволяет изготавливать работы в полной анатомии (в основном жевательная группа зубов)
• Поддерживают здоровое состояние десневых тканей. 
• Хорошо прилегают и не травмируют десневой край.
• Функциональны и надежны.
• Решают  эстетические проблемы зубов в связи с цветом, формой и положением.

Пожалуй, единственным недостатком или минусом этого материала, является его цена. Изготовление конструкций  из диоксида  циркония, требуют применения современного оборудования (комплекс CAD/CAM ) и высокоточных технологий!

Отзывы.

Светлов Эльдар  16 сентября 2019 15:40
Всех приветствую! В стоматологии Дантистъ в начале лета этого года Валентиной Владимировной мне было установлено 7 коронок на импланты! Я полностью доволен результатом протезирования. Всё-таки, как ни крути, керамика-это лучший вариант коронок! Хочу отметить идеальную работу доктора, именно она занималась и протезированием, и лечением перед этим!

+7-985-24XXXXX
Хотела поставить коронки и искала хорошего специалиста. Поспрашивав друзей, знакомых вышла на Валентину из клиники «ДантистЪ». Я осталась довольна тем, как она вела прием, так что при необходимости обращусь к ней еще в будущем. К коронкам не придраться! И установка безболезненная и вид настоящих зубов. Клиника тоже понравилась. Просторная, богатый, красивый дизайн. Так и хочется все потрогать и рассмотреть! Персонал хорошо обучен. Советую взять на заметку.

Показания и противопоказания к установке.

По отзывам врачей-стоматологов, цирконевые коронки не травмируют десневой край, они
функциональны и надежны, поэтому их рекомендуют, когда необходимо установить:

Безметалловые коронки из диоксида циркония могут устанавливаться на живой зуб, на «мертвый» и на имплантат.

Бруксизм и патологическая стираемость не является противопоказанием для установки коронок из циркония.

Безметалловые коронки из диоксида циркония по технологии cad/cam.

Работа с диоксидом циркония требует нового подхода и новых технологий. Диоксид циркония однозначно предполагает дорогостоящий комплекс CAD/CAM оборудования. Цифровые технологии в стоматологии развиваются довольно быстрыми темпами и ярким примером тому является CAD/CAM технология. Другими словами это современная технология изготовления каркасов зубных протезов и коронок с помощью компьютерного моделирования и фрезерования.

Для изготовления безметалловых коронок из диоксида циркония по технологии cad/cam используется диоксид циркония (ZrO2) и транслюцентный диоксид циркония (это тот же диоксид циркония, но с повышенной светопроницаемостью).
Слепок пациента отправляется в лабораторию, и отливается модель, которая сканируется и появляется цифровое виртуальное 3D изображение модели на компьютере. Зубной техник приступает к моделированию на экране монитора будущей индивидуальной конструкции для пациента, в виде трёхмерной анимированной модели. После завершения моделирования, фрезерная машина изготавливает безметалловую коронку или мост по трехмерной модели, созданной ранее.
ВАЖНО: Преимущества CAD/CAM систем в том, что они позволяют получать высокоточные безметалловые конструкции на натуральные зубы и на импланты в очень короткие сроки. Безметалловые коронки и мосты, из диоксида циркония по технологии «cad cam» имеют превосходное краевое прилегание, что предотвращает вторичный кариес. При процессе изготовления безметалловых коронок, “человеческий фактор” сведён к минимуму.

Виды безметалловых коронок из циркония.

Реставрировать коронкой из диоксида циркония можно, теоретически, любой зуб. Но врач должен учитывать функциональные особенности жевательного аппарата, и выбрать ту методику,  которая позволит прогнозировать стабильный положительный результат. Выбор технологии зависит от конкретной ситуации в полости рта пациента.На сегодняшний день изготавливают два вида безметаловых коронок из диоксида циркония:

Цельнофрезерованные коронки, вытачиваются полностью из диоксида циркония и форма задается изначально (полная анатомия).Такие коронки рекомендуется устанавливать в ситуациях, где важна прочность. Это протезирование больше рекомендуется для жевательной группы зубов. Они отлично зарекомендовал себя при протезировании на имплантах.

Комбинированная коронка — каркас  из диоксида циркония, облицовывается керамической массой. Такие коронки рекомендуется изготавливать на передние зубы, где важно эстетическое восприятие. Мы используем то, что лучше подойдет пациенту именно в его случае. При выборе конструкции, конечно, нужно учесть немало тонкостей, если для пациента в приоритете эстетика, и нельзя использовать безметалловые коронки E.max. на больших дефектах  зубного ряда (более трех единиц), тогда два этих материала используются вместе. Изготавливается  диоксид циркония «основа» (каркас),  и методом наслоения наносится E-max. И у нас получается  функциональная, надежная и эстетичная конструкция.

Стоимость коронок из диоксида циркония.

Цена в Москве на на безметалловые коронки из диоксида циркония зависит от многих факторов: статуса клиники, выбранного материала, количества зубов, которые нужно восстановить. Конечный результат во многом зависит от профессионализмом врачей и зубных техников. В связи с этим, закономерно, что в полной мере на цены влияет статус и репутация клиники.

Цена на протезирование  коронками из диоксида циркония при  полном или частичном отсутствии зубов не может быть низкой. Учитывая, что срок службы безметалловых коронок составляет в среднем 15 лет, то это выгодное вложение. 

Коронки из диоксида циркония судя по отзывам пациентов и врачей стоматологов, признаются самыми долговечными, эстетичными, функциональными, надёжными и безопасными.

В клинике «ДанистЪ» установку  коронок из диоксида циркония проводят специалисты с большим опытом работы, досконально владеющие методикой. Такой подход в сочетании с использованием наиболее качественных материалов, компьютерных технологий гарантирует успех ортопедического лечения, положительные отзывы пациентов.

«ДанистЪ» у метро Чистые пруды – одна из лучших клиник Москвы, поэтому если ставится задача сохранения чрезмерно разрушенного зуба, получения высокого эстетического результата протезирования, то следует обратиться именно сюда.

Наши пациенты всегда довольны результатами нашей работы!

Cпецифика обработки диоксида циркония

27.07.2018

Диоксид циркония считается достаточно сложным материалом для обработки. За свою историю в 10-15 лет в стоматологии вещество было освоено и созданы методики, оборудование, которые позволяют с высокой точностью и качеством проводить фрезерование. Перспективный вариант и лучший на данный момент – это использование принципов CAD/CAM, которые подразумевают автоматическое сканирование, компьютерное моделирование и автоматизированное фрезерование на специальном станке с ЧПУ. Срок службы коронок из диоксида циркония достигает десятилетий, но специалисты говорят, что они могут прослужить всю жизнь. О тонкостях процесса ниже.

Основные аспекты диоксида циркония

Начинать процесс необходимо с правильного моделирования основы. Существует ряд требований по размерностям компонентов каркаса, площади участков соединения отдельных коронок:

— если мост предназначен для восстановления трех фронтальных зубов, то основа должна иметь циркулярную толщину в 0,5 мм, на участке режущего края – 0,7 мм при площади сечения соединений – 7 мм2;

— если восстанавливать предполагается 4 единицы, а промежуток составляет две, то все указанные параметры увеличиваются. Площадь участков соединения – 9 мм2, толщина циркулярная и по режущему краю соответственно 0,7 и 1 мм;

— на боковых сторонах реставрация требует увеличения площади соединений до 12 мм2.

Перед тем, как начнется этап моделирования, участки фиксации к основе шлифуются. Данный шаг требует соблюдения высокой степени осторожности, так как диоксид циркония до проведения спекания отличается повышенной хрупкостью и заготовки можно с легкостью испортить.

Далее на модели монтируется каркас и проводится обработка. В финале может потребоваться доводка, этап минимизируется в отношении трудоемкости благодаря современной методике CAD/CAM, но потребность не исключается полностью, так как небольшая величина утолщения сохраняется. 

Доводка осуществляется при помощи спецкамней, которые запускаются на малых оборотах, либо турбинного наконечника с алмазными борами. Чтобы избежать вредных изменений микроструктуры из-за перегрева заготовки, на участок обработки постоянно подается вода. В случае с диоксидом запрещено использовать метод сепарации дисками, так как в этом случае высока вероятность образования микротрещин. В зоне сепарации поверхность заготовки оказывается сглаженной, а вот участок разлома приобретает мелкобугристую структуру. После доработки и очистки рекомендуется проводить восстановительный обжиг. Фиксация коронок из диоксида циркония проводится после приживления остальных компонентов конструкции.

