N
O W O C Z E S N Y
T
E C H N I K
D
E N T Y S T Y C Z N Y
64
T E C H N I K A
D E N T Y S T Y C Z N A
Zastosowanie
i charakter fizykochemiczny
systemu łączącego Rocatec
TM
W celu osiągnięcia jak najlep-
szej adhezji pomiędzy materiałem
kompozytowym i metalem zostały
stworzone różne systemy wspoma-
gające, które są oparte na retencji
mechanicznej, jak również na bez-
szczelinowym, fizykochemicznym
łączeniu licowania kompozytowego
z metalem.
M
ATERIAŁ
DO
BADAŃ
Wśród metod wspomagających po-
łączenia metalowo-kompozytowe
możemy wymienić następujące sys-
temy, takie jak: Silicoater, Kevloc,
Siloc, Rocatec.
System Rocatec
TM
, wprowadzony
na niemiecki rynek w 1989 roku
przez firmę 3M ESPE, nie jest już in-
nowacyjnym produktem służącym
do łączenia metalu z żywicą (Sinfo-
ny
TM
), lecz wyznacza standard połą-
czeń metalowo-kompozytowych, sto-
sowanych w nowoczesnej technice
dentystycznej (2, 3).
Mimo wprowadzenia do protetyki
dentystycznej nowoczesnych ma-
teriałów protetycznych, opartych
na materiałach ceramicznych i kom-
pozytowych, wykonywanie stałych
uzupełnień protetycznych, złożonych,
metalowo-kompozytowych i metalo-
wo-ceramicznych jest niezawodną,
przewidywalną i jeszcze w dalszym
ciągu dominującą metodą wykona-
nia różnego rodzaju prac protetycz-
nych, takich jak: wkłady, korony,
mosty i prace kombinowane (1).
Połączenie wybranych cech materia-
łów mających tak odmienne właści-
wości chemiczno-fizyczne pozwala-
ją otrzymać konstrukcje protetyczne
spełniające wymagania estetyczne,
jak i wytrzymałościowe. Osiągnię-
cie jak największej wytrzymałości
połączenia pomiędzy kompozytem
i metalem oraz ceramiką i metalem
stawia wykonawcy duże wymagania
i zastosowanie zalecanych procedur
technicznych.
TITLE
The physical and chemical
properties of the Rocatec
TM
system for
sandblasting
SŁOWA KLUCZOWE
piaskowanie,
adhezja, system trybochemiczny
STRESZCZENIE
Celem pracy
jest przedstawienie zastosowania
trybochemicznego systemu Rocatec
TM
.
Na podstawie przeprowadzonych
badań określono skład chemiczny
piasku Rocatec Plus, jego gradację, jak
również możliwości zastosowania przy
połączeniach metalowo-ceramicznych.
KEY WORDS
sandblasting, adhesion,
tribological system
SUMMARY
The purpose of the
investigation was to present the
Rocatec
TM
system from a tribological
and chemical perspective. After
performing the necessary analysis, the
chemical composition as well as the
gradation of the Rocatec Plus sand was
determined.
mgr inż. tech. dent. Tadeusz Zdziech
1
, dr inż. Małgorzata Lubas
2
, dr hab. n. med. Mariusz Pryliński
3
O
siągnięcie jak najwięk-
szej wytrzymałości
połączenia pomiędzy kom-
pozytem i metalem oraz
ceramiką i metalem stawia
wykonawcy duże wymagania
i zastosowanie zalecanych
procedur technicznych.
1a
Piaskarka Rocatec Junior
1b
Piasek Rocatec Pre, Soft, Plus
1a
1b
fot. ar
chiwum autor
ów
1
/ 2 0 1 3
W krajach niemieckojęzycznych produkt jest niezwykle
popularny nie tylko ze względu na niezawodność w bez-
szczelinowym łączeniu metalu z żywicą, jak również
eliminacji zastosowania mechanicznej retencji i prostoty
zastosowania.
System ten, po Silicoater (Kulzer), był drugą metodą,
w której zastosowano technologię silanizacji powierzch-
ni metalu, w celu osiągnięcia niezawodnego połączenia
z żywicą. W skład systemu trybochemicznego Rocatec
3M wchodzą: urządzenie ciśnieniowo-ścierne służące
do czyszczenia i wytwarzania retencji, piasek Rocatec
Pre o gradacji 110 μm, piasek Rocatec Soft o gradacji
30 μm, piasek Rocatec Plus o 110 μm oraz silan ESPE Sil
(rys. 1a-b) (4).
Piasek Rocatec Soft i Plus jest zmodyfikowany poprzez
warstwę tlenku SiO
2
,
który otacza ziarna tlenku Al
2
O
3
.
W czasie procesu piaskowania ziarna piasku, uderzając
pod kątem prostym, i odległości dyszy od powierzchni
metalu wynoszącej 1 cm pod ciśnieniem 2,8 bara, przez
minimum 13 sekund powodują zaburzenie jego struktu-
ry wewnętrznej, z jednoczesnym wytworzeniem bardzo
wysokich temperatur. Energia powierzchni obniża kąt
brzeżny przylegania i poprawia zdolność adhezji. Wzrost
rzeczywistej siły adhezji jest w tym przypadku wprost
proporcjonalny do rzeczywistej powierzchni kontaktu
środka adhezyjnego ze stopem metalu (5). Uderzające
z dużą prędkością w powierzchnię metalu cząsteczki
Al
2
O
3
,
zawierające dodatkowo cząsteczki dwutlenku krze-
mu o gradacji 0,5-2 μm, powodują wtopione tlenki krze-
mu na głębokość kilkunastu mikrometrów. Warstwa SiO
2
powoduje charakterystyczne ciemnoszare zabarwienie
powierzchni stopu i świadczy o poprawności wykonania
przeprowadzonego procesu (6).
