包埋材料医学知识专家讲座

包埋材料包埋材料医学知识专家讲座第1页

一、概述

在铸造工序中包埋蜡型所用材料称铸造包埋材料（castinginvestmentmaterials）。制作蜡型包埋焙烧除蜡铸型腔熔融金属浇注去除包埋材喷砂、打磨金属修复体包埋材料包埋材料医学知识专家讲座第2页包埋材料医学知识专家讲座第3页（一）

性能要求铸造包埋材料应符合以下要求：耐高温，含有一定强度，能承受铸造压力及冲击力，机械强度适当，不所以而产生微裂纹。含有适当膨胀系数，能够赔偿铸造过程中金属及蜡型收缩。良好透气性以利铸模内气体逸出。包埋材料医学知识专家讲座第4页化学性质稳定：铸造时，不应与液态金属发生化学反应，不产生有毒气体，并对铸入金属材料无破坏作用（如腐蚀），保持铸件光洁。材质细致均匀：铸造完成后，包埋材料易于被破碎，而且不黏附在金属修复体表面。有良好操作性能，调和时呈均匀糊状，有适当固化时间。包埋材料医学知识专家讲座第5页（二）

分类

1.中低熔合金铸造包埋材料适合用于铸造熔化温度在1000℃以下合金，如金合金、银合金、铜合金、锡锑合金等。包埋材料医学知识专家讲座第6页2.高熔合金铸造包埋材料，适合用于铸造熔化温度在1000℃以上高熔合金。磷酸盐包埋材料(phosphate-bondedinvestment)硅胶包埋材料(silica-bondedinvestment)3.铸钛包埋材料4.铸造陶瓷包埋材料包埋材料医学知识专家讲座第7页二、中熔合金铸造包埋材料（一）组成二氧化硅（55%~75%）——主要耐高温成份硬质石膏（25%~45%）——结合剂。提供凝固膨胀，200~400℃时脱水收缩，700℃后石膏分解发生显著收缩。石墨（少许）——还原作用硼酸（少许）——使热膨胀均匀包埋材料医学知识专家讲座第8页

二氧化硅转化过程β-石英β-磷石英β-方石英熔融石英α-石英α-磷石英α-方石英870℃1475℃1700℃573℃120℃220℃包埋材料医学知识专家讲座第9页（二）性能几个方面：固化时间膨胀机械强度粉末粒度与透气性耐热性包埋材料医学知识专家讲座第10页包埋材料固化性质与石膏含量、水粉百分比、水温、调和速度及时间相关水粉比是影响包埋材料工作特征主要原因ADA标准要求固化时间5—25min。固化时间包埋材料医学知识专家讲座第11页Thermalexpansion（热）Settingexpansion（固化）Hygroscopicexpansion（吸水）Expansion膨胀包埋材料医学知识专家讲座第12页⑴固化膨胀（settingexpansion）：石膏固化反应起主要作用，机制与石膏本身固化膨胀相同，二水硫酸钙针状结晶生长向外膨胀。二氧化硅粒子存在有利于材料膨胀。水粉比大包埋材料热胀系数小包埋材料医学知识专家讲座第13页