Материал:

Преимущества перед аналогами:

Диоксид циркония

— минимальные сроки адаптации к внедренной конструкции;  — гипоаллергенный материал, не вызывающий негативных реакций организма;  — продолжительный срок эксплуатации до 20 лет;  — длительная гарантия, в среднем компании выполняют обязательства до 5 лет;  — цвет и внешний вид имитирует природные зубы, подобрать оттенок можно под любой клинический случай;  — масштаб препарирования челюсти небольшой, вмешательство ограниченное;  — не меняется вид и структура под действием физических нагрузок, воздействия химических веществ.

Когда блок в виде диска приобрел форму протеза, поверхность облицовывается фарфором. Происходит спекание заготовок, но предварительно внешняя поверхность окрашивается, чтобы готовые элементы полностью соответствовали натуральным зубам внешне.

Стоит отметить, что вариантов заготовок из диоксида циркония множество, но самый распространенный класс для фрезерных центров – это компоненты, полученные за счет изостатического прессования в жидкости, которые после реализации процесса спекаются.

Сам процесс фрезеровки происходит с применением диска, в этом виде сырье напоминает мел по мягкости. Так как при термообработке происходит усадка, размер фрезерованных элементов должен быть больше на четверть в среднем.

Фрезы в стоматологии Бормашина – это самый пугающий и основной инструмент стоматолога. 

Абатменты из диоксида циркония обладают отличными параметрами светопроницаемости, потому превосходят любые металлы, прочности при этом максимальная для всей группы керамики, к которой материал относят специалисты.

Характеристики и процесс получения заготовок

Сырье для заготовок – это циркон ZrSiO4, который трансформируется в диоксид ZrO2. Частично вещество стабилизируется иттрием, обогащение происходит за счет алюминия. В итоге заготовка приобретает ряд положительных свойств:

— прочность на изгиб более 1400 МПа;

— по Виккерсу твердость достигает 1200 единиц.

Указанные распространенные варианты заготовок получают за счет диффузионных процессов, зависящих от температурных условий. Изменения проходят на границе фракций, в поверхностном слое и в самом объеме, если описанные события замедлены, то используется давление, ускоряющее.

Циркон так же обрабатывают с помощью специальных добавок, порошок в результате получается реагентным. Затем происходит соединение с агломерационными и вспомогательными присадками. Первый вариант оказывает влияние на процесс спекания и итоговые качества, второй класс – влияет на формообразование. Так как делают коронки из диоксида циркония на станке, точность их максимальна.

Процесс фрезерования

Методика фрезерования с использованием автоматизированных систем и компьютерных программ на сегодняшний день обладает наилучшими перспективами. Точность на высоте, ручные операции сведены к минимуму, добиться лучшего качества пока не удалось. Максимальной эстетики при работе с описываемыми коронками можно добиться, если использовать специальные колпачки — формирователи десны, цена которых доступна.

Существует множество вариантов сырья, от которого зависит и методика обработки. Недостатком является тот факт, что современные производители в погоне за клиентами создают специфические виды диоксида циркония и подгоняют свои производственные системы под параметры заготовок. Используя станки определенной марки, лучше ограничиться закупками материала у одноименного бренда. Чтобы удостовериться в правильном поведении полученной заготовки, рекомендуем следующее:

— тщательно ознакомиться с инструкцией, которая прилагается к закупленной партии товара;

— получить информацию о коэффициенте расширения, который демонстрирует продукция;

— необходимые данные ввести в программу станка для полного соответствия метода обработке параметрам циркония. В первую очередь программа откорректирует показатель усадки после термообработки, который варьируется в диапазоне 20-25%.

После того, как проведена цифровая обработка и программа получила все необходимые данные для работы, включая информацию о пространственной модели, задействуется блок управления фрезерного оборудования.

Процесс обработки достаточно продолжительный, в процессе может потребоваться замена фрез, если используемые компоненты вышли из строя.

Синтеризация

Это завершающий этап обработки, который позволяет диоксиду циркония приобрести качества, столь высоко оцениваемые стоматологами. После фрезеровки происходит обработка и покраска заготовок, затем они сушатся, для чего требуется специальная печь или более простые средства, даже фен подойдет. Если опустить этап сушки, то поверхность может получить микротрещины, которые быстро разрушат компоненты протезирования. Преимущества коронок из диоксида циркония в сочетании эстетики и прочности.

Сама синтеризация проводится по определенной методике, которую так же каждый производитель рекомендует определенного типа для своей продукции. Короткие программы начинаются от 90 минут, стандартные и длинные, естественно, дольше. Обычный достигает 9-12 часов с учетом интервала остывания. Режимы для обработки могут различаться для различных типов циркония, например, вместе не рекомендуется запекать опаковый и транслюцентный материал. Наилучший выбор для лаборатории – это специальная печь, которая настраивается по режимам обработки. Такой вариант позволит выполнять широкий спектр задач на одном оборудовании.

В процессе синтеризации потребуются специальные шарики, на которых размещаются каркасы. Наполнитель в емкости снижает сцепление каркаса с поверхностью, потому сохраняется форма системы и усадка происходит без угрозы повреждения деталей. Безметалловая коронка на основе диоксида циркония не вызывает электрохимические реакции во рту.

Все этапы обработки материала высокотехнологичны, потому для получения качественного результат требуется строго соблюдать все предписания и нормы.

Несколько причин выбрать коронки из диоксида циркония

Автор статьи
врач стоматолог-ортопед Киселев-Тростянский К. М.

Несколько причин выбрать коронки из диоксида циркония.

Многие люди сталкиваются с необходимостью протезирования зубов. Перед началом ортопедического этапа лечения пациент стоит перед выбором, какой вид протезирования выбрать и каким материалам отдать предпочтение при выборе ортопедических конструкций.

Достаточно сложно сделать выбор руководствуясь только интуицией и советами лечащего доктора, когда не имеешь представления о том или ином материале, его свойствах и характеристиках. Попробуем в этом разобраться.
Что же представляет из себя диоксид циркония (ZrO2)?

Диоксид циркония — это соединение элемента циркония, встречающегося в природе, который применяется в ортопедической стоматологии уже на протяжении 10-15 лет. Он частично стабилизируется иттрием и обогащается алюминием. Это дает ему такие положительные характеристики, как прочность на изгиб, жесткость

Где еще в медицине используется диоксид циркония?

В области протезирования органов слуха и ортопедической хирургии (протезирование головок тазобедренных суставов).

Почему стоит сделать свой выбор в пользу конструкции из диоксида циркония?

1) Высокая прочность: все материалы каркасных структур подвергаются старению, включая металлы. Прочность на изгиб до старения металла составляет примерно 500 МПа, а для диоксида циркония примерно 1400 МПа. Теоретическая потеря прочности в 30% все-таки оставляет прочность значением в 980 МПа для диоксида циркония. Исследования университета Цюриха показывают абсолютно положительную работу диоксида циркония в течение долгого времени. Испытания по долговременности работы диоксида циркония впервые были начаты примерно 12 лет назад.

2) Идеальная гипоаллергенность и биосовместимость: за более чем 15 лет мирового опыта использования диоксида циркония в стоматологии не зафиксировано ни одного случая проявления аллергических реакций на данный материал. Сюда же можно отнести и более длительный опыт использования диоксида циркония в других областях медицины, который так же показывает высочайшую степень биосовместимости.

3) Высокая эстетика: Каркасные структуры из диоксида циркония прозрачные, и таким образом эстетически более совершенны по сравнению с непрозрачными металлическими каркасными структурами, за счет светопроницаемости, сходной по показателям с натуральными тканями зуба. Это обеспечивает долговечность цветовых характеристик коронки.

4) Непревзойденная точность изготовления и прилегания конструкций к опорному зубу: при изготовлении каркаса из диоксида циркония используется методика компьютерной моделировки и аппаратной фрезеровки (CAD/CAM технология), благодаря чему достигается исключительная точность изготовления. Сначала изготавливается каркас из циркония (по цвету зуба), затем на циркониевый каркас наносится керамическая масса.

5) Широкие возможности протезирования: из диоксида циркония можно создать не только одиночные зубные коронки, но и мостовидные конструкции, не только с опорой на собственные зубы, но и на дентальные имплантаты.

К недостаткам конструкций из диоксида циркония можно отнести их относительно высокую стоимость и ограниченное применение в некоторых сложных клинических ситуациях.

Сравнительная характеристика материалов для несъемного протезирования

 

Как фиксировать цирконий: АРС концепция (1644) — Ортопедия — Новости и статьи по стоматологии

Некоторые из новых материалов, представленных в последнее время, оказали огромное влияние на развитие всей клинической стоматологии, что значительно помогло улучшить уже существующие концепции восстановительного лечения.

