合金胶体点式电蚀剂配方筛选及粘结强度比较

1、合金胶体点式电蚀剂配方筛选及粘结强度比较【摘要】目的为提高口腔内常用合金与粘结材料 的粘结强度，研究了胶体电解蚀刻剂并优选了不同合金点式电蚀剂的配方。方法 采用正交设计优选各金属点式电蚀剂的最佳配方，进行点式电解蚀刻，比较其 剪切粘结强度，同时对点式电解蚀刻后和抗剪强度测试后的金属表面进行扫描电镜观察。 HT5”H结果四种合金剪切强度以Ni-Cr合金及18-8不锈钢最高，Cu合金最低 。扫描电镜观察均显示出凹凸不平微孔的立体结构，剪切后的合金表面微孔内，可见大量残 留的复合树脂。结论合金对点式电解蚀刻很敏感，可获得较高的粘 结强度，胶体电解液可用于口腔内操作。【关键词】合金胶体电蚀剂点式电解配

2、方 The screening of formula of alloy-colloid spot-electrolytic-etching agent and the comparison of bond strengthMENG WeiyanZHOU YanminZ HANG Lishenget al（School of Stomatology，Norman Bethune University of Medical Science，Changchun 130041）【Abstract】ObjectiveThe colloid electrolytic-etch ing agent and

3、the electrolytic formala for different alloys were studied to impr ove the bond strength of resin and alloy.MethodsThe form ulas were selected by orthogonal test.According to the selected formulas the all oys were treated in spot electrolytic etching and then the shear bond strengths were compared.T

4、he etched metal surfaces and the sheared metal surfaces were obse rved with SEM.ResultsThe highest bond strength was Ni-Cr alloy,and the lowest was Cu-alloy.The SEM showed that there were a large number of micro aperture in the four etched alloy surfaces.ConclusionThe alloys are sensitive to spot el

5、ectrolytic etching and high bonding st rength can be obtained.【Key words】AlloyColloid electrolytic etching a gentSpot eletrolyticsFormula提高合金与粘结材料的粘结强度，关键在于合金表面的处理，点式 电解蚀刻这一新技术，能直接在口腔内操作，安全可靠。本实验对国产Ni-Cr、Co-Cr、18-8 钢、Cu合金研制了胶体电解蚀刻剂，并优选了最佳电蚀刻配方，将合金点电解蚀刻后进行了 粘结强度比较研究，为临床应用提供理论依据。材料和方法一、合金试件的制作：制作直径为7m

6、m，长20mm圆柱状蜡型，经常规包埋、干燥 、焙烧、用Ni-Cr合金(b500MPa，Hb：200，北京钢铁研究总院)、Co-Cr合金(b ：715.4MPa，Hb：375，上海齿科材料厂)、18-8不锈钢(b：525MPa，Hb：156，上 海齿科材料厂)、Cu合金(b：290MPa，上海齿科材料厂)经高频铸造机(西德)铸造成圆柱 状金属棒，经车床加工成长15mm，直径为6mm的圆柱状金属试件各22件。粘结面经工业磨床( M-BIW，上海机床厂)磨平，使表面结构均匀、光滑(12)，并使试件的粘结面与圆柱形的长 轴垂直。二、依据参考文献1确定试验因素和水准(表1)，选用正交表L34 9。表1试

7、验因素和水准水准试验因素A (N)B (分钟)C (mA/cm2)10.10.525020.3130030.52350A：HNO3当量浓度N，B：时间，C：电流密度 三、配制胶体电蚀剂：配制浓度为0.1N、0.3N、0.5N HNO 3及10%HCL各20ml，分别加入3g羧甲基纤维素钠搅拌，使之充分溶解成胶状。四、试件粘结面的电化学处理：取少量胶体硝酸电解液均匀覆盖于试件粘结面，形成厚约 2.5mm3mm形态稳定的微型电解池，将金属试件接到电解仪(白求恩医科大学口腔医学院) 直流系统的阳极，再将电解仪直流电源的阴极接触到胶体电解液上，使阴极与金属试件表面 距离达1mm。按正交表对每种金属进行

8、点式电解蚀刻，每30秒换一次电解液，电解蚀刻后水 枪冲洗，汽枪吹干，将试件连到电解仪交流系统，以10%的盐酸胶体进行清洗，条件为6伏特 ，经通电30秒60秒，再用水枪冲洗，将黑色的离子膜、氧化膜冲掉至电解面清洁，吹干待 粘固。五、粘结：用毛刷将偶联剂涂到金属试件粘结面，光照10秒，把登士伯光固化复合树脂(美 国)堆到试件表面压平，使之与试件表面充分接触，厚度达1.5mm2mm，去除多余部分 ，光照射60秒。六、抗剪强度测定：将试件固定到电子式万能试验机上(德国测力精度10%)，剪切加力速 度为2mm/min，通过传感器在电子表上直接读出粘结试件剪断时的抗剪强度值。以上过程每 组配方重复两次。七

9、、测试结果经正交设计的方差分析得出，各金属点式电解蚀刻的最佳配方。将优选配方重 复四次，结果稳定。八、制作表面用优选配方点式电解蚀刻后及抗剪强度测试后的金属扫描电镜的试件，进行扫 描电镜(JXA-840日本)观察，并拍摄照片。结果一、四种合金正交设计方差分析见附表2，可以看出，镍铬合金的三个因素的各水 平间有显著性差异，尤其时间有高显著性差异，钴铬合金的浓度有显著性差异。优选的配方 为：Ni-Cr合金：0.5N HNO3 2MS 300mA/cm2；Co-Cr合金：0.5N HNO3 2MS 2 50mA/cm2；18-8不锈钢：0.5N HNO3 2MS 250mA/cm2；Cu合金：0.5

