Bài giảng Hợp kim đúc nha khoa Hoàng Tử Hùng

1

HỢP KIM ĐÚC NHA KHOA
GS. Hoàng Tử Hùng

MỤC TIÊU:
Sau khi nghiên cứu bài này, sinh viên có thể:
1. Thảo luận được lịch sử phát triển của hợp kim nha khoa,
2. Trình bày được những đòi hỏi của hợp kim nha khoa,
3. Liệt kê và mô tả sơ lược được các công nghệ tạo mẫu kim loại,
4. Trình bày được sự phát triển của các phân loại và phân biệt hợp kim đúc nha khoa,
5. Trình bày được các tính chất vật lý của hợp kim đúc nha khoa,
6. Trình bày được sự co đúc và các phương pháp xử lý nhiệt hợp kim quí và rất quí,
7. Liệt kê được các hợp kim đúc rất quí, quí và thường trong các ứng dụng nha khoa.

1. ĐẠI CƯƠNG VÀ LỊCH SỬ

Các kim loại có thể chia làm hai nhóm:
Sắt (ferrous), và
Không sắt (nonferrous).
Kim loại “sắt” gồm sắt, bao gồm các loại thép.
Các kim loại “không sắt” gồm:
Các kim loại quí (noble metals),
Các kim loại thường (base metals), và
Các kim loại nhẹ (light metals).

Kim loại quí gồm vàng, nhóm platinum (gồm platinum, palladium, ruthenium, rhodium, iridium
và osmium). Chúng được đặc trưng bởi tính bền vững về hóa học đối với sự oxy hóa, kháng ăn
mòn và đổi màu. Các hợp kim quí thường được gọi là “quí kim” (precious metal) vì giá cả của

nó. Mặc dầu bạc (silver) cũng là một quí kim, nhưng không phải là kim loại quí trong nha khoa vì
kém đề kháng với ăn mòn và đổi màu. Các kim loại nhẹ như titanium, đặc trưng bởi khối lượng
riêng thấp; các kim loại thường bao gồm nickel, cobalt… và các kim loại nặng khác.

Hầu hết kim loại dùng trong nha khoa là dưới dạng hợp kim (alloys). Hơp kim có nhiều
ưu điểm so với các kim loại nguyên chất về đặc tính cơ học và lý học do được chế tạo để đạt đến
tối ưu từ những kim loại thành phần.
Thí dụ: vàng nguyên chất mềm, dễ uốn, dễ dát mỏng, nhưng không đáp ứng được đòi hỏi để làm
mão (chụp) hoặc cầu răng, nếu thêm 10% đồng vào vàng, sẽ tạo thành một hợp kim có độ bền
kéo và độ cứng tăng gấp bốn lần.

1.1. Sơ lược lịch sử
Lịch sử hợp kim đúc nha khoa chịu ảnh hưởng của ba yếu tố: những thay đổi công nghệ
làm phục hình, các tiến bộ về luyện kim và những thay đổi về giá cả của kim loại quí từ 1968.
Năm 1907, Taggart trình bày tại tập đoàn nha khoa New York (New York Odontological
Group) về thực hiện inlay đúc, đây là báo cáo đầu tiên về áp dụng kỹ thuật đúc thay thế sáp (lost
wax technique) trong nha khoa. Kỹ thuật này mau chóng được áp dụng cho cả onlay, mão, cầu,
hàm khung. Sau đó, vì vàng nguyên chất không đủ đáp ứng về tính chất vật lý, các hợp kim vốn
dùng làm trang sức (có thêm đồng, bạc, platinum) được sử dụng trong nha khoa. Từ năm 1948,
các hợp kim quí nha khoa đã trở thành một phân nhóm riêng, với những công thức mới, khuynh
hướng vật liệu bị đổi màu được khắc phục, vì bạc đã được thay thế bằng palladium.
Khoảng những năm 30 của thế kỷ XX, hợp kim thường để làm hàm tháo lắp được giới
thiệu. Từ đó, cả nikel-chromium lẫn cobalt-chromium ngày càng trở nên phổ biến so với hợp kim
vàng Typ IV vốn được dùng cho loại hàm giả này. Những ưu điểm nổi bật của hợp kim thường
là nhẹ, đặc tính cơ học tốt và giá thành rẻ, vì vậy, các loại hợp kim thường đã ngày càng thay thế
hợp kim quí để làm phục hình kim loại.
Cuối những năm 50, một bước đột phá đã diễn ra trong công nghệ nha khoa, ảnh hưởng
sâu sắc đến việc chế tạo các phục hồi. Đó là sự thành công trong việc làm mặt dán sứ trên kim
www.hoangtuhung.com

loại. Cho đến trước thời điểm đó, hệ số dãn nở nhiệt của các hợp kim vàng cao hơn hẳn sứ, làm
cho không thể đạt được sự dán giữa hai cấu trúc này. Người ta nhận thấy thêm cả platinum và
palladium vào vàng, sẽ làm giảm hệ số dãn nở nhiệt, đủ để kết dính vật lý hai cấu trúc. Một cách
tình cờ, nhiệt độ nóng chảy của hợp kim cũng tăng lên đủ để cho phép nung (thiêu kết) sứ trên
hợp kim quí ở 1400ºC (1900ºF) mà không làm biến dạng lún (lún) kim loại.
2

Thành công của các hợp kim thường để làm hàm khung hướng đến việc chế tạo những hợp
kim mới cho những ứng dụng khác trong nha khoa phục hồi. Nhưng đến những năm 70, và nhất
là từ 1978, khi giá vàng tăng cao, vấn đề mới thực sự thu hút.
Do sự phong phú của các loại hợp kim với các thành phần khác nhau cho những ứng dụng
đa dạng, việc phân loại các hệ thống trở nên khó khăn, cần có sự uyển chuyển để bao gồm những
vật liệu mới hoặc những thay đổi đối với vật liệu đang có. Vì vậy, các phân loại được thường
xuyên xem xét lại (xem phần phân loại)

1.2. Những đòi hỏi của hợp kim đúc nha khoa
Hợp kim đúc nha khoa được dùng trong labo để làm inlay, onlay, mão (chụp), cầu, các
phục hình cố định kim loại-sứ, kim loại-nhựa, chốt ống tủy, hàm khung…Hợp kim cần đáp ứng
được các đòi hỏi chung như sau:
1. Phải có tính tương hợp sinh học, không tạo ra độc chất gây nguy hiểm hoặc gây dị
ứng đối với người sử dụng và với bệnh nhân.
2. Phục hình phải có tính kháng ăn mòn và không bị thay đổi trong môi trường miệng.
3. Các đặc tính lý học và cơ học, như tính dẫn nhiệt, nhiệt độ nóng chảy, hệ số dãn nở vì
nhiệt, độ bền… cần được đáp ứng, thoả mãn các giá trị tối thiểu và thay đổi theo
những đòi hỏi khác nhau của các ứng dụng phục hình.
4. Phải không có những đòi hỏi quá đáng trong sử dụng, cần đạt được tính khả thi đối
với đòi hỏi về trình độ chuyên môn thông thường của kỹ thuật viên cũng như bác sĩ.
5. Các kim loại, hợp kim và vật liệu đi kèm phải đầy đủ, không đắt quá.
6. Riêng đối với gia công trong labo, hợp kim cần dễ nấu chảy, dễ đúc, dễ hàn, dễ đánh

bóng, ít co, không phản ứng với vật liệu làm khuôn đúc, kháng mòn, không bị lún khi
nung sứ.