Керамика на основе диоксида циркония (ZrO2), в свою очередь, значительно расширила возможности применения цельнокерамических реставраций как в случаях восстановления одиночных зубов, так и в ходе тотальной реабилитации стоматологических пациентов с опорой на имплантаты. Первый циркониевый колпачок, произведенный посредством CAD/CAM технологий (хотя правильнее было бы назвать его иттрий-стабилизированным диоксид циркониевым или иттрий-стабилизированным диоксид циркониевым тетрагональным поликристаллическим колпачком [Y-TZP]) был представлен в конце 1990-х годов, ознаменовав, таким образом, новую эру эстетической реабилитации с помощью циркониево-керамические реставраций (PFZ).

Сначала на рынке появился материал Nobel Procera Zirconia (Nobel Biocare) и немного позже в 2000-х – LavaTM Zirconia (3M ESPE). Спрос на циркониево-керамические реставрации возрастал за счет их уникальных высокоэстетических характеристик, а также благодаря высокой прочности циркония на изгиб, параметр которой достигал более 1000 МПа. Ранние исследования новых реставраций, однако, часто свидетельствовали о частых случаях сколов и переломов облицовочного материала, особенно в случаях виниров. В результате последующих усовершенствований физических свойств материала циркониево-керамические конструкции удалось улучшить настолько, что показатели долгосрочной перспективы их использования почти не отличались от таковых у металлокерамических коронок.

Однако, учитывая, что некоторые опасения относительно сколов керамики все же оставались, а процесс спекания был весьма и весьма чувствительным, огромной популярности в качестве альтернативы приобрели монолитные цельноцирконивые реставрации, изготовленные посредством CAD/CAM фрезерования. Логично, что при изготовлении таковых потребность в использовании облицовочной керамики попросту отпадает.

Преимущества цельноциркониевых коронок состоят в экономичности и быстроте изготовления данных конструкций по сравнению с многослойными непрямыми реставрациями, кроме того, параметры прозрачности циркониевых материалов второго поколения по сравнению с первым видимо улучшились, не компрометируя при этом показателей прочности на изгиб. Тем не менее, для достижения индивидуальных оттенков на зеленой стадии фрезерования или же перед спеканием на заготовки нужно наносить жидкий краситель, а после спекания обеспечивать еще и внешнюю окраску конструкции. Чтобы упростить данный процесс, некоторые производители разработали предварительно окрашенные циркониевые заготовки разных оттенков, некоторые из которых обладают отдельными параметрами оттенка для эмали и дентина, что помогает им лучше имитировать внешний вид естественных зубов. Вместе с тем, даже реставрации из многослойного диоксида циркония можно модифицировать по цвету, обеспечивая внешнюю его окраску или же добиться аналогичного результата путем полировки до желаемого уровня блеска.

Последнее поколение циркониевых материалов характеризуется значительно большей степенью полупрозрачности, обеспечивая улучшенную эстетику реставраций, что крайне важно для протетической реабилитации фронтальных участков зубов. Повышенная степень полупрозрачности материалов достигается за счет небольших изменений иттрия (Y2O3) в составе заготовки (5 моль % или более вместо обычных 3 моль %), который, по сути, используется для стабилизации тетрагональной фазы диоксида циркония, в результате чего формируется большее количество частиц в кубической фазе. Кубический цирконий обеспечивает значительно большую светопроницаемость материала, но при этом снижает его физическую резистентность. Прочность на изгиб высокопрозрачных заготовок колеблется в диапазоне 550-800 МПа, в зависимости от степени полупрозрачности: чем выше параметр полупрозрачности, тем меньше прочность на изгиб. Но несмотря не некоторые проблемные аспекты, специфические свойства диоксида циркония делают его надежной и перспективной альтернативой для использования в практике эстетической стоматологии, особенно в случаях изготовления виниров и накладок при обеспечении адекватного протокола бондинга.

Бондинг керамики

Керамические материалы являются хрупкими и не могут подвергаться пластической деформации, которая характерна для металлических сплавов. Таким образом, их модуль упругости и поведение при функциональном напряжении отличается от металлов: кристаллическая структура компрометирует распространение трещин при поврежденной внешней поверхности и приложении избыточных нагрузок. Таким образом, тип фиксирующего агента, как и сама техника фиксации подобных конструкций, значительно влияет на клинический успех цельнокерамических реставраций. Адекватная обработка опорной культи зуба, а также достаточная сила соединения композитного материала способствуют ретенции керамических реставраций, снижают риск возникновения микроподтеканий, а также увеличивают параметры их сопротивления к возможному разрушению во время функционирования. Клинические процедуры и этапы предварительной обработки поверхностей материала и зуба отличаются в зависимости от состава и механических свойств керамического субстрата. Двумя основными видами керамических материалов остаются их представители на основе кремнезема (т.е., полевошпатная, лейцитная и дисиликат-литиевая керамики), а также таковые без наличия диоксида силиция в их структуре. Последние включают в себя материалы на основе оксида алюминия и оксида циркония. Качество и долговечность связи между композитом и керамической поверхностью остается ключевым аспектом для обеспечения клинического успеха подобных реставраций. Такие, в свою очередь, зависят от топографии поверхности керамической основы и ее химического взаимодействия с композитным цементом. Как и с любыми другими адгезивными связами, контаминация в области интерфейса материалов негативно влияет на перспективу долгосрочного функционирования эстетических коронок. Для обработки стеклообразной матрицы керамики рекомендуется использовать плавиковую кислоту и связывающий агент – силан. Первый компонент селективно растворяет стеклянную матрицу и позволяет сформировать пористую неровную поверхность керамики с повышенным параметром смачиваемости. Применение же силана после протравки помогает увеличить адгезию через улучшенное механическое сцепление и формирование соединений кремния (оксидов кремния) в структуре органической матрицы полимерных материалов посредством силоксановых связей. Внутреннюю поверхность керамики на основе силиция не желательно обрабатывать с помощью поверхностно-абразивных методов, по типу воздушной абразии или шлифования, поскольку подобные подходы могут спровоцировать возникновение микротрещин, которые в дальнейшем приводят к изломам керамической структуры.

Высокопрочные керамики на основе оксидов металлов по типу оксида алюминия и диоксида циркония, как правило, только считаются «цементируемыми» из-за своей высокой прочности на изгиб, которая превышает типичные жевательные нагрузки. Таким образом, коронки и мостовидные конструкции с адекватными параметрами ретенции и необходимой толщиной керамического материала можно фиксировать самым обычным путем. Оптимально для подобных целей использовать модифицированный смолой стеклоиономерный цемент или же его самоадгезивный аналог, поскольку подходы с применением данных материалов являются как наименее времязатратными, так и оптимально доступными. При этом следует точно выполнять инструкции производителя, поскольку некоторые из них требуют проводить воздухо-абразивную обработку керамической поверхности, другие же, наоборот, не рекомендуют. Некоторые самоадгезивные цементы необходимо сначала засвечивать точечно, после чего приступить к удалению излишков материала, а только затем проводить окончательную полимеризацию. Также следует обязательно помнить, что перед фиксацией каждую непрямую реставрацию следует очистить в ультразвуковой ванночке при помощи этанола или ацетона.

Концепция APC для бондинга циркония

Так называемые «цементируемые» реставрации из циркония характеризируются рядом проблемных аспектов, включая недостаточно надежную прочность конструкции, проблемы адгезии с композитом, дефицит достаточной ретенции. Все это заставляет врача задуматься над тем, что лучше выбрать в определённых ситуациях: конструкции цельных коронок или все же вестибулярные виниры. Успешность бондинга реставраций зависит от адекватности выбора необходимого материала, необходимой обработки культи зуба и внутренней поверхности реставрации. Обработка поверхности зуба должна проводиться строго по протоколу производителя и только с использованием бондинговых агентов для дентина, поскольку большинство самопротравливающихся бондов формируют слишком толстую пленку в ходе фотополимеризации. Исследование качества связи между композитом и керамикой проводилось на протяжении последних двух десятилетий. Классические статьи Kern и коллег демонстрируют, что для высокопрочной керамики большинство имеющихся бондинговых протоколов обеспечивают успешность лечения только в краткосрочной перспективе, в то время как долгосрочного результата можно добиться только в ходе предварительной воздухо-абразивной обработки с дальнейшим использованием композитного цемента, который должен содержать специальные фосфатные мономеры по типу 10-метакрилоилоксидецил-дигидрофосфата (MDP-мономер). Некоторые из известных композитных цементов были разработаны именно для того, чтобы обеспечить адгезию к металлическому колпачку реставрации. Первые исследования, посвященные вопросу бондинга к алюминию и цирконию, начались в 2000-х, и включали в себя апробацию тысячи известных материалов вместе c различными протоколами обработки поверхности опорных зубов. В отличие от других исследований, которые использовали полированные керамические образцы, мы анализировали действительные внутренние поверхности CAD/CAM керамических реставраций, благодаря чему обнаружили, что применение фосфатных мономеров, по типу MDP, в дополнение к композитному цементу помогает значительно улучшить силу соединения и, таким образом, достигнуть почти аналогичных параметров эффективности воздухо-абразивной обработки высокопрочной керамики. Перспективными оказались и другие способы обработки конструкций по типу кислотного травления и плазменного напыления, но их использование в повседневной клинической практике является весьма и весьма ограниченным.