10、N HNO3 2MS 350mA/cm2。表2四种合金正交设计方差分析合金名称离差来源离差平方和FP镍铬合金ABC随机误差e6987.1642990.804475.10174.4940246.425.60.050.050.05铜合金ABC随机误差e2679.856376.133834.5256.75.0912.117.280.050.050.05钴铬合金ABC随机误差e425103.83650.833327.88404.750.580.080.440.050.050.0518-8不锈钢ABC随机误差e7280.3548209.33 22052.943716.691.9612.975.930.0

11、50.050.05二、四种合金按优选配方点式电解后与登士伯光敏固化复合树脂粘结，所测 试的抗剪强度平均值分别为：Ni-Cr 843.67N/cm2；Co-Cr 631.6N/cm2；18-8 849.16N/cm2；Cu合金417.19N/cm2。粘结强度比较，除18-8不锈钢与镍铬合金 组之间无差异外，其余各组间均有显著性差异，见附表3。 表3四种合金用优选配方电解后粘结强度比较方差分析对比组A与B两均数差值XA-XB差值的标准误差SXA-XB组数q值q界值P0.050.011与4122.05012.87549.484.205.500.011与361.52512.87534.783.775.

12、050.051与21.55012.87520.123.084.320.052与4120.47512.87539.363.775.050.012与360.00512.87524.663.084.320.013与460.50012.87524.073.084.320.01注：按样本均数由大到小编排组次：1.18-8不锈钢；2.Ni-Cr合金；3.Co-Cr合金 ；4.Cu合金。 三、四种合金用优选配方点式电解蚀刻后扫描电镜观察，均显示出 大量凹凸不平微孔的立体结构，孔径10m20m左右，有的微孔连到一起成大的不规则的 孔隙。其中镍铬合金微孔分布最有规律，且孔壁较深，Cu合金孔径10m20m，孔壁较

13、浅 。抗剪强度测试后，合金表面扫描电镜观察可见大量残留的断裂在孔内的或残留在合金表面 的复合树脂。讨论一、金属表面处理是提高金属与粘结材料粘结强度的关键。对于合金表面的处理 方法，人们做了大量研究。如：喷砂，矢晶体、固位微球、网状结构、电解蚀刻26 等，而存在于口腔内合金表面处理，到目前还没有令人满意的方法。周延民以棉球浸电 解液来缩小电解池用于口腔内电解，但液体流动性仍不能控制，而易伤及牙龈1 。本实验采用了胶体电解液电解蚀刻金属，使电解液覆盖范围得到很好的控制，同时，优选 了各金属电解蚀刻配方。各金属用优选的配方电解蚀刻后，在SEM下观察表面均形成了大量 分布有规律的微孔，直径10m20m

14、不等。通过表面处理后，各金属均获得了较高的粘结 强度。二、点式电解蚀刻是氧化还原平衡反应，由于合金中每一种元素具有不同的电位，因而在微 直流电的电解池中移动的速度不同，在合金表面就形成了蜂窝或凹凸不平的立体结构，使合 金与粘结材料能形成机械性嵌合，提高机械作用力，同时扩大了合金与粘结材料接触面积， 提高化学结合力，从而使粘结强度大大增加。三、各金属通过正交设计优选的配方经方差分析看出，Ni-Cr合金的三因素各水平间均有显 著性差异，要求临床应用中严格按优选配方操作；Co-Cr合金中，硝酸浓度有显著性差异， 时间和电流密度无显著性差异，应用时把握浓度，时间和电流可按直观法确定的配方，或在 三个水

15、平中随机选择；18-8不锈钢和Cu合金的三因素各水平间无显著性差异，根据直观法选 定配方，应用时可灵活操作。四、四种合金用优选的配方点式电解后与登士伯光固化复合树脂粘结，其粘结强度有差异。 造成这种差异的原因，主要有以下几个方面：由于每种合金中各金属构成的成份含量、比 例不同，因而形成的小凹的深度、密度形式不同。合金的耐腐蚀性不同。高熔合金耐腐蚀 性较好，不易形成钝化膜，或形成缓慢且较薄使电解过程顺利。中熔合金抗腐蚀性差，表面 极易被氧化，在电解过程中，表面迅速形成一层较厚的黑色、松软的氧化膜，使电子运动阻 力增大，影响电解效果及小凹的深度和密度。粘结材料对不同合金有不同的亲合性，界面 可能存

16、在不同的化学基团，因而化学结合力不同。小凹的深度、密度不同，粘结面积及化 学结合力均不同。在临床工作中，适当选择病例，选择适应症，并预测临床效果具有重要意 义。本课题为吉林省科委资助项目(编号 93342 5-1)作者单位：孟维艳（长春，白求恩医科大学口腔医学院130041）周延民（长春，白求恩医科大学口腔医学院130041）张理生（长春，白求恩医科大学口腔医学院130041）于波（长春中医院）参考文献1，周延民，梁傥，孙晓东，等.镍铬合金点式电解蚀刻后与粘结材料的 粘结强度.口腔医学纵横，1992，8(3)：151.2，Button GL,Barnes RF,Moon PC,et al.Su

17、rface preparation and shear bond stre ngth of the casting-cement interface.J prosthet Dent,1985,53(1):34.3，Moon PC.Bond strength of the lost salt procedure.A new retention method f or resin-bonded fixed prosthesis.J Prosthet Dent,1987,57(4):435.4，Hudgins JL,Moon PC,Knap FJ,et al.Particle-roughed resin bonded retainers. J Prosthet Dent,1985,53(4):471.5，Shen