1.3. Công nghệ tạo mẫu kim loại
Các phục hình toàn kim loại có thể được thực hiện trực tiếp trên miệng: trám bằng vàng lá và
amalgam. Một loại vật liệu nhồi nén liên kim loại khác (intermetallic compound) cũng đã được
nghiên cứu phát triển bởi Viện quốc gia tiêu chuẩn và công nghệ Hoa kỳ (National Institute of
Standards and Technology) để thay thế amalgam nhưng chưa được triển khai trong thực hành.
Công nghệ đúc: Các loại phục hình kim loại: inlay, onlay, mão (chụp), cầu, các phục hình
cố định kim loại-sứ, kim loại-nhựa, chốt ống tủy… đã được thực hiện bằng phương pháp đúc từ
một thế kỷ qua. Hợp kim vàng đã chứng tỏ có ưu thế về độ cứng và độ bền so với các vật liệu
phục hồi khác. Phục hình sứ-kim loại được làm với sườn (lõi) kim loại đúc (alloy casting coping)
cũng chứng tỏ sự bền vững và thẩm mỹ.
Đối với sườn kim loại được sử dụng làm nền cho sứ, công nghệ lá kim loại (metal foil)
cũng được sử dụng thay cho sườn đúc. Các lớp lá kim loại được ép nóng (swage) trên dye và xử
lý nhiệt trên lửa gas để làm tăng độ bền trước khi đắp sứ. Quá trình này tuy tránh được việc phải
tạo mẫu sáp nhưng phải tạo khuôn chịu lửa (refractory mold), nấu chảy và đúc kim loại vào
khuôn, cũng cần nhiều thời gian để ép nóng và chỉnh sửa sườn kim loại. Hơn nữa, bề mặt các lớp
kim loại để đắp sáp còn có những vùng tích tụ ứng suất (stress concentration areas) có thể làm
giảm độ bền của phục hình. Tuy vậy, kỹ thuật này cho phép tạo những lõi kim loại có độ dày chỉ
khoảng 100 µm hoặc mỏng hơn, do đó có thể giúp tiết kiệm mô răng và tăng độ dày của lớp sứ,
nhờ đó tăng tính thẩm mỹ.
Công nghệ CAD-CAM được sử dụng trong nha khoa để thiết kế (computer-aided
designing) kích thước và hình dáng của phục hồi, và chế tạo (computer-aided machining) phục
hồi bằng sứ từ các khối sứ (ceramic block) hoặc các chi tiết kim loại khó đúc: titanium và hợp
kim titanium.
Công nghệ mài: trong phương pháp này, người ta không dùng công nghệ đúc để thực hiện
mão toàn kim loại hoặc sườn kim loại. Quá trình mài bản sao (copy milling process) gồm tạo
www.hoangtuhung.com

mặt ngoài và lấy bỏ phần lõi để tạo bề mặt bên trong căn cứ theo bề mặt của dye chính đã được
ghi lại trong computer.
3

Tuy vậy, phương pháp nấu chảy và đúc hợp kim vẫn là phương pháp được sử dụng phổ
biến nhất cho các quá trình làm việc ngoài miệng. Phương pháp đúc cổ điển gồm việc tạo một
khoảng trống do mẫu sáp đã được lấy đi, thay thế bằng hợp kim. Mẫu sáp được tạo trên mẫu hàm
được đổ từ dấu trong miệng, sau đó dược bao lại bằng vật liệu tạo khuôn (mold material) gọi là
bột đúc hay bột bao (investment). Bột đúc là hỗn hợp của nước, silica và chất gắn (binder) gồm
thạch cao (calcium sulphate hemihydrate), magnesium ammonium phosphate, ethyl silicate. Sau
khi vữa bột đúc (investment slurry) cứng, sáp được đốt cháy khỏi khuôn đúc, kim loại nóng chảy
được đúc vào khoảng trống trong khuôn đúc dưới áp lực hoặc lực ly tâm.
Nhiều lưu ý về kỹ thuật được đưa ra, phụ thuộc vào hiểu biết về hợp kim. Trong khoảng 20
năm trở lại đây, đã có nhiều tiến bộ trong lãnh vực này. Do có nhiều loại hợp kim khác nhau, bác sĩ
cần biết lựa chọn cho những chỉ định khác nhau: nhựa-kim loại, sứ-kim loại, toàn kim loại… Kỹ
thuật viên cũng cần hiểu biết hơn về các loại hợp kim, vì nhiều bác sĩ không rõ lợi ích cũng như bất
lợi của các hệ thống hợp kim trong các ứng dụng cụ thể khác nhau. Như vậy, sự liên hệ giữa bác sĩ
và kỹ thuật viên là điều quan trọng cho sự lựa chọn.

2. PHÂN LOẠI VÀ THUẬT NGỮ
2.1. Các phân loại hợp kim trong nha khoa
2.1.1. Năm 1932, Ban vật liệu nha khoa tại Văn phòng quốc gia về tiêu chuẩn Hoa kỳ (dental
materials group at National Bureau of Standards) đã phân loại đại thể thành bốn typ:
• Typ I: mềm, Vickers hardness number (VHN) từ 50 – 90
• Typ II: trung bình, VHN từ 90 – 120
• Typ III: cứng, VHN từ 120 – 150
• Typ IV: rất cứng, VHN ≥ 150
Phân loại của American Dental Association (ADA), gồm bốn loại: từ typ I đến IV như trên
chỉ áp dụng cho hợp kim vàng.

Trong nửa cuối thế kỷ XX, nhiều hợp kim thường đã phát triển, thay thế cho hợp kim quí ở
nhiều lãnh vực. Hầu hết hàm khung cũng như các phục hồi mão, cầu được làm từ hợp kim
thường,

2.1.2. Năm 1984, ADA đưa ra một phân loại đơn giản dựa trên cơ sở thành phần kim loại quí
Đối với hợp kim nha khoa.
Hệ thống này phân loại thành các hợp kim rất quí (high noble: HN); quí (noble: N) và
thường (predominantly base metal: PB) (được nêu trong bảng 20-1). Phân loại hợp kim nha
khoa theo thành phần kim loại quí cần để ước lượng giá của phục hồi, cần cho bác sĩ, kỹ thuật
viên, bệnh nhân và cơ quan bảo hiểm.

TABLE 20 -1. Phân loại hợp kim nha khoa của ADA 1984 (Alloy Classification of the
American Dental Association (1984))

Typ h
ợp kim Tổng lượng kim loại quí trong thành phần (theo khối
lượng)
Rất quí (HN)

Quí (N)
Th
ường (PB)
≥ 40 wt% Au & ≥ 60 wt% nguyên tố kim loại quí (Au
+ Ir + Os + Pd + Rh + Ru)
≥ 25 wt% nguyên tố kim loại quí
< 25 wt% nguyên tố kim loại quí


Từ “hợp kim bán quí” (precious, semipreciuos) không nên dùng vì không chính xác.

Các kỹ thuật viên thường dùng từ “bán quí” để chỉ các hợp kim có nền là palladium hoặc bạc.
Các hợp kim có >50% khối lượng paladium, bao gồm Pd-Ag, Pd-Cu, Pd-Co, Pd-Ga-Ag, Pd-Au,
Pd-Au-Ag được gọi là quí. Từ quí cũng được dùng cho hợp kim Ag-Pd nếu chứa >25%
www.hoangtuhung.com


4

palladium và các kim loại quí khác. Các hợp kim rất quí và quí thường được đóng gói và tính giá
theo các lô 1, 2, hoặc 20 dwt (pennyweight)
∗

2.1.3. Từ 1989, phân loại vẫn gồm bốn typ đã đưa thêm tất cả các hợp kim đúc đáp ứng đòi hỏi
các test về độc tính, đổi màu, giới hạn chảy dẻo, phần trăm dãn dài. (Bảng 20-2 cho thấy bên
cạnh độ cứng, giới hạn chảy dẻo và % dãn dài là cơ sở của phân loại này).

Bảng 20 -2. Đòi hỏi về đặc tính cơ học của hợp kim (Mechanical Property Requirements of
American Dental Association Specification No.5)

Typ hợp kim
Giới hạn chảy dẻo (MPa)
(độ lệch 0,1%)

sau ủ sau làm c
ứng

Dãn dài tối thiểu (%)

sau ủ sau làm
c

ứng

I (mềm)
II (trung bình)
III (c
ứng)
IV (rất cứng)
Tối đa 140 không
140 – 200 không
200 – 340 không
≥340 500
18 không
19 không
12 không
10 2

• Typ I: mềm, cho những phục hồi ít chịu lực: inlay
• Typ II: trung bình, phục hồi chịu lực trung bình: onlay
• Typ III: cứng, cho những phục hồi chịu lực: onlay, mão, các cầu ngắn
• Typ IV: rất cứng, cho những phục hồi chịu lực cao: chốt ống tủy, mão
veneer mỏng, cầu dài, khung.