Для того чтобы практически достичь высокопрочного и долговечного соединения композитного цемента с цирконием, мы рекомендуем использовать следующий трехэтапный алгоритм, который для упрощения именуем «концепцией APC»: этап A (air particle) – воздухо-абразивная обработка поверхности оксидом алюминия; этап P (primer) – этап нанесения специального праймера; этап C (composite resin) – использование самоадгезиваного или цемента двойного отверждения.

Этап А

После очистки реставрации оксид циркония обрабатывают посредством воздушной абразии с использованием порошка оксида алюминия или частиц оксида алюминия, покрытых диоксидом кремния. Некоторые авторы называют данную процедуру пескоструйной обработкой или микропротравливанием. Эффективным является применение частиц размером от 50 мкм до 60 мкм при низком давлении до 2 бар. Эффект данной обработки является очень важным, поскольку одновременно позволяет провести и деконтаминацию поверхности реставрации. Результаты подобного подхода широко высветлены в литературе и использование более мелких частиц позволяет, в конечном счете, только укрепить конструкцию, никак при этом не скомпрометировав ее целостности.

Этап P

Данный этап включает в себя применение специального керамического праймера, который обычно содержит специальные адгезивные фосфатные мономеры. Праймер наносится на поверхность диоксида циркония. Мономер MDP, который также используется в некоторых дентинных адгезивах и отдельных композитных цементах, доказательно обеспечивает более высокоэффективную связь с оксидами металлов. Кроме того, подобные праймеры могут также увеличить связующие способности других цементов, таких как модифицированные стеклоиономером композиты. Важным аспектом остается необходимость использования разных материалов одной фирмы-производителя, избегая применения цементов и праймеров разных брендов, которые, вероятней всего, еще имеют и разный химический состав, а, следовательно, могут быть несовместимы друг с другом. Некоторая путаница начинается при использовании специальных циркониевых праймеров, которые содержат силаны, что делает последние универсальными материалами, применимыми для различных материалов, в том числе и для керамики на основе диоксида кремния. В таких случаях главное помнить, что данные материалы обеспечивают долгосрочную связь с керамикой на основе металлов только при наличии в их составе диоксид кремниевых частиц, или частиц, содержащих данную химическую основу.

Этап C

Самополимеризирующиеся цементы, или цементы двойного отверждения используют для того, чтобы обеспечить адекватный уровень конверсии материала под циркониевой реставрацией, которая ограничивает доступ светового потока. Но, с другой стороны, прозрачность циркониевой конструкции такова, что оттенок фиксирующего коронку цемента все же значительно влияет на окончательный эстетический вид реставрации. Поэтому перед окончательной цементировкой рекомендуется использовать специальные примерочные пасты, который помогут подобрать оптимальный оттенок фиксирующего материала. Концепция АРС не ограничивается лишь особенностями фиксации циркониевых конструкций на естественных зубах, но также может применятся в зуботехнической лаборатории для фиксации супраэлементов с опорой на имплантаты. Для новых продуктов с высоким содержанием полупрозрачного диоксида циркония с низкой прочностью на изгиб аспект адекватного бондинга является еще более критическим, поскольку толщина у таковых конструкций значительно меньше, нежели у их стандартных аналогов. Виниры, вкладки, накладки или протезы только тогда могут гарантировать долгосрочность своего функционирования, когда этап их адгезивной фиксации был выполнен строго по протоколу. Предложенная АРC концепция не является новой, но представляет собой результат двадцатилетней практики и апробации разных адгезионных протоколов. Выводы, сделанные в имеющихся систематических обзорах литературы, в процессе которых были проанализированы данные 140 различных исследований, аналогичны полученным в конце данной статьи, но дальнейший поиск методов оптимизации этапа адгезии циркониевых реставраций остается одной из наиболее актуальных задач современной стоматологии.

Клинический случай

40-летний пациент обратился за стоматологической помощью с основной жалобой на растрескивание зубов и с желанием восстановить свой прежний привычный прикус. В ходе стоматологического обследования был зарегистрирован І класс окклюзионных соотношений и незначительное несоответствие между зубами 8 и 9. У пациента также была отмечена распространённая форма патологической стираемости и подвижность I класса в области 23-26 зубов. Кариозные поражения были обнаружены в области 2, 4, 6, 8, 9 и 14 зубов, а клиновые дефекты – в области 4, 5, 10, 11, 13, 20 и 21. На фото 1-3 проиллюстрирована клиническая ситуация пациента до лечения.

Фото 1. Вид улыбки пациента: компрометирующая эстетическая ситуация.

Фото 2. Вид спереди при максимальном смыкании зубов до лечения.

Фото 3. Вид верхней челюсти до лечения.

В качестве лечения пациенту был предложен протокол тотальной реабилитации. Цель комплексного вмешательства состояла в коррекции эрозионной этиологии поражений и защите твердых тканей зуба с помощью долгосрочных реставраций. Диагностический восковой шаблон сыграл важную роль в определении функциональных и эстетических целей лечения и формирования переднего пути введения конструкции (фото 4).

Фото 4. Восковая диагностическая репродукция.

После проведения пародонтологического лечения, восстановления кариозных дефектов и использования провизорных реставраций, врач приступил к окончательному препарированию передних зубов (фото 5) с их последующим восстановлением.

Фото 5. Препарирование верхних передних зубов для контроля вертикальных параметров окклюзии.

В качестве коронок использовались CAD/CAM цельноциркониевые конструкции с высокой степенью прозрачности (Katana UTML Ultra Translucent Multi-Layered, Kuraray Noritake Dental) (фото 6 — 7), которые цементировали на самоадгезивный композитный цемент (Panavia С.А., Kuraray Noritake Dental).

Фото 6. CAD/CAM дизайн цельноциркониевых коронок в области передних зубов.

Фото 7. Вид монолитных циркониевых коронок на модели.

Фото 8 демонстрирует ситуацию после цементировки фронтальных конструкций и щадящего препарирования области задних зубов. Для дистальных опор были изготовлены высокоэстетические монолитные циркониевые коронки и накладки (Katana Zirconia UT, Kuraray Noritake Dental, фото 9-12).

Фото 8. Окклюзионный вид зафиксированных циркониевых коронок в области фронтальных зубов. Консервативное препарирование дистальных зубов под коронки и накладки.

Фото 9. Окклюзионный вид циркониевых реставраций в области задних зубов.

Фото 10. Вид правых циркониевых реставраций с язычной стороны на модели.

Фото 11. Вид левых циркониевых реставраций с язычной стороны на модели.

Фото 12. Монолитные циркониевые накладки и коронки.

Реставрации в области дистальных зубов фиксировали по протоколу концепции АРС. Сначала конструкции пескоструили частицами оксида алюминия размером в 50 мкм при давлении в 1,5 бар (фото 13), после этого наносили (фото 14) специальный керамический праймер (ClearfilTM Ceramic Primer, Kuraray Noritake) с адгезивным фосфатным мономером (MDP).

Фото 13. Концепция АРС: этап А — воздухо-абразивная обработка частицами оксида алюминия в 50 мкм при давлении в 1,5 бара.

Фото 14. Концепция АРС: Р этап — нанесение праймера с активными фосфатными мономерами.

Изоляцию рабочего поля проводили с помощью ватных валиков и ретракционной нити, поскольку использование коффердама было затруднительным в данной клинической ситуации. Эмаль опорных зубов выборочно протравливали (фото 15) с помощью 35% -ной ортофосфорной кислоты (K-Etchant Gel, Kuraray Noritake Dental), а дентин кондиционировали посредством (фото 16) самопротравливающегося дентинного праймера (Panavia V5 Tooth Primer, Kuraray Noritake Dental). Композитный цемент двойного отверждения (Panavia V5 Paste Universal, Kuraray Noritake Dental) распределяли непосредственно по реставрации с помощью специального смесителя для шприца.

Фото 15. Селективное протравливание эмали опорных зубов ортофосфорной кислотой на протяжении 20 секунд.

Фото 16. Нанесение самопротравливающегося дентинного праймера.