Trybochemiczny proces pokrywania metalowej kon-
strukcji we wzbogaconą w krzem warstwę ceramiczną
umożliwia chemiczne połączenie z materiałami kompo-
zytowymi i ceramicznymi (6, 7).
M
ETODYKA
BADAŃ
W celu potwierdzenia wielkości gradacji piasku Rocatec
Plus, która zgodnie z opisem producenta produktu wyno-
W celu osiągnięcia
jak najlepszej adhezji
pomiędzy materiałem kompozytowym
i metalem zostały stworzone różne systemy
wspomagające, które są oparte na retencji
mechanicznej, jak również na bezszczelino-
wym, fi zykochemicznym łączeniu licowania
kompozytowego z metalem.
N
O W O C Z E S N Y
T
E C H N I K
D
E N T Y S T Y C Z N Y
66
T E C H N I K A
D E N T Y S T Y C Z N A
si 110 μm, wykonano analizę sitową
proszku. Wyniki gradacji piasku za-
wiera tab. 1.
W pracy przeprowadzono także
badania składu chemicznego za po-
mocą rentgenowskiej spektroskopii
fluorescencyjnej (XRF) metodą per-
ły. Otrzymane wyniki przedstawiono
w tab. 2, gdzie zamieszczono zawar-
tość procentową poszczególnych
tlenków w piasku Rocatec Plus.
Przeprowadzone badania (7) wpły-
wu medium piaskującego w postaci
mieszaniny Al
2
O
3
i drobnych czą-
stek SiO
2
o gradacji 20 μm wyka-
zały powstanie reakcji kinetyczno-
chemicznej, obniżenie parametrów
chropowatości oraz wytworzenie
wars twy wzbogaconej w SiO
2
.
Zwiększona aktywność chemiczna
podczas procesu wypalania warstw
ceramicznych na tak przygotowa-
nym podłożu przyczynia się do wy-
korzystania tej metody do uzyskania
trybo-chemicznego połączenia me-
tal – ceramika. W celu porównania
przylegania ceramiki do metalowe-
go podłoża próbek wykonano bada-
nia z wykorzystaniem mikroskopii
świetlnej oraz skaningowej.
W przypadku powierzchni wypia-
skowanej czystym Al
2
O
3
,
w porów-
naniu z mieszaniną Al
2
O
3
+ SiO
2
,
zaobserwowano widoczne pęcherze
na granicy połączenia metal – cerami-
ka. Tego typu artefakty mogą być przy-
czyną powstania i rozprzestrzeniania
się pęknięć powodujących odpryski
warstw ceramicznych prowadzą-
cych do uszkodzenia uzupełnienia,
a w konsekwencji naprawy lub wy-
miany na nowe. Strukturę połączenia
metal – ceramika, którego powierzch-
nia metaliczna została wypiaskowa-
na czystym Al
2
O
3
o gradacji 75 μm,
przedstawiono na rys. 2 i 4, natomiast
z dodatkiem SiO
2
–
na rys. 3 i 5.
Z uzyskanych wyników można
stwierdzić, że dla próbek piaskowa-
nych mieszaniną Al
2
O
3
+ SiO
2
zaob-
serwowano nieliczne pęcherzyki,
co sugeruje lepszą jakość uzyskanego
połączenia metal – ceramika (7).
W
NIOSKI
1. Analiza sitowa piasku Rocatec Plus
wykazała znaczne odstępstwa gra-
dacji piasku od podanych przez pro-
ducenta i wyniosła w 82% 150 μm.
2. Analiza chemiczna rentgenowskiej
spektroskopii fluorescencyjnej
(XRF) ujawniła, że w skład che-
miczny piasku Rocatec Plus wcho-
dzą również inne tlenki (nieujaw-
nione przez producenta), w tym
tlenek cyrkonu.
3. Trybochemiczny proces pokry-
wania metalowej konstr ukc ji
we wzbogaconą w krzem warstwę
ceramiczną umożliwia chemiczne
połączenie ceramiki z metalem,
wpływając na siłę połączenia sys-
temu metal – ceramika.
1,2,3
Podyplomowe Niestacjonarne Studium
Metodologii Badań Naukowych UM w Poznaniu
2
Zakład Biomateriałów i Inżynierii Powierzchni
Politechnika Częstochowska
3
Uniwersytet Medyczny
im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu
Piśmiennictwo dostępne w redakcji.
2
Struktura połączenia układu metal – ceramika (piaskowanie – Al
2
O
3
), pow. 100x (7)
3
Struktura
połączenia układu metal – ceramika (piaskowanie – Al
2
O
3
+ SiO
2
), pow. 100 x (7)
4
Struktura połą-
czenia układu metal – ceramika (piaskowanie – Al
2
O
3
), SEM (7)
5
Struktura połączenia układu metal
– ceramika (piaskowanie – Al
2
O
3
+ SiO
2
), SEM (7)
Gradacja piasku (μm)
Zawartość (%)
150
82
100
5
50
7
20
5
Suma
100
Tab. 1. Wyniki analizy sitowej systemu Rocatec Plus
Tlenki
Zawartość (%)
Al
2
O
3
93,70
SiO
2
3,49
ZrO
2
1,35
Inne 1,30
Strata prażenia
0,16
Suma 100
Tab. 2. Wyniki analizy składu chemicznego, metodą XRF, piasku Rocatec Plus
2
3
4
5