Theo phân loại 4 typ cua ADA và tu chỉnh năm 1989, 4 typ hợp kim để làm phục hồi toàn
kim loại và mặt dán nhựa được sắp xếp, dựa theo đặc tính (chứ không theo thành phần) như sau:

• Typ I: mềm, VHN từ 50 – 90, cho những phục hồi ít chịu lực: inlay
• Typ II: trung bình, VHN từ 90 – 120, phục hồi chịu lực trung bình: onlay, mão ¾
dày, cùi răng, pontic, mão đầy
• Typ III: cứng, VHN từ 120 – 150 cho những phục hồi chịu lực cao: onlay, mão,
các cầu ngắn, mão ¾ mỏng, các pontic và cùi nhỏ, nền hàm

• Typ IV: rất cứng, VHN ≥ 150 cho những phục hồi chịu lực rất cao: chốt ống tủy,
mão veneer mỏng, cầu dài, khung và các thanh ngang của khung.
Loại I và II thường còn được gọi là “hợp kim inlay”, loại III và IV còn được gọi là
“hợp kim mão và cầu”.

2.1.4. Năm 2003, Hội đồng khoa học của ADA đã xem xét lại sự phân loại, bao gồm thêm
titanium như một mục riêng trong nha khoa. Titanium là một trong những kim loại có tính tương
hợp sinh học cao nhất trong các ứng dụng nha khoa và có ứng dụng rộng với đặc tính tương tự
kim loại quí.
Ngoài các phân loại chính thức nêu trên, còn cần chú ý hai cách phân biệt sau:

2.2. Phân biệt hợp kim nha khoa
Do có nhiều loại hệ thống hợp kim để lựa chọn, cần phải xem xét theo chỉ định áp dụng
và thành phần của hợp kim.
2.2.1 Phân biệt loại các hợp kim theo chỉ định: Bảng 20-3 liệt kê các loại hợp kim theo chỉ
định áp dụng đối với mão toàn kim loại, kim loại-sứ và hàm khung. Cần chú ý là hợp kim dùng

∗
1troy ounce = 20 pennyweight
www.hoangtuhung.com


cho phục hình sứ-kim loại có thể dùng cho toàn kim loại nhưng không phải là ngược lại. Nguyên
nhân chính là do hợp kim không thể tạo một lớp oxid mỏng và ổn định để liên kết với sứ, độ
nóng chảy có thể thấp nên gây biến dạng lún hoặc bị chảy ở nhiệt độ thiêu kết (nung) sứ, độ dãn
nở nhệt cũng không tương thích với sứ.
5


Bảng 20-3. Phân loại hợp kim để làm phục hình toàn kim loại, sứ-kim loại, hàm khung

(Classification of Alloys for All-Metal Restorations, Metal-Ceramic Restorations, and
Frameworks for Removable Partial Dentures).

Typ hợp kim
Toàn kim loại Kim loại-sứ Hàm khung
Rất quí





Quí






Thường
Au-Ag-Cu-Pd
Hợp kim cho sứ-kim
loại



Ag-Pd-Au-Cu
Ag-Pd
Hợp kim cho sứ-kim
loại

Ti nguyên chất
Ti-Al-V
Ni-Cr-Mo-Be
Ni-Cr-Mo
Co-Cr-Mo
Co-Cr-W
Al-đồng thiếc

Au-Pt-Pd
Au-Pd-Ag (5-12 wt% Ag)
Au-Pd-Ag (>12 wt% Ag)
Au-Pd


Pd-Au
Pd-Au-Ag
Pd-Ag
Pd-Cu
Pd-Co
Pd-Ga-Ag

Ti nguyên chất
Ti-Al-V
Ni-Cr-Mo-Be
Ni-Cr-Mo
Co-Cr-Mo
Co-Cr-W

Au-Ag-Cu-Pd





Ag-Pd-Au-Cu
Ag-Pd





Ti nguyên chất
Ti-Al-V
Ni-Cr-Mo-Be
Ni-Cr-Mo
Co-Cr-Mo
Co-Cr-W


2.2.2. Phân biệt hợp kim bằng các nguyên tố chính
Khi phân biệt hợp kim theo thành phần, người ta xếp theo trình tự giảm dần, từ thành phần
chiếm nhiều nhất rồi đến các thành phần khác. Các bảng 20-3, 20-7 và 20-8 sắp xếp theo trình tự
này. Ngoại lệ cho sự sắp xếp là khi có thành phần ảnh hưởng nhiều đến đặc tính hoặc ảnh hưởng
đến tính tương hợp sinh học của vật liệu hoặc cả hai. Thí dụ, hợp kim nickel-chromium-
molybdenum-beryllium thường được gọi là hợp kim nickel-chromium-beryllium vì beryllium
vừa góp phần quan trọng đối với tính dễ đúc và kiểm soát sự tạo thành lớp oxid ở nhiệt độ cao
nhưng có độc tính so với các kim loại khác. Molybdenum (Mo), tungsten (W) thường có nhiều
hơn beryllium để làm giảm hệ số dãn nở nhiệt.

2.3. Các kim loại dùng trong hợp kim nha khoa
Trên bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, có tám kim loại quí: vàng, các kim loại nhóm
platinum (platinum, palladium, rhodium, ruthenium, iridium, osmium) và bạc. Tuy vậy, trong
môi trường miệng, bạc khá hoạt động nên không được coi là kim loại quí. Các kim loại quí
thường được dùng trong hợp kim làm inlay, onlay, mão, cầu, sứ-kim loại. Chúng là những hợp
kim ít bị đổi màu và ăn mòn. Từ “kim loại quí” chỉ có nghiã tương đối. Trong số bảy kim loại
quí, chỉ có vàng, palladium và platinum đóng vai trò quan trọng trong các hợp kim nha khoa.



www.hoangtuhung.com

6


2.3.1. Karat và Fineness

Karat (carat) dùng để chỉ phần của vàng nguyên chất có trong 24 phần của một hợp kim.
Thí dụ: vàng 24 karat là vàng nguyên chất, vàng 22 karat là hợp kim chứa 22 phần vàng nguyên
chất và 2 phần kim loại khác.
Fineness dùng để mô tả hợp kim có vàng bằng số phần vàng trên 1000. Thí dụ: vàng
nguyên chất có fineness 1000; hợp kim 650 chứa 65% vàng. Như vậy, thang đo fineness chính là
bằng 10 lần của thang đo %. Trong thí dụ trên, 650 fine alloy có 65% vàng nguyên chất.
Trong thực tế, fineness được coi là thực tế hơn karat, nhưng nói chung, không được dùng
phổ biến trong hợp kim nha khoa. Bảng 20-4 trình bày phân loại hợp kim vàng theo karat và
fineness.