После посадки конструкций избыток цемента удаляли (фото 17 — 18), и только после этого проводили полную полимеризацию (фото 19). Вид зубов после окончания лечения изображен на фото 20-22.

Фото 17. Концепция АРС: С этап — нанесение композитного цемента двойной полимеризации. Установка реставрации и удаление излишков цемента.

Фото 18. Удаление излишков цемента с апроксимальных сторон.

Фото 19. Полимеризация материала на протяжении 60 секунд с каждой стороны.

Фото 20. Окклюзионный вид реставраций на верхней челюсти.

Фото 21. Вид реставраций в состоянии максимального смыкания зубов.

Фото 22. Вид улыбки пациента после лечения.

Выводы

Надежные протоколы цементной фиксации, как и материалы, которые для них используются, являются основой для достижения долгосрочного клинического успеха непрямых керамических реставраций, включая таковые на основе циркония. Последние, благодаря своим оптическим свойствам, обеспечивают наиболее адекватный эстетический результат лечения как в области фронтальных, так и жевательной группы зубов. Композитная адгезия обеспечивает ретенцию керамических накладок, виниров и даже протезов, а систематизированный протокол APC, основанный на многолетних исследованиях, помогает достичь отличных долгосрочных результатов фиксации циркониевых конструкций на композитный цемент. Алгоритм состоит из трех простых шагов: (А) – воздухо-абразивная обработка, (Р) – нанесение циркониевого праймера и (С) – использование композитного цемента.

Авторы:
Markus B. Blatz, DMD, PhD
Marcela Alvarez, DDS, MSD
Kimiyo Sawyer, RDT
Marco Brindis, DDS

фактов о цирконии | Живая наука

Цирконий — это серебристо-серый переходный металл, тип элемента, который является ковким и пластичным и легко образует стабильные соединения. Он также обладает высокой устойчивостью к коррозии. Цирконий и его сплавы веками использовались самыми разными способами.

Обычно используется в агрессивных средах. По данным Chemicool, циркониевые сплавы можно найти в трубах, фитингах и теплообменниках. По данным Minerals Education Coalition, цирконий также используется в стальных сплавах, цветной глазури, кирпиче, керамике, абразивных материалах, лампах-вспышках, нити ламп, искусственных драгоценных камнях и некоторых дезодорантах.

Другие применения циркония включают каталитические преобразователи, печные кирпичи, лабораторные тигли, хирургические инструменты, телевизионное стекло, удаление остаточных газов из вакуумных трубок, а также в качестве отвердителя в сплавах, таких как сталь, согласно Lenntech. Кроме того, по данным лаборатории Джефферсона, карбонат циркония используется для лечения ядовитого плюща.

Цирконий был обнаружен в звездах S-типа, Солнце, метеоритах и ​​в лунных породах, по данным Лос-Аламосской национальной лаборатории. Согласно анализу образцов лунных пород из различных миссий Аполлона, лунные породы имеют удивительно высокое содержание циркона по сравнению с земными породами.

Источниками циркония на Земле в первую очередь являются минералы циркон и бадделеит (диоксид циркония), которые, по данным Коалиции по образованию в области минералов, добываются в США, Австралии, Бразилии, Южной Африке, России и Шри-Ланке. Согласно Chemicool, естественное содержание циркония в земной коре составляет 165 частей на миллион по весу.

Только факты

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 40
• Символ атома (в периодической таблице элементов): Zr
• Атомный вес (средняя масса атома): 91.22
• Плотность: 3,77 унции на кубический дюйм (6,52 грамма на куб см)
• Фаза при комнатной температуре: твердое вещество
• Точка плавления: 3,362 градуса по Фаренгейту (1850 градусов Цельсия)
• Точка кипения: 7,952 F (4400 C)
• Количество природных изотопов (атомов одного элемента с разным количеством нейтронов): 5. Также в лаборатории создано 20 искусственных изотопов.
• Наиболее распространенные изотопы: Zr-90 (51,5 процента естественного содержания), Zr-94 (17,38 процента естественного содержания), Zr-92 (17.15 процентов от естественного содержания), Zr-91 (11,2 процента от естественного содержания), Zr-96 (2,8 процента от естественного содержания)

Электронная конфигурация и элементные свойства циркония. (Изображение предоставлено Грегом Робсоном / Creative Commons, Андрей Маринкас Shutterstock)

История

Циркон, драгоценный камень, бывает синего, желтого, зеленого, коричневого, оранжевого, красного и иногда пурпурного цветов. Слово происходит от персидского «заргун» или «золотой цвет». По словам голландского историка Петера ван дер Крогта, он веками использовался в украшениях и других украшениях.По данным Minerals.net, он больше напоминает алмаз, чем любой другой природный драгоценный камень. В средние века считалось, что циркон даже вызывает сон, способствует богатству, чести и мудрости, а также отгоняет бедствия и злых духов.

Мартин Генрих Клапрот, немецкий химик, обнаружил цирконий в 1789 году в образце циркона из Шри-Ланки, согласно Chemicool. В состав образца входило 25 процентов кремнезема, 0,5 процента оксида железа и 70 процентов нового оксида, который он назвал цирконердом (или «цирконом земли»).Клапрот также позже обнаружил цирконерд в гиацинте, бледно-желтой разновидности циркона, но, по словам ван дер Крогта, он не смог отделить металл.

Сэр Хэмфри Дэви, английский химик, попытался отделить цирконерд, чтобы получить чистый цирконий в 1808 году с помощью электролиза, но безуспешно, согласно Chemicool. Однако, по словам ван дер Крогта, он предложил название цирконий для самого металла.

Йонс Дж. Берцелиус, шведский химик, выделил цирконий в 1824 году, согласно Chemicool.Он произвел цирконий в виде черного порошка в результате нагрева железной трубки, содержащей смесь фторида циркония и калия и калия (Kr ₂ ZrF ₆ ).

Антон Эдуард ван Аркель и Ян Хендрик де Бур, голландские химики, получили чистый цирконий в 1925 году путем нагревания тетрахлорида циркония (ZrCl ₄ ) с магнием, согласно данным Королевского химического общества. Согласно Chemicool, с помощью этого метода был получен брусок из чистого циркония.

Кто знал?

• Циркон иногда путают с кубическим диоксидом циркония, недорогим синтетическим имитатором алмаза.Однако, согласно Minerals.net, эти два вещества представляют собой совершенно разные вещества и не имеют никакой связи друг с другом, за исключением того, что оба они содержат цирконий в своей химической структуре.
• По данным Lenntech, ежегодно производится около 7000 тонн металлического циркония.
• Цирконий в сочетании с силикатом создает природный полудрагоценный драгоценный камень циркон, согласно Chemicool. Цирконий в сочетании с диоксидом создает кубический диоксид циркония, который обычно используется в качестве заменителя алмазов.
• Цирконий имеет очень низкую токсичность, и, по оценкам Lenntech, люди потребляют около 50 микрограммов (1,8 x 10-6 унций) в день, большая часть из которых проходит через пищеварительную систему, не всасываясь.
• Согласно данным Коалиции по образованию в области минералов, человеческое тело на 0,000001% состоит из циркония.
• Согласно Chemicool, использование цирконата лития может быть полезно для поглощения избытка диоксида углерода из атмосферы.
• Породы с цирконом, обнаруженные в Австралии в 2000 г., были датированы 4 годами.Возраст 4 миллиардов лет и соотношение изотопов кислорода (O16 / O18) показали, что жизнь на Земле зародилась почти на 500 миллионов лет раньше, чем считалось ранее, согласно статье, написанной Джоном Эмсли, научным писателем, опубликованной в Nature в 2014 году.
• По данным Chemicool, циркониевый порошок может самовоспламеняться на воздухе. По словам Эмсли, из-за этого свойства порошкообразный цирконий иногда используется во взрывных устройствах.
• По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, порошок циркония может вызывать раздражение глаз при кратковременном воздействии и может быть вредным для легких при длительном или многократном воздействии.

Текущие исследования

Потому что цирконий, обладающий высокой устойчивостью к коррозии и своей прочностью, присутствует в нескольких соединениях в различных медицинских целях. Согласно Zirconia Concept, использование соединений циркония в медицине началось в 1969 году, когда они использовались для изготовления протезов бедра. Протезы из диоксида циркония (ZrO ₂ ) были разработаны как альтернатива титану, стали и алюминию, и было показано, что они более эластичны и обладают лучшей биосовместимостью. Приблизительно 300 000 пациентов за последние четыре десятилетия с протезами из диоксида циркония не показали отрицательных отзывов.