包埋材料膨胀特征ADA标准

种类

压缩强度固化膨胀系数（%）热胀系数

综合热胀系数

Mpa空气中水中（×10-6·K-1）（×10-6·K-1）

>2.460.0-0.5—1.0-2.0(700℃)1.3-2.0

>2.46—1.2-2.20.0-0.6(500℃)1.3-2.7

>4.920.0-0.4—1.0-1.5(700℃)1.2-2.9

Ⅰ型（嵌体用热膨胀型）Ⅱ型（嵌体用吸水膨胀型）Ⅲ型（局部义齿用热膨胀型）包埋材料医学知识专家讲座第14页

⑵

吸水膨胀（hyosopicexpansion）在石膏类包埋材料固化之前或固化期间与水接触会产生较大膨胀，这种膨胀称为吸水膨胀或水合膨胀。将包埋材料这种特征应用在金属铸造过程中，使铸造收缩得到赔偿方法称为吸水膨胀法（水合膨胀法）。Ⅱ型包埋材料吸水膨胀率为1.2-2.2%包埋材料医学知识专家讲座第15页吸水膨胀与包埋材料成份及粉末粒度相关含硅量与吸水膨胀成正比二氧化硅粉末粒度越小，吸水膨胀率越大α-半水石膏比β-半水石膏膨胀率大经过操作方法能够调整水粉比小、接触水时间长、水量多及水温高等均会增加吸水膨胀包埋材料医学知识专家讲座第16页方法：包埋前，在铸圈内壁围贴1~3层充分吸水石棉纸，然后包埋。在包埋材料初凝时，将铸圈置于38℃水中，约30分钟。包埋后，以针筒有控制地将铸圈内加水包埋材料医学知识专家讲座第17页⑶热膨胀（thermalexpansion）：由两个独立反应叠加结果石膏：二水石膏→半水石膏→无水石膏二氧化硅（石英、方石英）：α型→

β型水粉比小，则膨胀量大。石英量越多，膨胀量越大。包埋材料医学知识专家讲座第18页包埋材料医学知识专家讲座第19页包埋材料医学知识专家讲座第20页3.机械强度压缩强度：ADA要求，压缩试验应于材料调和2小时后，在相对湿度为100%室温下进行。用加热条件下机械强度来评价包埋材料更为合理。与石膏种类、含量及水粉比相关，硬质石膏强度高于普通石膏，水粉比越大压缩强度越低。包埋材料医学知识专家讲座第21页4.粉末粒度与透气性

包埋材料粉末粒度越细，铸造修复体表面就越平滑包埋材料粉末粒度、石膏含量粒子尺寸均一，有利于气体透过降低石膏量，增加水粉比，可使透气性增加包埋材料医学知识专家讲座第22页5.耐热性

二氧化硅在其熔点（1700℃）以下不发生分解无水石膏

在1000℃以上分解：2CaSO4→2CaO+2SO2+O2

在700℃以上时，可经过碳元素还原，生成对金属修复体产生污染二氧化硫

在750℃时，可出现显著收缩倾向所以石膏类包埋材料加热温度必须在700℃以下。包埋材料医学知识专家讲座第23页蜡型被熔除后，有些碳元素残留在铸型中，可有与石膏发生以下反应：

CaSO4+4C→CaS+4CO

3CaSO4+CaS→4CaO+4SO2

4CaSO4+CaS→4CaO+4CO↑+4SO2↑包埋材料医学知识专家讲座第24页（三）使用方法可用于中熔和低熔合金包埋使用时，按一定百分比与水调和，将蜡型包埋，防止产生气泡用粗石英砂（40目）与石膏按3：1百分比配制石膏包埋材料，能够用于高温包埋材料外层包埋，减低成本，方便开圈包埋材料医学知识专家讲座第25页（一）磷酸盐包埋材料高熔合金铸造包埋带模整体铸造高精度种植义齿上部结构钛合金支架铸造全瓷铸造包埋三、高熔合金铸造包埋材料用途包埋材料医学知识专家讲座第26页组成：耐高温成份是方石英、石英，占总重量80-90%。结合剂为磷酸盐，如磷酸二氢铵（NH4H2PO4）磷酸二氢镁（MgH2PO4）以及金属氧化物（氧化镁MgO）混合物，占总量10%~20%。使用时，将二氧化硅、结合剂与硅溶胶悬浊液（普通含SiO220%-30%）或将水按一定百分比调和，能够取得较大固化膨胀和热膨胀。包埋材料医学知识专家讲座第27页2.固化反应和加热反应固化反应：结合剂发生酸碱中和反应NH4H2PO4+MgO+5H2O

NH4MgPO4·6H2ONH4H2PO4MgOH2O取得凝固膨胀及包埋材料在室温下强度胶体粒子包埋材料医学知识专家讲座第28页加热反应固化反应生成胶体粒子在高温下经过(Mg2P2O7)n