Bảng 20-4. Các hợp kim vàng phân loại theo karat và fineness (Gold alloys commonly use
karat and fineness classifications)

% khối lượng vàng Karat Fineness
100 24 1000
75 18 750
58 14 583
42 10 420

2.4. Hợp kim kim loại thường (hợp kim thường)
Là những hợp kim chứa ≥ 75% khối lượng là các nguyên tố kim loại thường hoặc < 25%
khối lượng là kim loại quí. Kim loại thường (base metal) là thành phần “không có giá trị” của
hợp kim đúc nha khoa, vì chúng rẻ và thường có mức phản ứng cao với môi trường. Tuy vậy,
chúng có ảnh hưởng đến khối lượng riêng, độ bền và độ cứng, cũng như tạo thành lớp oxid (điều
này lại rất cần cho phục hồi kim loại-sứ); cũng có một vài kim loại thường có thể dùng để bảo vệ
kim loại khỏi bị ăn mòn bằng cách thụ động hóa (passivation)). Kim loại thường có mặt trong
thành phần hợp kim nha khoa khá phong phú: bạc, nickel, chromium, nhôm, đồng, kẽm, indium,
thiếc, gallium, molybdenium, beryllium, tungsten…
Từ “hợp kim chủ yếu là kim loại thường” (predominantly base metal alloys) được dùng
là do trước trước đây, trong hợp kim loại này, có một lượng nhỏ palladium. Ngày nay, các từ
“hợp kim kim loại thường, hợp kim thường và hợp kim chủ yếu kim loại thường” được dùng
đồng nghĩa. Theo trình tự thời gian, có ba loại hợp kim thường đã được sử dụng trong nha khoa:
Hợp kim thép không rỉ (stainless steel alloys)
Hợp kim nickel-chrome (nickel-chrome alloys)
Hợp kim cobalt-chromium (cobalt-chromium alloys)
Titanium và các hợp kim titanium, nickel-titanium siêu đàn hồi (super-elastic) sẽ được
trình bày trong một bài riêng



3. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỢP KIM ĐÚC NHA KHOA
3.1. Sự co đúc (casting shrinkage)

Hầu hết kim loại, hợp kim, kể cả vàng, co lại khi chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn. Đây là
điểm quan trọng đối với nha khoa. Thí dụ, nếu khuôn đúc vừa vặn với mẫu đúc, vật đúc sẽ nhỏ
hơn so với mẫu do bị co lại.
Sự co diễn ra theo ba giai đoạn:
• Co do nhiệt độ của kim loại lỏng từ nhiệt độ nóng chảy đến khuôn đúc, giai đoạn này
không ảnh hưởng đến vật đúc vì khi kim loại co lại trong khuôn đúc, kim loại nóng chảy
tiếp tục chảy vào để bù trừ.
• Co của kim loại trong quá trình thay đổi từ lỏng sang rắn
• Co do nhiệt độ của kim loại từ khi rắn đến nhiệt độ thường
www.hoangtuhung.com

7


Độ co đúc của một số hợp kim được ghi trong bảng 20-6. sự co khác nhau của các hợp
kim là do thành phần của chúng. Platinum, palladium, đồng làm giảm độ co đúc; vàng nguyên
chất co nhiều, xấp xỉ độ co dãn vì nhiệt.
Nói chung, độ co đúc ít hơn độ co tuyến tính vì nhiệt (linear thermal shrinkage), điều này
có vẻ bất hợp lý vì hai suy luận giả định sau:
- Khi khuôn đúc được lấp đầy kim loại lỏng, kim loại sẽ đặc lại bắt đầu ở thành
khuôn do nhiệt độ của khuôn thấp hơn nhiệt độ kim loại nóng chảy.
- Trong giai đoạn cứng đầu tiên, lớp kim loại cứng sát với thành khuôn còn yếu, và
nó có khuynh hướng dính vào thành khuôn cho đến khi đủ độ cứng. Khi kim loại
đủ cứng để co một cách độc lập với khuôn, nó tiếp tục co do giảm nhiệt độ cho đến
nhiệt độ phòng.
Tuy vậy trên thực tế, sự co do nhiệt độ của lớp kim loại yếu đầu tiên được hạn chế do sự
dính cơ học vào thành khuôn, trong quá trình này, nó thường bị căng do thâm nhập vào bột đúc,
như vậy, sự co trong quá trình hóa rắn được giảm thấp, mặt khác, sự co toàn bộ do nhiệt cũng
được hạn chế. Như vậy, sư co đúc ít hơn sự co nhiệt. Do sự co nhiệt từ khi kim loại rắn đến nhiệt
độ phòng đóng vai trò lớn trong độ co đúc, hợp kim có độ nóng chảy cao hơn có khuynh hướng

co nhiều hơn, điều này cần được bù trừ trong kỹ thuật đúc.

Bảng 20-6. Độ co tuyến tính khi hóa rắn của hợp kim đúc (Linear Solidification Shrinkage of
Casting Alloys)

Hợp kim
Độ co đúc(%)
Typ I, hợp kim vàng
Typ II, hợp kim vàng
Typ III, hợp kim vàng
Ni-Cr-Mo-Be
Co-Cr-Mo
1.56
1.37
1.42
2.3
2.3

1.2. Tính chất vật lý
Các tính chất vật lý quan trọng của các hợp kim rất quí và quí được nêu ở bảng 20-5, của
các hợp kim thường trong Bảng BBB. Những bảng tương tự cũng được các nhà sản xuất cụ thể
cung cấp.
Khoảng nóng chảy là nhiệt độ cơ sở của việc đúc, giới hạn trên là trạng thái liquidus
(lỏng). Như vậy, đòi hỏi tăng 75º C đến 150 º C (150 - 300 ºF) để đạt được nhiệt độ đúc đúng.
Giới hạn dưới của khoảng nóng chảy có thể dùng để ước lượng nhiệt độ hàn tối đa. Các hợp kim
dùng cho sứ-kim loại cần có khoảng nóng chảy cao để giữ được trạng thái cứng trong quá trình
thiêu kết sứ, tránh hiện tượng biến dạng lún. Mặt khác, các hợp kim từ typ I đến typ IV cần có
nhiệt độ nóng chảy (fusion temperature) thấp khi được dùng với các phương pháp đúc cổ điển
hoặc bột đúc thuộc loại thạch cao. Chênh lệch rộng của khoảng nóng chảy cũng cần chú ý vì
khoảng này càng rộng, càng có xu hướng tạo thiên tích dạng nhánh cây (coring) trong quá trình

hóa cứng
1
.
Thể tích riêng (specific volume) tính bằng (cm
3
/g) có liên hệ tương hỗ với khối lượng
riêng (mật độ: specific density), là một chỉ tố của trung bình số đơn vị có thể đúc từ một đơn vị
khối lượng hợp kim. Tỷ số của mật độ tối đa trong các bảng (thí dụ từ 10, 7 đến 18, 3 đối với
hợp kim-sứ) chỉ ra rằng nhiều vật đúc tương đương có thể đúc từ các hợp kim mật độ thấp hơn là
từ các hợp kim có mật độ cao (trong thí dụ này là trên 70%).
Giới hạn chảy dẻo (yield strength), giới hạn tỷ lệ (proportional limit), giới hạn đàn hồi
(elastic limit) về cơ bản cùng phản ánh một đặc tính, đó là khả năng của một hợp kim trước các
lực cơ học mà không bị biến dạng vĩnh viễn. Nói chung, giới hạn chảy dẻo tăng dần từ typ I đến
typ IV. Làm cứng theo thời gian có thể làm tăng giới hạn chảy dẻo lên đến 100%.


1
Thiên tích dạng nhánh cây xảy ra trong xử lý nhiệt, khi hợp kim dược làm lạnh trong điều kiện không cân bằng,
lớp bên ngoài của vật liệu vẫn còn nhiều nguyên tố có độ nóng chảy cao hơn. Các nhánh bên ngoài có thành phần
hợp kim khác với phần bên trong.
www.hoangtuhung.com