Диоксид циркония также широко используется в стоматологической реставрации, согласно Zirconia Concept, и обычно стабилизируется оксидом иттрия (ZrO ₂ Y ₂ O ₃ ). Соединение оксида иттрия и циркония имеет много преимуществ перед другими материалами. Он более совместим с человеческим телом, имеет вдвое большую прочность на изгиб и в четыре раза более высокую прочность на сжатие, чем сталь. Он также имеет большую устойчивость к кислотным основаниям, содержащимся во многих продуктах питания.

Другие новые идеи использования циркониевых сплавов в медицине включают патент, поданный в 1999 году американскими изобретателями Джеймсом Дэвидсоном и Ли Тунебергом.Они описывают сплав, содержащий ниобий, титан, цирконий и молибден (NbTiZrMo), и его преимущества для стоматологических и других медицинских устройств. Цирконий в сплаве обеспечивает более высокие механические свойства, а также снижает температуру плавления (наряду с титаном), обеспечивает дополнительную стабилизацию и улучшает коррозионную стойкость.

Другой патент, поданный японскими учеными Шуичи Миядзаки, Хиён Ким и Йосуке Сато в 2012 году, описывает циркониевый сплав, обладающий сверхэластичными свойствами, который может использоваться в биологических и медицинских областях.Цирконий легирован титаном, ниобием и либо оловом, либо алюминием, либо обоими. Сплав подобен эластичности человеческих костей, согласно значениям модуля Юнга, что делает его идеальным материалом для использования внутри человеческого тела, включая искусственные кости, суставы и зубы, а также ортодонтические проволоки, стенты, костные пластины и другие медицинские имплантаты.

Несмотря на то, что цирконий и другие элементы в сплавах для стоматологического и медицинского применения нетоксичны, все еще продолжаются исследования, чтобы гарантировать, что сами материалы не будут иметь неблагоприятных побочных эффектов в долгосрочной перспективе.Одно из таких исследований группы ученых из Италии, опубликованное в PLOS One в 2016 году, на группе участников с ожирением показало, что может существовать связь между циркониевыми имплантатами и некоторыми проблемами со здоровьем, такими как воспаление, а также заболевания скелета и соединительной ткани. Количество изменений в определенных биологических маркерах (miRNA) было очень небольшим, и считается, что они накапливаются со временем, что может затруднить определение точной причины. Хотя необходимы дополнительные исследования, оно помогло понять связь между человеческим телом и имплантированными медицинскими устройствами.По словам авторов, цель состоит в том, чтобы использовать преимущества мрРНК для содействия заживлению ран и интеграции хозяина с имплантатом.

Дополнительные ресурсы

,

Диоксид циркония — Infogalactic: ядро ​​планетарных знаний

«Цирконий» перенаправляется сюда. Для минерала см Циркон.

Диоксид циркония (ZrO
2), иногда известный как диоксид циркония (не путать с цирконом), представляет собой белый кристаллический оксид циркония. Его наиболее естественная форма с моноклинной кристаллической структурой — это минерал бадделеит. Стабилизированный легирующими добавками кубический структурированный диоксид циркония, кубический диоксид циркония, синтезируется в различных цветах для использования в качестве драгоценного камня и имитатора алмаза.

Производство, химические свойства, появление

Диоксид циркония получают путем прокаливания соединений циркония, используя его высокую термическую стабильность. ^[1]

Строение

Известны три фазы: моноклинная <1170 ° C, тетрагональная 1170–2 370 ° C и кубическая> 2370 ° C. ^[2] Обычно наблюдается тенденция к более высокой симметрии при более высоких температурах. Небольшой процент оксидов кальция или иттрия стабилизирует кубическую фазу. ^[1] Очень редкий минерал тажеранит (Zr, Ti, Ca) O ₂ кубической формы. В отличие от TiO ₂ , который содержит шестикоординированный Ti во всех фазах, моноклинный диоксид циркония состоит из семи координат циркониевых центров. Это различие объясняется большим размером атома Zr по сравнению с атомом Ti. ^[3]

Химические реакции

Диоксид циркония химически неактивен. Он медленно атакуется концентратом фтористоводородной кислоты и серной кислоты. При нагревании углеродом превращается в карбид циркония.При нагревании углем в присутствии хлора он превращается в тетрахлорид циркония. Это преобразование является основой для очистки металлического циркония и аналогично процессу Кролла.

Инженерные объекты

Диоксид циркония — один из наиболее изученных керамических материалов. ZrO ₂ принимает моноклинную кристаллическую структуру при комнатной температуре и переходит в тетрагональную и кубическую при более высоких температурах. Объемное расширение, вызванное превращением из кубической в ​​тетрагональную в моноклинную, вызывает большие напряжения, и эти напряжения вызывают растрескивание ZrO ₂ при охлаждении от высоких температур. ^[4] Когда диоксид циркония смешивают с некоторыми другими оксидами, тетрагональная и / или кубическая фазы стабилизируются. Эффективные легирующие примеси включают оксид магния (MgO), оксид иттрия (Y ₂ O ₃ , оксид иттрия), оксид кальция (CaO) и оксид церия (III) (Ce ₂ O ₃ ). ^[5]

Диоксид циркония часто более полезен в его фазовом «стабилизированном» состоянии. При нагревании диоксид циркония претерпевает разрушительные фазовые изменения. При добавлении небольшого процента оксида иттрия эти фазовые изменения устраняются, и получаемый материал имеет превосходные термические, механические и электрические свойства.В некоторых случаях тетрагональная фаза может быть метастабильной. Если присутствует достаточное количество метастабильной тетрагональной фазы, то приложенное напряжение, усиленное концентрацией напряжений в вершине трещины, может вызвать превращение тетрагональной фазы в моноклинную с соответствующим объемным расширением. Это фазовое превращение может затем привести к сжатию трещины, замедлению ее роста и повышению вязкости разрушения. Этот механизм, известный как трансформационное упрочнение, значительно увеличивает надежность и срок службы изделий, изготовленных из стабилизированного диоксида циркония. ^{[5] [6]}

Ширина запрещенной зоны ZrO ₂ зависит от фазы (кубическая, тетрагональная, моноклинная или аморфная) и методов получения, с типичными оценками от 5–7 эВ (0,80–1,12 аДж). ^[7]

Особым случаем диоксида циркония является тетрагональный поликристалл диоксида циркония, или TZP, который указывает на поликристаллический диоксид циркония, состоящий только из метастабильной тетрагональной фазы.

Использует

Основное применение диоксида циркония в производстве керамики, ^{[8] [9]} с другими видами использования в том числе в качестве защитного покрытия на частицах пигментов на основе диоксида титана, ^[1] в качестве огнеупорного материала, в изоляции , абразивы и эмали.Стабилизированный диоксид циркония используется в датчиках кислорода и мембранах топливных элементов, поскольку он позволяет ионам кислорода свободно перемещаться через кристаллическую структуру при высоких температурах. Эта высокая ионная проводимость (и низкая электронная проводимость) делает ее одной из наиболее полезных электрокерамических материалов. ^[1] Диоксид циркония также используется в качестве твердого электролита в электрохромных устройствах.

Диоксид циркония является предшественником электрокерамического цирконата титаната свинца ( PZT ), который представляет собой диэлектрик с высоким содержанием K, который содержится во множестве компонентов.

Ниша использует

Очень низкая теплопроводность кубической фазы диоксида циркония также привела к ее использованию в качестве термобарьерного покрытия, или TBC, в реактивных и дизельных двигателях, что позволяет работать при более высоких температурах. ^{[необходима ссылка ]} С термодинамической точки зрения, чем выше рабочая температура двигателя, тем выше возможный КПД. Еще одно применение с низкой теплопроводностью — изоляция из керамического волокна для печей для выращивания кристаллов, изоляция батареи топливных элементов и систем инфракрасного нагрева.

Этот материал также используется в стоматологии для изготовления 1) подрамников для изготовления зубных реставраций, таких как коронки и мосты, которые затем облицовываются обычным полевым шпатом из эстетических соображений, или 2) прочных, чрезвычайно долговечных зубных протезов. построены полностью из монолитного диоксида циркония, с ограниченной, но постоянно улучшающейся эстетикой. ^[10]

Цирконий используется для изготовления керамических ножей. Столовые приборы на основе диоксида циркония из-за своей твердости остаются острыми дольше, чем их аналоги из нержавеющей стали. ^[11]

Благодаря своей неплавкости и яркой светимости при накаливании, он использовался в качестве ингредиента палочек для подсветки. ^{[ необходима ссылка ]}

Диоксид циркония был предложен для электролиза окиси углерода и кислорода из атмосферы Марса, чтобы обеспечить как топливо, так и окислитель, который можно было бы использовать в качестве хранилища химической энергии для использования при наземном транспорте на Марсе. Двигатели с оксидом углерода / кислородом были предложены для использования на ранних этапах наземного транспорта, поскольку и оксид углерода, и кислород можно было напрямую получить с помощью электролиза диоксида циркония без необходимости использования каких-либо водных ресурсов Марса для получения водорода, который был бы необходим для производства метана или любое водородное топливо. ^[12]

Диоксид циркония также является потенциальным диэлектрическим материалом с высоким коэффициентом сопротивления, который может быть использован в качестве изолятора в транзисторах.

