Processus de revêtement sous vide PVD et matériaux pour les dents artificielles métalliques
一、Matériaux de base
1. Matériaux de substrat (sous-coltures métalliques pour dents artificielles)
| Type de matériau | Composition et spécifications | Scénarios d'application | Principaux avantages |
| Alliage de cobalt-chrome (Co-Cr) | Co: 56-67,8%, Cr: 30-40%, graphène: 0,1 à 0,6%, nanotubes de carbone: 0,1 à 0,6%, hydroxyapatite: 2 à 3% | Prothèses partielles amovibles, ponts fixes | Haute résistance, résistance à la corrosion, faible coût |
| Légures de titane (Ti-6Al-4V) | Ti: 90%, Al: 6%, V: 4% | autres appareils pour la fabrication des produits du noyau ou de la tôle | Excellente biocompatibilité, promotion de l'intégration osseuse |
2. Matériaux de revêtement (couches de dépôt PVD)
| Matériau de revêtement | Formule chimique | Indicateurs de performance | Les avantages de l'application dentaire |
| Carbonitrure de titane | Le TiCN | Dureté > 35 GPa, résistance à l'usure, couleur or rose | Matching esthétique des gencives, longue durée de vie |
| Nitrure de titane | TiN | Dureté 20-25 GPa, résistance à la corrosion | Apparence classique en or, faible dégagement d'ions |
| Le carbone, comme le diamant | Le DLC | Coefficient de frottement.1, une surface lisse | Réduit l'usure des dents opposées, antibactérien |
| Hydroxyapatite | Pour le calcul de la teneur en dioxyde de carbone, il est nécessaire de déterminer la teneur en dioxyde de carbone. | Composition biodégradable et osseuse | Améliore l'osseo-intégration et la biocompatibilité des gencives |
3. Matériaux auxiliaires
- Gaz de procédé: Argon de haute pureté (Ar, 99,999%+ pour pulvérisation/nettoyage), azote (N2, pour la formation de nitrures)
- Agents de nettoyage: Solution dégraissante alcaline (concentration de 5 à 10%), éthanol anhydre, hydroxyapatite 研磨 poudre (0,5 μm/40 μm)
- Matériaux cibles: cibles pour le titane (Ti), cibles pour l'alliage titane-aluminium (Ti-Al), cibles pour le graphite (pour le DLC)
二、Processus de revêtement standard (machine de revêtement sous vide PVD)
Étape 1: Pré-traitement (critique pour l'adhésion)
- Nettoyage mécanique
- Nettoyage par ultrasons: 20 à 30 minutes dans une solution alcaline (60 à 80 °C) pour éliminer l'huile ou les contaminants
- Le polissage de surface: polissage manuel à l'aide d'une poudre d'hydroxyapatite de 0,5 μm, suivi d'un polissage par ultrasons dans une suspension d'éthanol (40 μm de poudre HA) pendant 20 minutes
- Séchage: 10-20 minutes à 60-80°C pour éliminer l'humidité résiduelle (tension de surface: 30-50 mN/m)
- Activation chimique
- Gravure acide (pour les alliages Co-Cr): diluer la solution d'acide chlorhydrique pour créer une surface micro-rough
- Passivation: solution d'acide nitrique (pH 2-4) pour former un film d'oxyde dense, améliorant la résistance à la corrosion
- Nettoyage par plasma
- Décharge lumineuse d'argon dans une chambre à vide (10-2 Pa)
- Bombardement ionique à haute énergie pour éliminer les oxydes à l'échelle nanométrique et activer les atomes de surface
Étape 2: établissement de l'environnement sous vide
- Évacuation en deux étapes
- Pompage à l'état brut: la pompe mécanique réduit la pression à < 10 Pa
- Pompage fin: pompe turbomoleculaire + pompe de sublimation au titane pour atteindre 10−3~10−4 Pa (vacuum ultra-haute)
- Purification des gaz
- Le piège à froid à basse température (-120°C) élimine l'humidité
- Le getter en zirconium-aluminium purifie les gaz de procédé à une pureté de 99,999%+
Étape 3: dépôt de revêtement (contrôle de processus clé)
| Étape du processus | Paramètres opérationnels | Notes techniques |
| Pré-traitement cible | Objectifs d'arc: 3-5 secondes d'arc à faible puissance (A); cibles de pulvérisation: 10-15 min avant pulvérisation | Élimine les oxydes de surface cibles |
| Chauffage du substrat | Chauffage par infrarouge à 200 à 300 °C (alliage de Ti) / 300 à 500 °C (alliage de Co-Cr) | Favorise la cristallisation du revêtement |
| Bombardement ionique | Voltage de biais négatif: -50~-200V; débit d'argon: 20-50 cm3 | Améliore la liaison entre les interfaces |
| Dépôt réactif | - TiCN: cible de Ti + N2/CH4 (ratio VCR 3:1): cible de Ti + N2 (pression partielle 0,5-1 Pa) - DLC: cible de graphite + Ar/C2H2 | Contrôle de la stéchiométrie par revêtement |
| Contrôle du taux de dépôt | Dépôt d'arc: 0,5-2 μm/min; pulvérisation par magnétron: 0,1-0,5 μm/min | Épaisseur du revêtement: 3-8 μm (uniformité ±5%) |
Étape 4: Après-traitement et inspection de la qualité
- Réglage sous vide
- Température: 300 à 400°C; durée de rétention: 1 à 2 heures
- Élimine le stress interne et améliore la cristallinité du revêtement
- Tests de performance
- Adhésion: essai de coupe transversale (grade ASTM D3359, 5B) ou indentation Rockwell (grade HF1)
- Résistance à la corrosion: essai de pulvérisation de sel neutre (NSS, 500 heures sans rouille)
- Qualité de surface: Ra ≤ 0,05 μm (mesure par profilomètre); stabilité de la couleur (ΔE 0,7 après 34 jours d'immersion dans le NaCl)
- Finition finale
- Polissage de précision pour ajuster l'ajustement d'occlusion
- Nettoyage par ultrasons pour éliminer les résidus post-traitement
(Note: le contenu du document peut être produit par AI)