Độ cứng (hardness) của hợp kim q tỷ lệ thuận với giới hạn chảy dẻo. Độ cứng dùng để
chỉ sự thích hợp của một hợp kim đối với một chỉ định lâm sàng cho trước.
Độ dãn dài (elongation) là số đo độ dễ uốn hay mức độ biến dạng dẻo của một hợ p kim có thể
vượt qua trước khi gãy. Độ dãn dài cần thiết là đòi hỏi cơ bản trong trường hợp cần có sự biến dạng
trong lâm sàng. Làm cứng theo thời gian làm giảm độ dãn dài. Hợp kim có độ dãn dài thấp dễ bị gãy
vì dòn.
Hầu hết hợp kim Ni-Hầu hết hợp kim Ni-Cr sử dụng làm mão răng và các phục hồi cố đònh

từng phần chứa từ 61% - 81% Ni, 11% - 27% Cr, 2%- 5% Molypđen (theo trọng lượng). Thành
phần điển hình một số hợp kim được sử dụng trước đây (vài loại đến nay vẫn còn sử dụng) cho các
phục hồi sứ có sườn kim loại được cho ở bảng 20-8. Trong hợp kim, Crôm rất cần thiết để cung cấp
sự oxi hóa chống gỉ và kháng mòn. Những công thức hợp kim khác như Cr-Co và Fe-Cr. Các hợp
kim này có thể chứa 1 hay nhiều những nguyên tố sau: Al, Beri, Bo, Co, đồng, Xeri, Gali, Sắt, Mn,
Niobi, thiếc, Titan, Ziriconi. Những hợp kim Co-Cr điển hình chứa 53%- 67% Co, 25%-32% Cr,
2%- 6% Molupđen (theo trọng lượng). Những hợp kim không quý nóng chảy ở nhiệt độ cao, bột
đúc sử dụng cho hợp kim này phải có chất kết dính là photphat hay silica. Thêm vào đó, phải sử
dụng nguồn nhiệt cao khi đúc. Quan trọng hơn là bù trừ sự co rút của vật đúc đòi hỏi ở nhiệt độ cao
để đạt được sự khít sát chấp nhận trên lâm sàng. Gần đây, những hợp kim Ti-Al-V và Titan nguyên
chất được đưa vào thực hiện những phục hồi sứ sườn kim loại.


. So sánh với hợp kim vàng loại IV đã được ADA chứng nhận, những hợp kim của Co, Ni và
Titan nguyên chất có đặc điểm là giá thành và tỷ trọng thấp hơn, độ cứng cao hơn, môđun đàn hồi
cao hơn và có thể so sánh được khả năng kháng mờ và kháng mòn trên lâm sàng.



Bảng 20-5. Đặc tính lý học của một số hợp kim kim loại q nha khoa hiện đại (Physical
Properties of Some Modern Noble Metal Dental Alloys)

Typ

Ngun tố
chính

Khoảng nóng
chảy
Khối

lượng
riêng
(g/cm3)
Giới hạn chảy dẻo ≠
(MPa) (psi)
Độ
cứng
(VHN)
Độ
dãn
dài%
hợp kim
943-960
o
C
(1730-1760
o
F)
924-960
o
C
(1695-1760
o
F)
924-960
o
C
(1710-1760
o
F)

843-916
o
C
(1550-1680
o
F)
1021-1099
o
C
(1870-2010
o
F)
921-943
o
C
(1690-1720
o
F)
871-932
o
C
(1600-1710
o
F)
930-1021
o
C
(1705-1870
o
F)

1271-1304
o
C
(2320-2380
o
F)
1232-1304
o
C
Rất q

Rất q

Rất q

I

II

III





IV



S

16.6
103 (15,000)

186 (27,000)

207 (30,000)
H275 (H40,000)
241 (35,000)
H586 (H85,000)
262 (38,000)
H323 (H47,000)
275 (40,000)
H493 (H71,000)
372 (54,000)
H720 (H104,000)
434 (63,000)
H586 (H85,000)
572 (83,000)

462 (67,000)
80
101
121
H182
138
H213
143
H154
149
H264

186
H254
180
H270
220
189
36
15.9
15.5
12.8
10.6
15.2
13.6
11.3
39
H19
Q

30
H13
Ag-Pd Q

Rất q

Rất q
10
H8

Q

ứ-kim loại

* Rất q

13.5
Q
10.7
35
H7
38
H2
10
H6
20
20
8

www.hoangtuhung.com


9


*Màu trắng.
+Màu vàng.
≠H: Làm cứng theo thời gian. (các số liệu khác là trong điều kiện xử lý nhiệt làm mềm).
VHN: Vickers hardness number.

Bảng BBB. Tính chất vật lý và cơ học của hợp kim thường
Physical and mechanical properties of dental metal materials

Alloy

Condition
Tensile
strength
(MPa)
Yield
strength
(MPa)
Elastic
modulus
(GPa)
Elongation
(%)
Densit
y
(g/cm
2
)
Stainless steel
18-8 wire As received 2035-2849 965-1680 134-200 2-3.2 8
Stress relieved
2160

1034-1950

134-200

__

8
316 wire


As received

2275-2351

1955-2070

185-191

__

__

316L

Annealed

550-600

220-331

190-200

50-55

7.95
Cold- worked
896-1014

790-827

167-200

20-25

7.9-7.9
5
108 Annealed 931 586 188 52 7.63
Cold- worked 1344 1179 188 35 7.63
Ni-Cr
Ni- Cr – Be Casting 778-1355 325-838 165-210 3-23.9 7.9-8.1
Ni-Cr Casting 539-919 180-858 141-248 <1- 32.6 7.9-8.7
Co -Co
Co- Cr-Mo
Casting

655-889

390-644

155-240

1.5-10

8.5
Co-Ni-Cr-Mo Wrought/Annealed 795-1007 240-655 232 50-70 9.2
Co-Cr-Ni Casting 685 470 198 8.0 7.5-8.5
Co-Cr-Ni wire As received __ 827-1241 146-198 __ 7.5-8.5
Stress relieved __ 1103-1378 179-204 8.0 7.5-8.5
Titanium
CP Ti Casting 240-550 170-480 96-114 7.9-20 4.4-4.5
CP Ti- grade 1 Annealed 240 170 100-103 24 4.51
CP Ti- grade 2 Annealed 345 275 100-103 20 4.51
CP- Ti- grade 3 Annealed 450 380 100-103 18 4.51
CP- Ti- grade 4 Annealed 550 485 100-104 15 4.51
CP- Ti- grade 4 Cold –worked 760-888 485-725 110 __ 4.51
Ti – 6A1 -4V- ELI Annealed 860-1076 520-896 110-116 10-15 4.43-4.
5
Ti – 6A1 -4V Casting 877-930 830-870 113-137 2.1-12 __

+ Rất quí

Quí
(2250-2380
o
F)
1149-1177
o
C
(2100-2150
o
F)
1155-1320
o

C
(2111-2375
o
F)
18.3
10.6-11.5


450 (65,300)

476-685
(68,000-95,000)
182
235-270
5
10-34
www.hoangtuhung.com

Ti- 6A1-7Nb

Ti- 15Mo
10

Annealed 978-1024 913 105 __ 4.52
Annealed/aged 874 544 78 __ 4.96
TMA wire As drawn __ 621-1172 60-69.6 __ __

Heat – treatmed/aged
__ 1220-1390 92.4-95.1 __ __
Nickel - Titanium __ __ __ __ __

Ni-Ti wire – A 527-1380 230-379 120 13-40 6.45
Ni-Ti wire M __ 207-552 32-50 __ __
Other __ __ __ __ __
Pure gold 130 20 90 10-39 11.3-1
5
Type III and IV __ __ __ __ __
Gold casting __ 207-434 90 10 - 39 11.3-1
5
Cortical bone 100-200 130 10-20 1-3 0.7 (dr
y
Cancellous bone 10-20 __ 0.2-0.5 5-7 __
Abbreviations: ELI, extra low interstitial; Gpa, gigapascal; Mpa, megapascal


3.2. Xử lý nhiệt các hợp kim rất quí và quí
Các hợp kim vàng có thể làm cứng đáng kể nếu chứa một lượng đồng nhất định. Typ I và
II không thể làm cứng hoặc cứng thêm ít hơn so với typ III, IV. Cơ chế của sự cứng lên là do
nhiều tác động của sự chuyển dạng trạng thái rắn (solid-state transformation), quá trình này cần
thời gian và nhiệt độ.
Những hợp kim có thể làm cứng hơn được thì cũng có thể làm mềm hơn được. Theo thuật
ngữ luyện kim, việc xử lý nhiệt gồm xử lý nhiệt làm mềm (softening heat treatment), xử lý nhiệt
làm cứng (hardening heat treatment) gọi là làm cứng theo thời gian (age-hardening treatment).