Диоксид циркония также используется для нанесения оптических покрытий; это материал с высоким показателем преломления, который можно использовать в диапазоне от ближнего УФ до среднего ИК диапазона из-за его низкого поглощения в этой спектральной области. В таких случаях он обычно наносится методом PVD. ^[13]

Алмазный имитатор

Основная статья: Кубический цирконий Кубический цирконий огранки

Монокристаллы кубической фазы диоксида циркония обычно используются в качестве имитатора алмаза в ювелирных изделиях.Как и алмаз, кубический цирконий имеет кубическую кристаллическую структуру и высокий показатель преломления. Визуально отличить кубический цирконий хорошего качества от алмаза сложно, и у большинства ювелиров есть тестер теплопроводности, чтобы идентифицировать кубический цирконий по его низкой теплопроводности (алмаз является очень хорошим проводником тепла). Это состояние диоксида циркония обычно называют кубическим диоксидом циркония , CZ или цирконием ювелирами, но последнее название не является химически точным.Циркон — это минеральное название силиката циркония природного происхождения (ZrSiO ₄ ).

См. Также

Список литературы

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2 1,3} Ральф Нильсен «Цирконий и соединения циркония» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 10.1002 / 14356007.a28_543
2. ↑ Р. Стивенс, 1986. Введение в диоксид циркония. Магний Электрон Публикация № 113
3. ↑ Гринвуд, Н.Н .; И Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.), Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-7506-3365-4.
4. ↑ Platt, P .; Frankel, P .; Gass, M .; Howells, R .; Прейс, М. (ноябрь 2014 г.). «Конечноэлементный анализ превращения тетрагональной фазы в моноклинную при окислении циркониевых сплавов». Журнал ядерных материалов . 454 (1–3): 290–297. DOI: 10.1016 / j.jnucmat.2014.08.020.
5. ↑ ^{5,0 5,1} Эванс, А.Г., Кэннон, Р.М. (1986). «Упрочнение хрупких тел мартенситными превращениями». Акта Мет . 34 : 761. DOI: 10.1016 / 0001-6160 (86) -0. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
6. ↑ Портер, Д.Л., Эванс, А.Г., Хойер, А.Х. (1979). «Ужесточение трансформации в ПСЗ». Акта Мет . 27 : 1649. DOI: 10.1016 / 0001-6160 (79) -4. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)
7. ↑ Chang, Jane P .; Ю-Шэн Линь; Карен Чу (2001). «Быстрое термическое химическое осаждение из паровой фазы оксида циркония для применения на полевых транзисторах металл-оксид-полупроводник». Журнал вакуумной науки и техники B . 19 (5…): 1782–1787.DOI: 10.1116 / 1.1396639.
8. ↑ [1]
9. ↑ http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/zirconium/
10. ↑ Папаспиридакос, Панос; Кунал Лал (2008). «Полная реабилитация дугового имплантата с использованием субтрактивного быстрого прототипирования и фарфора, соединенного с протезом из диоксида циркония: клинический отчет». Журнал ортопедической стоматологии . 100 (3): 165–172. DOI: 10.1016 / S0022-3913 (08) 00110-8. PMID 18762028.
11. ↑ http://kyoceraadvancedceramics.com/ceramic-advantage/kyocera-advantage-1
12. ↑ Лэндис (2001). «Марсианский ракетный аппарат с использованием ракетного топлива in situ». Журнал космических аппаратов и ракет . 38 (5): 730–35. DOI: 10.2514 / 2.3739.
13. ↑ http: // materion.ru / ResourceCenter / ProductData / InorganicChemicals / Oxides / BrochuresAndDataSheets / ZirconiumOxideZr02.aspx

Дополнительная литература

• Green, D. J .; Hannink, R .; Суэйн, М. В. (1989). Трансформационное упрочнение керамики . Бока-Ратон: CRC Press. ISBN 0-8493-6594-5 .
• Heuer, A.H .; Хоббс, Л.В., ред. (1981). Наука и технологии диоксида циркония .Успехи керамики. 3 . Колумбус, Огайо: Американское керамическое общество. п. 475.
• Claussen, N .; Rühle, M .; Heuer, A.H., ред. (1984). Proc. 2-я Международная конференция по науке и технологии диоксида циркония . Успехи керамики. 11 . Колумбус, Огайо: Американское керамическое общество.

Внешние ссылки

,

Цирконий | химический элемент | Britannica

Свойства, возникновение и использование

Цирконий, малоизвестный до конца 1940-х годов, стал важным инженерным материалом для ядерной энергетики, поскольку он очень прозрачен для нейтронов. Элемент был идентифицирован (1789 г.) в цирконе, ZrSiO ₄ (ортосиликат циркония), из его оксида немецким химиком Мартином Генрихом Клапротом, а металл был выделен (1824 г.) в нечистой форме шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом.Нечистый металл, даже если он чист на 99 процентов, тверд и хрупок. Белый, мягкий, ковкий и пластичный металл повышенной чистоты впервые был произведен в больших количествах (1925 г.) голландскими химиками Антоном Э. ван Аркелем и Дж. де Бура термическим разложением тетраиодида циркония, ZrI ₄ . В начале 1940-х годов Уильям Джастин Кролл из Люксембурга разработал свой более дешевый способ получения металла, основанный на восстановлении тетрахлорида циркония ZrCl ₄ магнием. В начале 21 века ведущими производителями циркония были Австралия, Южная Африка, Китай и Индонезия; Мозамбик, Индия и Шри-Ланка были дополнительными производителями.

цирконий Циркониевый стержень. Dschwen

Циркония относительно много в земной коре, но не в концентрированных отложениях, и это характерно для звезд S-типа. Минеральный циркон, который обычно находится в аллювиальных отложениях в руслах ручьев, океанских пляжах или старых озерах, является единственным коммерческим источником циркония. Бадделеит, который представляет собой по существу чистый диоксид циркония, ZrO ₂ , является единственным другим важным минералом циркония, но коммерческий продукт дешевле извлекается из циркона.Цирконий производится тем же способом, что и титан. Эти минералы циркония обычно имеют содержание гафния, которое варьируется от нескольких десятых долей процента до нескольких процентов. Для некоторых целей разделение двух элементов не важно: цирконий, содержащий около 1 процента гафния, так же приемлем, как и чистый цирконий.

Цирконий наиболее часто используется в ядерных реакторах для покрытия топливных стержней, для легирования ураном и для конструкций активной зоны реактора из-за его уникального сочетания свойств.Цирконий обладает хорошей прочностью при повышенных температурах, устойчив к коррозии от быстро циркулирующих теплоносителей, не образует высокорадиоактивных изотопов и выдерживает механические повреждения от бомбардировки нейтронами. Гафний, присутствующий во всех циркониевых рудах, должен быть тщательно удален из металла, предназначенного для использования в реакторах, поскольку гафний сильно поглощает тепловые нейтроны.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Разделение гафния и циркония обычно осуществляется методом противоточной экстракции жидкость-жидкость.В этой методике неочищенный тетрахлорид циркония растворяют в водном растворе тиоцианата аммония, а метилизобутилкетон пропускают противотоком к водной смеси, в результате чего предпочтительно экстрагируется тетрахлорид гафния.

Атомные радиусы циркония и гафния составляют 1,45 и 1,44 Å соответственно, а радиусы ионов Zr ⁴⁺ 0,74 Å и Hf ⁴⁺ 0,75 Å. Фактическая идентичность атомных и ионных размеров, возникающая в результате сокращения лантаноидов, делает химическое поведение этих двух элементов более похожим, чем для любой другой известной пары элементов.Хотя химия гафния изучена меньше, чем циркония, эти два вещества настолько похожи, что можно ожидать лишь очень небольших количественных различий — например, в растворимости и летучести соединений — в случаях, которые фактически не исследовались.

