Bài giảng Sứ nha khoa: Công nghệ đặc điểm Hoàng Tử Hùng

www.hoangtuhung.com
SỨ NHA KHOA
CÔNG NGH
CÔNG NGHCÔNG NGH
CÔNG NGHỆ
ỆỆ
Ệ &
& &
& Đ
ĐĐ
ĐẶ
ẶẶ
ẶC ĐI
C ĐIC ĐI
C ĐIỂ
ỂỂ
ỂM
MM
M
NGND. GS. BS. Hoàng Tử Hùng

www.hoangtuhung.com
DÀN BÀI
1- Qui trình chế tạo bột sứ đắp-thiêu kết
2- Quá trình tạo thành sứ thủy tinh
3- Quá trình tạo thành sứ oxid
MỤC TIÊU
Sau khi nghiên cứu bài này, sinh viên có thể
1- Mô tả được:
– Quá trình chế tạo bột sứ đắp thiêu kết
– Quá trình chế tạo sứ thủy tinh

– Quá trình chế tạo sứ oxid
2- Trình bày được đặc điểm và ứng dụng của từng
loại sứ trong phục hình
www.hoangtuhung.com
MỞ ĐẦU
Gốm sứ dùng trong nha khoa bao gồm nhiều chủng
loại (gốm chịu lửa, xi măng ở labô; porcelain, sứ
thủy tinh, sứ oxid…trong phục hình)
Bài này tóm tắt qui trình chế tạo bột sứ (porcelain),
sứ thủy tinh và sứ oxid nha khoa
SỨ NHA KHOA TRONG
BA LOẠI GỐM SỨ
GỐM XÂY DỰNG
GỐM GIA DỤNG&MỸ NGHỆ
GỐM KỸ THUẬT
PORCELAIN NHA KHOA
SỨ THỦY TINH&
SỨ OXYT NHA KHOA
Sứ thủy tinh
Glass-ceramic
Porcelain
BA LOẠI SỨ NHA KHOA
Cả ba loại sứ nha khoa nêu trên đều đang có tại Việt nam
Sứ oxid
CHẾ TẠO BỘT SỨ
ĐẮP-THIÊU KẾT
www.hoangtuhung.com
CHẾ TẠO BỘT SỨ ĐẮP-THIÊU KẾT
Trường thạch (feldspar): là một loại đá tự nhiên có cấu
trúc tinh thể, đục, màu từ xám đến hồng.

• là một silicate nhôm kali (potassium aluminum silicate
- K
2
O•Al
2
O
3
•6SiO
2
). Thành phần hoá học của trường
thạch thường gồm:
– Silica (SiO
2
): 64%;
– Alumina (Al
2
O
3
): 18%;
– Soda (Na
2
O), Potash (K
2
O): 8-10%.
• Nóng chảy ở 1150º C, tạo thành leucite (KAlSi
2
O
6
)
(pha tinh thể) và thủy tinh nóng chảy.

www.hoangtuhung.com
• Trường thạch được khai thác từ mỏ, nghiền nhỏ,
• Loại bỏ sắt và mica (thường có trong trường thạch
không tinh khiết): chỉ chọn sử dụng những phần
trường thạch có màu sáng,
• Nghiền thành bột mịn, loại bỏ những hạt lớn hoặc quá
nhỏ,
• Rung trên một mặt nghiêng có rãnh từ tính để loại bỏ
một lần nữa sắt còn lại.
CHẾ TẠO BỘT SỨ ĐẮP-THIÊU KẾT (tiếp)
www.hoangtuhung.com
CHẾ TẠO BỘT SỨ ĐẮP-THIÊU KẾT (tiếp)
•Nung bột mịn trường thạch đến ~1200º C,
Hỗn hợp leucite và thủy tinh
•Làm lạnh nhanh trong nước để khối sứ bị rã thành bột
•Thêm các chất màu:
•
titanium oxide: vàng nâu;
•
manganese oxide: xanh nhạt pha đỏ;
•
oxid sắt: nâu;
•
cerium tạo tính phát huỳnh quang (trước đây dùng uranium
oxide,
oxide thiếc, titanium, zirconium được dùng để làm
các chất che màu
.
www.hoangtuhung.com
Sản phẩm của quá trình là bột sứ trường thạch nha

khoa (feldspathic dental porcelain) có hai pha:
• Pha thủy tinh với các tính chất đặc trưng: dòn,
trong, nứt vỡ không theo hướng nhất định…
• Pha tinh thể leucite (KAlSi
2
O
6
):
–
chiếm 10 - 20%
– có hệ số dãn nở nhiệt cao (>20 x 10¯ 6 /° C).
(Leucite c
ũ
ng
đượ
c dùng
để
làm t
ă
ng
độ
b
ề
n c
ủ
a s
ứ
trong
ph
ụ

c hình toàn s
ứ
(l
ượ
ng leucite lên t
ớ
i 45%), xem ph
ầ
n s
ứ
th
ủ
y tinh).
CHẾ TẠO BỘT SỨ ĐẮP-THIÊU KẾT (tiếp)
CHẾ TẠO
SỨ THỦY TINH
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
SỨ THỦY TINH
Sứ thủy tinh gồm tối thiểu hai pha:
1. Pha glass vô định hình, và
2. Pha tinh thể (môt hoặc nhiều loại) kết hợp
theo tỷ lệ đặc hiệu.
Qui trình sản xuất Sứ thủy tinh có hai giai đoạn:
– Tạo pha thủy tinh (1)
– Tinh thể hóa có kiểm soát (2)
1- TẠO PHA THỦY TINH
Nguyên liệu thủy tinh thông dụng:
12-18% Na
2
O