1.2.1. Xử lý nhiệt làm mềm
Vật đúc được đặt trong lò điện ở nhiệt độ 700º C trong 10 phút, sau đó làm nguội nhanh
(quench) trong nước. Trong quá trình này, tất cả các pha trung gian có thể đã thay đổi thành các
dung dịch rắn hỗn độn (disordered solid solution), việc làm nguội nhanh làm quá trình lập lại trật
tự không thực hiện được. Các đặc tính về độ bền kéo, giới hạn tỷ lệ (proportion limit) và độ cứng
giảm nhưng tính dễ kéo sợi (dễ uốn: ductility) tăng lên.
Xử lý nhiệt làm mềm được chỉ định cho những cấu trúc sử dụng trong miệng hoặc ngoài

miệng, đã định dạng hoặc gia công nguội (cold working). Mặc dù 700º C là nhiệt độ trung bình
làm mềm, mỗi nhà sản xuất thường có chỉ dẫn cụ thể về nhiệt độ và thời gian.


1.2.2. Xử lý nhiệt làm cứng
Xử lý nhiệt làm cứng có thể được thưc hiện theo nhiều cách. Một trong những cách thường
dùng nhất là “thấm” (nung khử co: “soaking”), hay làm cứng theo thời gian ở nhiệt độ và thời
gian thích hợp. Thường là khoảng 15 – 30 phút, trước khi nó được làm nguội nhanh trong nước.
Nhiệt độ làm cứng theo thời gian của hợp kim tùy thuộc thành phần, thường khoảng 200º - 400º
C, thời gian do nhà sản xuất qui định.
Trước khi hợp kim được làm cứng theo thời gian, nó cần được xử lý nhiệt làm mềm để làm
dịu các lực hoá cứng do biến dạng (strain hardening), nếu còn các lực này, và hợp kim được làm
cứng khi còn là dung dịch rắn hỗn độn, quá trình này sẽ không thể kiểm soát đúng, do sự tăng
lên của sức bền, giới hạn tỷ lệ, độ cứng và giảm tính dễ uốn được quyết định bởi lượng chuyển
dạng trạng thái rắn cho phép. Sự chuyển dạng này, ngược trở lại, được kiểm soát bởi nhiệt độ và
thời gian của quá trình xử lý nhiệt làm cứng theo thời gian.
Do giới hạn tỷ lệ được tăng lên trong quá trình làm cứng theo thời gian, sự tăng của modun
năng lượng đàn hồi (suất biến dạng đàn hồi: modulus of resilience) có thể đạt được. Làm cứng
theo thời gian được chỉ định cho hàm khung, yên, cầu, và các cấu trúc tương tự. Đối với các chi
tiết nhỏ, như inlay, làm cứng không được đặt ra.

www.hoangtuhung.com

4. THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CỦA HỢP KIM ĐÚC NHA KHOA

11


4.1. Hợp kim rất quí và quí cho phục hình kim loại-sứ
Hợp kim dùng cho phục hình sứ-kim loại là một trong ba nhóm theo chỉ định ứng dụng

(toàn kim loại, sứ-kim loại và hàm khung). Các hợp kim sử dụng trong kỹ thuật sứ-kim loại bao
gồm cả các hợp kim rất quí, quí, và hợp kim thường (Bảng 20-5) (xem bài “Hệ thống sứ-kim
loại”). Thành phần các hợp kim rất quí và quí được liệt kê trong bảng 20-7

4.1.1. Hợp kim rất quí cho phục hình kim loại-sứ
Các hợp kim vàng cho kim loại-sứ (Gold-based Metal-Ceramic)
Hợp kim PFM chứa trên 40% khối lượng vàng và >60% kim loại quí (vàng + platinum và
palladium và/hoặc kim loại quí khác) nói chung được phân loại là rất quí gồm các hợp kim
thường gặp sau đây:

Hợp kim Vàng-Platinum-Palladium
Có thể chứa đến 88% vàng, palladium và platinum; một lượng nhỏ kim loại thường có thể
có mặt, một số hợp kim loại này có màu vàng. Những hợp kim này có thể bị biến dạng lõm (sag
deformation), chỉ nên làm cầu đến 3 đơn vị, tránh các cầu dài và các phần vói.

Hợp kim Vàng-Palladium-Bạc
Hợp kim chứa từ 37 đến 77% vàng, chứa đến 35% palladium, khoảng 22% bạc. Bạc làm
tăng hệ số co nhiệt, có thể làm đổi màu sứ.

Hợp kim Vàng-Palladium
Vàng: 44-55%, palladium: 35-45%. Hợp kim loại này dùng cho các loại sứ có hệ số co
nhiệt thấp để tránh các ngẫu lực căng (tensile stress) theo trục và theo chu vi ở sứ trong pha làm
lạnh của chu kỳ nung sứ.

Bảng 20- 7. Thành phần (theo % khối lượng) của các hợp kim typ I đến IV truyền thống
và bốn loại hợp kim cho sứ-kim loại (Composition Range (weight percent) of Traditional
Types I to IV Alloys and Four Metal –Ceramic Alloys)

Typ hợp kim Nguyên tố chính
Au Cu Ag Pd

Sn,In,Fe,
Zn, Ga

I
II
III
III
III
IV
IV
Metal-ceramic
Metal-ceramic
Metal-ceramic
Metal-ceramic


H
ợp kim vàng, rất quí
Hợp kim vàng, rất quí
Hợp kim vàng, rất quí
Hợp kim vàng, quí
H
ợp kim bạc, quí
Hợp kim vàng, rất quí
Hợp kim bạc, quí
Hợp kim vàng, rất quí
Hợp kim palladium,
quí
Hợp kim vàng, rất quí
Hợp kim palladium,

quí

83
77
75
46

56
15
52

88
0-6
6
7
9
8

14
14



0-15
10
14
11
39
70
25

45

30
1
0-6
0.5
1
3.5
6
25
4
25
38
60
7 (+4Pt)
88
lượng
cân
bằng
thích
hợp


4.1.2. Hợp kim quí cho phục hình kim loại-sứ: Các hợp kim palladium (palladium-based
alloys)
www.hoangtuhung.com

12

Theo phân loại của ADA 1984, hợp kim quí cần phải chứa ≥25% kim loại quí nhưng
không bắt buộc phải có vàng. Nói chung hợp kim quí để chỉ tất cả các hợp kim của palladium,
chứa khoảng 54 đến 88% palladium, và cho cả hợp kim bạc-palladium (chỉ chứa 25%
palladium) để làm toàn kim loại hoặc kim loại-nhựa. Hợp kim quí từ palladium tạo nên sự
chuyển tiếp giữa hợp kim rất quí và hợp kim kim loại thường, cả về giá cả, lẫn về tỷ trọng. Dưới
đây là các hợp kim nha khoa của palladium


Hợp kim palladium-bạc
Hợp kim Pd-Ag được giới thiệu năm 1974, là hợp kim quí không vàng (gold-free noble
metal) đầu tiên cho phục hình sứ-kim loại. Thành phần của Pd-Ag là 53-61% palladium và 28-
40% bạc. Thiếc và indium thường được thêm để làm tăng độ cứng và để tạo thành lớp oxid cho
việc dán sứ. Một sự cân bằng đúng về thành phần là cần thiết để duy trì nhiệt độ đúc thích hợp và
hệ số co tương thích. Palladium thay thế vàng có làm tăng khoảng nóng chảy nhưng cũng làm
giảm hệ số co của hợp kim. Tăng lượng bạc nói chung làm giảm khoảng nóng chảy và tăng hệ số
co.
Tỷ trọng (specific gravity, relative density) của hợp kim Pd-Ag thấp (10,7 đến 11,1) và giá
rẻ, hợp kim này rất hấp dẫn để thay thế hợp kim vàng. Một số hợp kim loại này chỉ chứa lượng
bạc thấp (khoảng 28%). Hợp kim có độ cứng 170-180 DPH
2
, giới hạn chảy dẻo khoảng 462 Mpa
(67.000 psi) và độ dãn dài 25%, dễ mài, dễ đánh bóng và miết bóng hơn so với các hợp kim quí.
Sự tương thích về nhiệt độ nói chung là tốt.