阶段最终形成Mg3(PO4)2。使包埋材料从室温下强度到达高温下强度（能耐受高熔合金冲击）。包埋材料医学知识专家讲座第29页3.性能（1）凝固时间和操作性能ADA：5~25min磷酸盐包埋材料凝固时间为8~11min影响原因：磷酸盐和氧化镁含量百分比

包埋材料粒度粉液比环境温度调拌时间包埋材料医学知识专家讲座第30页（2）膨胀率固化膨胀吸水膨胀1.3%~2.0%热膨胀包埋材料医学知识专家讲座第31页凝固膨胀：本质是NH4MgPO4·6H2O针状及柱状结晶长大。结合剂含量越大，固化膨胀越大粉液比调拌液浓度环境温度包埋材料医学知识专家讲座第32页吸水膨胀：在材料即将固化之前或固化后注水调整膨胀量，可取得较大膨胀效果。

包埋材料医学知识专家讲座第33页热膨胀相对稳定在1.2%左右。主要起源于二氧化硅膨胀石英、方石英总含量越大、方石英所占百分比越大，热膨胀也越大。二氧化硅颗粒粗细混合分布较单一颗粒产生膨胀大包埋材料医学知识专家讲座第34页（3）机械强度：磷酸盐包埋材料固化后二十四小时抗压强度可到达9~30Mpa，经加热冷却后，其压缩强度达2~14Mpa，大于石膏包埋材料。影响原因：结合剂含量粉液比包埋材料医学知识专家讲座第35页（4）粉末粒度与透气性：磷酸盐包埋材料粒度，普通在200-350目之间。材料透气性小于石膏包埋材料，铸件光洁度稍差，有时要求在蜡型上设置排气导线，材料中可加入纤维以增加其透气性。（5）耐热性：含有较高耐热性包埋材料医学知识专家讲座第36页制作蜡型，安插铸道、底座选择铸圈和衬层蜡型在铸圈中位置：距内壁3~5mm距顶端5~6mm蜡型脱脂，增加润湿调拌与包埋真空搅拌机、震荡器包埋材料医学知识专家讲座第37页包埋材料医学知识专家讲座第38页包埋材料医学知识专家讲座第39页包埋材料医学知识专家讲座第40页包埋材料医学知识专家讲座第41页

（二）正硅酸乙酯包埋材料1.组成（1）粉剂：耐高温成份，是以二氧化硅形式存在石英和方石英。（2）液剂：为结合剂，是经过水解正硅酸乙酯溶液。包埋材料医学知识专家讲座第42页性能⑴固化反应和固化时间正硅酸乙脂包埋材料加水分解反应，反应过程产生SiO2·2H2O能够聚合成硅化合物聚合体。这种硅化合物聚合体含硅量高，耐火性强。固化时间在10~30分左右。MgO含量越高，固化越快。包埋材料医学知识专家讲座第43页⑵膨胀和强度：耐火材料及结合剂中均含有硅，所以含有较大热膨胀性及综合膨胀性。但因结合剂为胶体，所以强度低。⑶透气性：因为加热后耐火材料硅粒子间隙被结合剂中硅微粒堵塞，所以透气性比石膏包埋材料差。包埋材料医学知识专家讲座第44页3.应用：普通用作内层包埋材料，用氨气处理后，可加速固化。外层包埋用少许硬质石膏（10%）与粗石英粉配制石膏包埋材料与水调和，能够缩短包埋时间、节约材料。包埋材料医学知识专家讲座第45页四、铸钛包埋材料纯钛：生物相容性好耐腐蚀重量轻弹性模量低熔点高化学活性大铸造收缩1.8%~2.0%包埋材料医学知识专家讲座第46页性能要求原料对钛成惰性，属于高熔点物质可赔偿钛铸造收缩高温焙烧、低温铸造在高温、中温和低温时含有