Цирконий поглощает кислород, азот и водород в удивительных количествах. При температуре около 800 ° C (1500 ° F) он химически соединяется с кислородом с образованием оксида ZrO ₂ . Цирконий восстанавливает такие тугоплавкие материалы тигля, как оксиды магния, бериллия и тория.Это сильное сродство к кислороду и другим газам объясняет его использование в качестве геттера для удаления остаточных газов в электронных лампах. При нормальной температуре воздуха цирконий пассивен из-за образования защитной пленки из оксида или нитрида. Даже без этой пленки металл устойчив к действию слабых кислот и кислых солей. Лучше всего его растворять в фтористоводородной кислоте, при которой образование анионных фторкомплексов важно для стабилизации раствора. При нормальных температурах он не особенно реактивен, но при повышенных температурах становится вполне реактивным с различными неметаллами.Из-за своей высокой коррозионной стойкости цирконий нашел широкое применение в производстве насосов, клапанов и теплообменников. Цирконий также используется в качестве легирующего агента при производстве некоторых магниевых сплавов и в качестве добавки при производстве некоторых сталей.

Цирконий природный представляет собой смесь пяти стабильных изотопов: цирконий-90 (51,46 процента), цирконий-91 (11,23 процента), цирконий-92 (17,11 процента), цирконий-94 (17,40 процента), цирконий-96 (2,80 процента). , Существует два аллотропа: ниже 862 ° C (1584 ° F) гексагональная плотноупакованная структура, выше этой температуры объемно-центрированная кубическая.

Соединения

Цирконий преимущественно находится в степени окисления +4 в своих соединениях. Однако известны некоторые менее стабильные соединения со степенью окисления +3. (Наиболее важным аспектом, в котором цирконий отличается от титана, является то, что более низкие степени окисления имеют второстепенное значение.) Увеличенный размер атомов делает оксиды более основными, а химический состав воды несколько более обширным и позволяет достичь координационных чисел 7 и, довольно часто 8 в ряде соединений циркония.

Различные соединения циркония находят важное применение в промышленности. Среди них диоксид циркония (также называемый диоксидом циркония), ZrO ₂ , твердое белое или желто-коричневое твердое вещество с высокой температурой плавления — около 2700 ° C (4892 ° F). Он широко используются в качестве ювелирного алмаза, имитирующего абразива, огнеупорного материала, и компонента кислото- и щелочестойких стекол и керамики, используемой в топливных элементах.

Другие важные промышленные соединения циркония включают тетрахлорид ZrCl ₄ и сульфат Zr (SO ₄ ) ₂ ∙ 4H ₂ O.Полученный путем хлорирования карбида или оксида циркония, тетрахлорид циркония используется для получения органических соединений циркония и в качестве катализатора в таких реакциях, как крекинг нефти и полимеризация этилена. Сульфат циркония, полученный действием серной кислоты на гидроксид циркония, Zr (OH) ₄ , используется в качестве смазки, химического реагента и при дублении белой кожи.

.

Цирконий — Информация об элементе, свойства и применение

Расшифровка:

Химия в ее элементе: цирконий

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам журналом Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Привет и добро пожаловать в наш тур по необычным, захватывающим и смертоносным аспектам элементов, из которых состоит мир вокруг нас.Мы начинаем наше путешествие по Периодической таблице с химического вещества, которое иногда маскируется под алмаз, но одинаково хорошо работает в ядре ядерного реактора или даже на металлургическом заводе. Чтобы рассказать историю этой загадочной сущности, также известной как цирконий, химик и отмеченный наградами писатель Джон Эмсли.

Джон Эмсли

Цирконий. Носите его мигающим на пальце или невидимым в вашем кадре, он содержит ключ к ядерной энергии, и у него есть название, похожее на драгоценный камень.Это цирконий.

Название цирконий происходит от арабского слова zargun , которое относится к драгоценному камню золотистого цвета, известному с библейских времен и называемому цирконом. Сегодня искусственные драгоценные камни изготавливаются из оксида циркония, известного как кубический диоксид циркония, и они сверкают ярче, чем алмаз, хотя и не такие твердые. Что отличает их от настоящих алмазов, так это их более высокая плотность 6,0 г / см ^-3 по сравнению с 3,52 г алмазов.

Цирконий изобилует звездами S-типа, в которых более тяжелые элементы образуются в результате захвата нейтронов.Следы присутствуют и на Солнце. Было обнаружено, что порода, привезенная с Луны, имеет удивительно высокое содержание циркония. Здесь, на Земле, цирконы показали, что жизнь могла возникнуть намного раньше, чем считалось ранее. Они были обнаружены в Австралии в 2000 году, им было 4,4 миллиарда лет, и их соотношение изотопов кислорода O ¹⁶ / O ¹⁸ показало, что они могли образоваться только тогда, когда на поверхности Земли была жидкая вода, и это было почти на 500 миллионов лет раньше, чем предполагалось ранее.

В средние века бесцветные драгоценные камни циркона считались низшим типом алмаза, но это оказалось неверным, когда немецкий химик Мартин Клапрот (1743-1817) проанализировал один в 1789 году и открыл цирконий. Клапрот не смог изолировать сам металл. Это было достигнуто в 1824 году шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом, но от него или его химических соединений было мало пользы, и поэтому он томился на протяжении столетия или более.

Сегодня этот элемент широко используется как циркон, как оксид циркония и как сам металл.Цирконий содержится в керамике, литейном оборудовании, стекле, химикатах и ​​металлических сплавах.

Цирконовый песок используется для изготовления жаропрочных футеровок печей, гигантских ковшей для расплавленного металла, а также для изготовления литейных форм. Смешанный с ванадием или празеодимом циркон дает синие и желтые пигменты для глазурования керамики и плитки.

Оксид циркония используется для изготовления термостойких тиглей, керамики и абразивов. Сделанный из него раскаленный тигель можно без трещин погрузить в холодную воду.Оксид циркония можно найти в сверхпрочной керамике, которая прочнее и острее, чем закаленная сталь, и используется для изготовления ножей, ножниц и утюгов для гольфа. Производство чистого оксида циркония составляет почти 25 000 тонн в год, и он также идет на различные химические вещества, которые в итоге используются в косметике, антиперспирантах, упаковке для пищевых продуктов и даже в поддельных драгоценных камнях. Бумажная и упаковочная промышленность обнаруживает, что соединения циркония являются хорошими покрытиями поверхности, поскольку они обладают превосходной водостойкостью и прочностью. Не менее важна их низкая токсичность.

Металлический цирконий имеет окисленную поверхность, которая является твердой и непроницаемой для химического воздействия, что делает его идеальным не только для химических заводов, но и для имплантатов тела, таких как суставы для замены тазобедренного сустава. Цирконий-алюминиевый сплав используется для изготовления велосипедных рам высшего класса, поскольку он сочетает в себе прочность и легкость.

Металлический цирконий имел некоторые скрытые активы, которые внезапно сделали его известным в конце 1940-х годов; Было обнаружено, что это идеальный металл для внутренних ядерных реакторов и атомных подводных лодок.Он не подвергается коррозии при высоких температурах и не поглощает нейтроны с образованием радиоактивных изотопов. Даже сегодня атомная промышленность закупает почти весь производимый металл, а некоторые ядерные реакторы имеют более 100 километров циркониевых труб. Цирконий используется для изготовления оболочек топливных элементов из оксида урана. При добыче цирконий содержит 1-3% гафния, который химически очень похож, и хотя трудно разделить два элемента, это необходимо сделать для металла, используемого в ядерной промышленности, потому что гафний очень сильно поглощает нейтроны.

Наконец, у нас есть два циркониевых материала с экстремальными свойствами: один проявляется при очень низких температурах, а другой — при нагревании до высоких температур. Первый — это цирконий-ниобиевый сплав, который становится сверхпроводящим при температурах ниже 35 Кельвинов (-238 ^o C), другими словами, он будет проводить электричество без потери энергии. Второй — вольфрамат циркония (ZrW ₂ O ₈ ), который фактически сжимается при нагревании, по крайней мере, до тех пор, пока не достигнет температуры 700 ^o C, когда он разлагается на два оксида металла.

Крис Смит

Джон Эмсли раскрывает секреты элемента номер 40, циркония. И вы можете узнать больше о любимых элементах Джона из серии, которую он написал для RSC’s Education in Chemistry, которая находится на сайте rsc.org/education. В следующий раз, когда мы расскажем о химии в ее элементе, жизнь станет как газ с Марком Пеплоу.

Марк Пеплоу

Эти скромные цианобактерии мало понимали, что они делают, когда два с половиной миллиарда лет назад они начали накапливать свои собственные запасы богатых энергией химикатов, комбинируя воду и углекислый газ.С помощью солнечного света они потратили следующие два миллиарда лет на терраформирование всей нашей планеты с помощью отходов фотосинтеза, довольно токсичного газа, называемого кислородом.

Крис Смит

Итак, присоединяйтесь к нам на следующей неделе, чтобы подышать свежим воздухом и рассказать историю о кислороде. Я Крис Смит, спасибо за внимание, увидимся в следующий раз.

(промо)

(конец промо)

,