Hợp kim Pd-Ag được sử dụng rộng rãi từ cuối những năm 70, như một cố gắng của các nhà
sản xuất để đưa đến cho người dùng một sản phẩm dễ đúc, dán sứ được để giải quyết những vấn đề
của những hợp kim thường trước đó. Tuy vậy, việc sử dụng có giảm sau một vài năm vì làm lọan
màu (discolor) sứ trong quá trình nướng. Thuyết để giải thích hiện tượng này là do hơi bạc thoát ra
từ bề mặt của hợp kim lan tỏa thâm nhập các ion vào sứ trong quá trình nung, và ngăn cản sự tạo

thành keo (colloidal) bạc kim loại trên lớp bề mặt của sứ. Không phải tất cả sứ bị đổi vì có một số
sứ không chứa các nguyên tố cần thiết để làm giảm ion bạc.
Một hợp kim palladium khác chứa 75 đến 90% palladium, không có bạc đã được phát triển
để loại trừ hiện tượng ”xám xanh”(”greening”). Một số hợp kim có lượng palladium cao tạo một
lớp oxid sẫm màu trên bề mặt trong quá trình làm lạnh, lớp này gây khó khăn cho việc che màu.
Các hợp kim chứa palladium cao khác: Pd-Ga-Ag-Au không gây hiện tượng này. Vì palladium đắt
hơn bạc, việc thay thế bạc bằng palladium làm giá thành cao hơn hợp kim Pd-Ag.
Các hợp kim
palladium đã được gọi một cách ngẫu hứng là hợp kim ”bán quí” (semiprecious). Như đã nói trên,
tên này không nên dùng vì nó không chính xác và vì dễ có xu hướng gây ra sự lẫn lộn do gộp
những hợp kim không tương tự nhau vào một nhóm.
So sánh với hợp kim vàng, vấn đề lớn nhất là các hợp kim chứa lượng bạc cao làm loạn màu.
Hợp kim chứa vàng, vì vậy, được quảng cáo là ”nongreening”. Kỹ thuật viên cần chú ý khi làm
những răng trước, nhất là khi răng cần màu răng trắng.
Độ bám dính (adherence) của sứ là điều được quan tâm đối với các hợp kim Pd-Ag. Như đã
nói trên, cần tạo một lớp oxid bề mặt để có sự dán kim loại với sứ. Trên thực tế, ở một số công
thức, sự tạo thành oxid diễn ra ở bên trong trội hơn trên bề mặt. Tình trạng này có thể chấp nhận về
mặt lâm sàng nhưng không phải là một tình trạng lý tưởng. Các hạt hình thành trên bề mặt do oxy
hóa bên trong tạo sự lưu cơ học hơn là hóa học.

Hợp kim palladium-đồng
Là loại hợp kim mới được phát triển trong nha khoa, vì vậy, cần có thêm nhiều thông tin
hơn nữa về kết quả lâm sàng.
Các hợp kim Pd-Cu thường có 74-80% palladium và 9-15% đồng. Do khoảng nóng chảy
thấp (1170º-1190º C), hợp kim này có thể bị biến dạng lõm khi thiêu kết sứ, cần được chú ý, nhất
là đối với cầu dài. Vi cấu trúc của hợp kim Pd-Cu-Ga khi đúc và sau khi nung sứ bị thay đổi, tuy
thay đổi về thể tích và sự biến dạng không đáng kể nhưng đây là vấn đề đối với hợp kim này.
Một số hợp kim Pd-Cu chứa 2% vàng.

2

DPH: Diamond Pyramid Hardness, cũng là độ cứng Vickers

www.hoangtuhung.com

13


Hợp kim Pd-Cu có giới hạn chảy dẻo lên đến 1145 MPa (166.000 psi), độ dãn dài 5-11%,
độ cứng cao như một số hợp kim kim loại thường. Như vậy, các hợp kim này có xu hướng khó
miết bóng, trừ ở những bờ tương đối mỏng. Tuy vậy, hầu hết kỹ thuật viên cho là hợp kim loại
này dễ làm hơn hợp kim thường. Mặc dù sự không tương thích nhiệt (thermal incompability) là
không đáng kể, nhưng các chi tiết mỏng dưới 0,1mm có thể dễ bị ảnh hưởng. Không tương thích
ứng suất giữa sứ và hợp kim (metal-porcelain incompability stress) có thể là nguyên nhân của sự
biến dạng, đặc biệt là hợp kim Pd-Cu có độ chảy (creep) khá cao ở nhiệt độ gần với nhiệt độ
chuyển dạng glass của sứ. Các yếu tố khác có thể là nguyên nhân của biến dạng là hiện tượng hồi
phục ngẫu lực đàn hồi (relaxation of elastic stress) do hóa rắn, mài, thổi cát
Giải pháp cho hiện tượng biến dạng là làm các chi tiết dày hơn, thay đổi sứ hoặc hợp kim
cho phù hợp.

Loạn sắc sứ có thể có nhưng không phải là vấn đề lớn. Gần đây có một số báo cáo về độc
tính của hợp kim Pd-Cu do đồng phóng thích vào môi trường miệng. Mặc dù chưa được các nghiên
cứu khoa học kết luận, điều này cũng cần chú ý. Lượng nhỏ vàng trong hợp kim không có đóng
góp đáng kể trừ việc nó được coi là ”hợp kim có vàng” đối với các hãng bảo hiểm (có giá tương
đương hợp kim palladium-bạc).
Cần chú ý đến ảnh hưởng về thẩm mỹ do sự tạo thành oxid màu sẫm hoặc đen trong quá
trình oxy hóa và nướng sứ. Kỹ thuật viên cần chú ý che cẩn thận lớp oxid và để tránh dải màu đen
mất thẩm mỹ ở tiếp nối sứ-kim loại. Cũng cần chú ý là lớp màu đen thường gây khó khăn nhiều so
với lớp oxid nâu.
Một vài hợp kim loại này khá nhậy cảm về kỹ thuật đúc, chuẩn bị hàn và xử lý oxy hóa. Thí
dụ, một số loại hợp kim nóng chảy (molten alloy) cần có một lớp mỏng oxid xuất hiện trên bề mặt

ở nhiệt độ đúc (casting temperature). Một số hướng dẫn nhấn mạnh nhiệt độ cần được duy trì thêm
7 giây sau thời điểm quan sát được vận động quay của hợp kim. Do thiếu những chỉ dẫn cụ thể về
biểu hiện của sự nóng chảy, thường có khuynh hướng làm quá nhiệt độ để loại trừ lớp màng mỏng.
Sai lầm này có thể đưa đến làm thay đổi tính chất của hợp kim và làm giảm độ bền dán sứ-hợp kim.
Nhiệt độ dưới mức nóng chảy cũng có thể gặp do khó đánh giá đúng sự nóng chảy, điều này đưa
đến sai sót của vật đúc: không đủ hoặc các cạnh bị tròn.

Hợp kim palladium-cobalt
Thành phần của hợp kim quí palladium chứa từ 78 đến 88% palladium, từ 4 đến 10%
Cobalt, có thể có 8% gallium theo thể tích. Hợp kim Pd-Co điển hình có độ cứng 250 DPH, giới
hạn chảy dẻo 586 Mpa (85.000 psi), độ dãn dài 20%, modul đàn hồi 85,2 Gpa (12,35 x 10
6
psi).
Chúng tương đối dễ thao tác sử dụng.
Hợp kim Pd-Co nói chung có hệ số co nhiệt khá cao, thích hợp với các loại sứ có độ dãn
nở cao.
Về giá cả, hợp kim này xấp xỉ hợp kim Pd-Ag hoặc Pd-Cu. Thường được quảng cáo là hợp
kim không vàng, không nickel, không beryllium, không bạc. Sự không có mặt nickel và beryllium
chỉ ra rằng hợp kim này , cũng như các hợp kim quí thực sự khác, có tính tương hợp sinh học.
Cũng như nhiều hợp kim quí, chúng có hạt nhỏ (fine grain size) để giảm thiểu sự co rút trong quá
trình hóa rắn. Nhóm hợp kim Pd-Co này có độ kháng biến dạng cao nhất trong số các hợp kim quí.
Tuy không có bạc, các hợp kim này cũng gây đổi màu sứ do cobalt, nhưng không đáng kể.
Kỹ thuật che màu lớp oxid của kỹ thuật viên mới là nguyên nhân chính của những khiếm khuyết về
thẩm mỹ.