8-15% CaO
60-70% SiO
2
•Nấu chảy ở 1400-1500°C  pha lỏng đồng nhất
•Hạ nhiệt độ để có pha thủy tinh
Thủy tinh chảy mềm ở 1000-1200°C
1- TẠO PHA THỦY TINH
(trong chế tạo sứ thủy tinh)
Các hệ nguyên liệu:
Li2O x Al2O3 x nSiO2,
MgO x Al2O3 x nSiO2
ZnO x Al2O3 x nSiO2
…
Tạo thành các hệ thống sứ thủy tinh kỹ thuật
tương ứng: LAS, MAS, ZAS…
Processing
Nấu chảy
nguyên liệu thủy tinh
(Melting)
Th
ờ
i gian
Nhi
ệ
t
độ
IPS e.max CAD
Làm l
ạ
nh

(cooling)
Quá trình tạo pha thủy tinh (LAS)
Kh
ố
i th
ủ
y tinh
Chú ý: Dạng sản phẩm là khối thủy tinh
2- TINH THỂ HÓA CÓ KIỂM SOÁT
(controlled crystallization)
Xử lý nhiệt lần 2 (reheat treatment) để:
1- tạo mầm tinh thể*, và
2- phát triển mầm tạo pha tinh thể**.
Pha thủy tinh chuyển một phần thành pha kết tinh
Pha tinh thể chiếm ≥30%,
Nếu số mầm đủ lớn và tinh thể đủ nhỏ (~1µm):
Đạt 90% thể tích).
2- TINH THỂ HÓA CÓ KIỂM SOÁT
(controlled crystallization)
1-Tạo mầm tinh thể: dùng chất xúc tiến (accelerator)
tạo mầm: Pt, SnO2 hoặc các muối kim loại nhạy
sáng: Au, Ag, Cu…(vừa xúc tiến vừa tạo màu).
Chất xúc tiến có cấu trúc gắn với tinh thể hình thành
trong thủy tinh kết tinh có trật tự
2-Phát triển mầm tạo pha tinh thể:
Nhiệt độ được kiểm soát để tốc độ tạo mầm và lớn
lên của mầm phải như nhau theo các phương
Produktname | Thema3 19
•Hòa tan loại tinh
thể LS và lớn lên

của tinh thể
thứ hai (LS
2
)
770°-:- 820 °C
Quá trình xử lý nhiệt lần hai
(tạo mầm và phát triển mầm, tạo pha tinh thể)
Nhi
ệ
t
độ
Th
ờ
i gian
Kích thước tinh thể
phụ thuộc nhiệt độ
IPS e.max CAD
840°-:- 850°C
IPS e.max CAD
•Đồng thời tạo
nhân kết tinh
của hai loại
tinh thể
•Sự lớn lên
của loại tinh
thể thứ nhất
(LS)
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO
SỨ THỦY TINH
Như vậy: Sản phẩm của “Giai đoạn 1” là chế tạo

được khối thủy tinh
• Thủy tinh có thể chuyển dạng từ “mềm” (soft
glass) dễ tạo dạng (shaping): đúc, mài…sang
dạng cứng (sứ thủy tinh: tough glass-cereamic)
nhờ quá trình tinh thể hóa có kiểm sóat.
Giai đoạn 2 (tinh thể hóa có kiểm soát) diễn ra
trong quá trình chế tác phục hình bằng công nghệ
ép nóng hoặc CAD/CAM
SỨ THỦY TINH
Đặc điểm sứ thủy tinh:
• Tinh thể liên kết với nhau có qui luật
pha tinh thể đồng nhất, có cấu trúc
• Pha thủy tinh đóng vai trò kết dính.
• Lượng pha tinh thể từ 30 – 90%
Có thể điều chỉnh: · tỷ lệ giữa hai pha,
· bản chất hóa học pha tinh thể
Khác “sứ đắp”, sứ thủy tinh hầu như không lỗ rỗ do
không trải qua nung trong xử lý nhiệt
Trạng thái tiền tinh thể hóa
(precrystallized state)
Khoảng 40% tinh thể lithium nửa bền
(lithium metasilicate crystals) rải rác
trong khuôn thủy tinh
Hình ảnh khi tinh thể được xoi mòn
(etching of crystals)
Trạng thái tinh thể hóa
(crystallized state)
Khoảng 70 % tinh thể lithium disilicate
hạt mịn trong khuôn thủy tinh
Hình ảnh khi xoi mòn pha thủy tinh

(etching the glass matrix)
Cấu trúc vi thể
(Microstructure)
sứ thủy tinh lithium disilicate
IPS e.max CAD
Processing
Nấu chảy
nguyên liệu thủy tinh
(Melting)
Th
ờ
i gian
Nhi
ệ
t
độ
IPS e.max CAD
Làm l
ạ
nh
(cooling)
Quá trình tạo pha thủy tinh
Kh
ố
i th
ủ
y tinh
Produktname | Thema3 24
•Hòa tan loại tinh
thể LS và lớn lên

của tinh thể
thứ hai (LS
2
)
770°-:- 820 °C
Quá trình xử lý nhiệt lần hai
(tạo mầm và phát triển mầm, tạo pha tinh thể)
Nhi
ệ
t
độ
Th
ờ
i gian
Kích thước tinh thể
phụ thuộc nhiệt độ
IPS e.max CAD
840°-:- 850°C
IPS e.max CAD
•Đồng thời tạo
nhân kết tinh
của hai loại
tinh thể
•Sự lớn lên
của loại tinh
thể thứ nhất
(LS)
Chú ý: Xử lý nhiệt lần 2
diễn ra khi chế tác phục hình
CHẾ TẠO SỨ OXID