Các hợp kim palladium-gallium-bạc và palladium-gallium-bạc-vàng
Là những hợp kim quí mới xuất hiện gần đây. Chúng ra đời để khắc phục nhược điểm về
lớp oxid sẫm màu của các loại hợp kim Pd-Cu và Pd-Co, và để tương thích nhiệt với các sứ độ
dãn nở thấp.

Lượng bạc khá thấp (5-8%), thường không đủ để gây ra hiện tượng ”xám xanh”
(greening). Còn ít tài liệu về độ bền dán và độ tương thích nhiệt.
Hệ số co nhiệt thấp, thích hợp với sứ có độ dãn nở thấp như Vita.
Nhìn chung, để tránh các sai lầm, cần xem văn bản ”chấp nhận” (”acceptable”) của ADA;
cũng cần đối chiếu với danh mục tương thích giữa các loại sứ với loại hợp kim được chọn của
nhà sản xuất (chứ không phải là chỉ hỏi người bán hay kỹ thuật viên).
www.hoangtuhung.com

14


4.2. Hợp kim cho phục hình toàn kim loại, kim loại-sứ và mặt dán nhựa


4.2.1. Các hợp kim bạc-palladium
Hợp kim có màu trắng, chủ yếu là bạc, có ≥25% palladium; là một hợp kim quí và hạn chế
được sự đổi màu của bạc. Có thể có một lượng nhỏ đồng, vàng.
Hợp kim Ag-Pd không có đồng gồm 70-72% bạc và 25% palladium có đặc tính cơ học
tương đương typ III hợp kim vàng. Hợp kim Ag-Pd-Cu gồm khoảng 60% bạc, 25% palladium,
15% đồng có đặc tính tương đương typ IV. Tuy vậy, chúng có khuynh hướng dễ bị đổi màu và
ăn mòn hơn hợp kim vàng. Chú ý đừng nhầm các hợp kim này với hợp kim Pd-Ag dược dùng
cho phục hồi sứ-kim loại.
Do nhu cầu thẩm mỹ, ngày càng ít dùng mão toàn kim loại. Các hợp kim dùng cho mão,
cầu sứ-kim loại sẽ được trình bày sau. Đặc điểm lý học các hợp kim rất quí và quí (bao gồm Ag-
Pd) để làm phục hình toàn kim loại và sứ-kim loại đã được trình bày trong bảng 20-5.

4.2.2. Các hợp kim nickel-chromium và cobalt-chromium
Sự phát triển của các hợp kim thường (không quý) cobalt-chromium (Co-Cr) cho các ứng
dụng đúc trong nha khoa năm bắt đầu từ 1928, trong những năm sau đó, các hợp kim Ni-Cr và
Ni-Co-Cr được đưa vào sử dụng và được chấp nhận ngày càng rộng rãi, chiếm ưu thế trong việc

lựa chọn làm mão, cầu, hàm khung…(bảng 20.8)
So sánh với hợp kim vàng loại IV đã được ADA chứng nhận, những hợp kim của Co, Ni
và Titan nguyên chất có đặc điểm là giá thành và tỷ trọng thấp hơn, độ cứng cao hơn, môđun đàn
hồi cao hơn và có thể so sánh được khả năng kháng mờ và kháng mòn trên lâm sàng. Gần đây, các
hợp kim Ti-Al-V (vanadium) và Titan nguyên chất được đưa vào thực hiện các phục hồi sứ sườn
kim loại.
Năm 1978, một khảo sát trên 1000 chủ labo ở Hoa kỳ, cho thấy chỉ 29% các labo sử dụng
các hợp kim Ni-Cr hoặc Co-Cr cho những phục hồi bằng kim loại, sứ-kim loại. Vào năm 1980 và
1981, tỉ lệ các labo sử dụng những hợp kim không quý nói trên tăng lên lần lượt 66% và 71%, do
sự không ổn định về giá của hợp kim quý trong giai đoạn này. Hầu hết các labo nha khoa thích sử
dụng hợp kim Ni-Cr hơn Co-Cr. Các hợp kim Ni-Cr-Be vẫn phổ biến mặc dù chứa khả năng gây
độc của Beryllium (Be) và dị ứng của Nickel.

Các hợp kim Ni-Cr:
sử dụng làm mão răng và các phục hình cố định từng phần chứa từ 61% - 81% Ni, 11% -
27% Cr, 2%- 5% Molybdenum (theo khối lượng).

Các hợp kim Co-Cr
điển hình chứa 53%- 67% Co, 25%-32% Cr, 2%- 6% Molybdenium (theo khối lượng).
Trong hợp kim trên, Chromium rất cần thiết để tạo được tính thụ động và kháng ăn mòn;
các hợp kim này và các hợp kim Cr-Co, Fe-Cr cũng có thể chứa một hay nhiều những nguyên tố
sau: nhôm (aluminum: Al), beryllium ( Be), borium (B), cobalt (Co), đồng (Cu), cerium (Ce),
gallium (Ga), sắt (iron: Fe), mangan (manganese: Mn), niobium (Nb) (còn gọi là columbium),
silic (silicon: Si), thiếc (tin: Sn), Titanium (Ti), Zirconium (Zr). Thành phần điển hình một số
hợp kim không quí cho các phục hồi sứ-kim loại được nêu ở bảng 20-8.
Các hợp kim không quý nóng chảy ở nhiệt độ cao, bột đúc sử dụng cho hợp kim này phải
có chất kết dính là phosphate hay silica. Hơn nữa, phải sử dụng nguồn nhiệt cao khi đúc và đòi
hỏi quan trọng hơn là bù trừ sự co rút của vật đúc ở nhiệt độ cao để đạt được sự khít sát chấp
nhận được trên lâm sàng.

4.2.3. Các hợp kim không quí khác
Hợp kim nhôm-đồng thiếc (aluminum bronze alloy)
Đồng thiếc (còn gọi là đồng đỏ: bronze) gồm đồng (copper: Cu) và thiếc (tin: Sn). Trong
nha khoa, hợp kim nhôm-đồng thiếc (aluminum bronze alloy) có thể được sử dụng gồm 81-88%
Cu, 7-11% Al, 2-4% Ni, 1-4% Fe (theo khối lượng). Tuy vậy, nó ít được dùng vì đồng có
khuynh hướng phản ứng tạo thành sulfide, làm đổi màu.

www.hoangtuhung.com


15

Titanium và hợp kim titanium
Có thể dùng cho toàn kim loại, sứ-kim loại và khung. Sẽ được trình bày trong bài
“Tianium và hợp kim titanium).

Bảng 20-8. Các hợp kim thường điển hình cho phục hồi sứ kim loại (Typical base
metal alloys for metal-ceramic restorations)

Thành phần ( phần trăm khối lượng)
Tên hợp kim&Nhà SX
Ni Co Cr Be Mo W Ru
Rexillium III (Jeneric/Pentron) 76 0.3 14 1.8 5
Litecast B (Williams Dental Co.) 78 13 1.7 4
Neptune (Jeneric/Pentron) 62 22 9
Forte(Unitek/ 3M) 62 22 9
Genesis II (J. F. Jelenko & Co.) 53 27 3
Ultra 100 (Unitek/ 3M) 52 28
Novarex (Jeneric/Pentron) 55 25 10 5

www.hoangtuhung.com