فرآیند پوشش خلاء PVD و مواد برای دندان های مصنوعی فلزی
一٬ مواد هسته ای
1مواد زیربنایی (پایگاه های مصنوعی دندان فلزی)
| نوع ماده | ترکیب و مشخصات | سناریوهای کاربرد | مزیت های اصلی |
| آلیاژ کوبالت کرومیوم (Co-Cr) | Co: 56-67.8٪، Cr: 30-40٪، گرافین: 0.1-0.6٪، نانولوله های کربن: 0.1-0.6٪، هیدروکسیپتیت: 2-3٪ | پروتز های پاره ای قابل برداشتن، پل های ثابت | قدرت بالا، مقاومت در برابر خوردگی، هزینه پایین |
| آلیاژ تیتانیوم (Ti-6Al-4V) | Ti: 90%، Al: 6%, V: 4% | تاج ها و ستون های پشت سر ایمپلنت | سازگاری زیستی عالی، ترویج یکپارچگی استخوان |
2مواد پوشش (پرت های رسوب PVD)
| مواد پوشش | فرمول شیمیایی | معیارهای عملکرد | مزایای استفاده از دندان |
| کربونیتريد تيتانيوم | TiCN | سختی >35 GPa، مقاومت در برابر فرسایش، رنگ طلایی صورتی | تطبیق زیبایی لثه، عمر طولانی |
| نیترید تیتانیوم | TiN | سختی 20-25 GPa، مقاومت در برابر خوردگی | ظاهر طلایی کلاسیک، آزادسازی یونی کم |
| کربن مانند الماس | DLC | ضریب اصطکاک1سطح صاف | کاهش فرسایش روی دندان های مخالف، ضد باکتری |
| هیدروکسیاپاتیت | HA (Ca10 ((PO4) 6 ((OH) 2) | ترکیب بیولوژیکی قابل تجزیه و شبیه استخوان | ارتقای انسجام استخوان، سازگاری زیستی لثه |
3مواد کمکی
- گازهای فرآوری: آرگون خالص (Ar، 99.999٪ + برای پاشاندن / تمیز کردن) ، نیتروژن (N2 برای تشکیل نیترید)
- مواد تمیز کننده: محلول ضد چربی قلیایی (تركيز 5-10٪) ، اتانول بدون آب، هیدروکسیپتیت 研磨 پودر (0.5μm/40μm)
- مواد هدف: هدف های تیتانیوم (Ti) ، هدف های آلیاژ تیتانیوم آلومینیوم (Ti-Al) ، هدف های گرافیتی (برای DLC)
二、 فرآیند پوشش استاندارد (ماشین پوشش خلاء PVD)
مرحله ۱: قبل از درمان (مهم برای چسبیدن)
- تمیز کردن مکانیکی
- تمیز کردن با ماوراء صوت: 20-30 دقیقه در محلول قلیایی (60-80 °C) برای حذف روغن / آلاینده ها
- خرد کردن سطح: پولیش دستی با پودر هیدروکسیپتیت 0.5μm، پس از آن خرد کردن فوق صوتی در معلق اتانول (40μm پودر HA) برای 20 دقیقه
- خشک کردن: 10-20 دقیقه در درجه حرارت 60-80 درجه سانتیگراد برای حذف رطوبت باقی مانده (توجه سطحی: 30-50 mN/m)
- فعال سازی شیمیایی
- حکاکی اسیدی (برای آلیاژ های Co-Cr): محلول اسید کلریدریک را رقیق کنید تا سطح میکرو خشن ایجاد شود
- غیرفعال سازی: محلول اسید نیتریک (pH 2-4) برای تشکیل فیلم اکسید متراکم، افزایش مقاومت در برابر خوردگی
- پاکسازی پلاسما
- تخلیه نور آرگون در اتاق خلاء (10-2 Pa)
- بمب گذاری یون با انرژی بالا برای حذف اکسید های نانو و فعال کردن اتم های سطحی
مرحله ۲: ایجاد محیط خلاء
- تخلیه دو مرحله ای
- پمپاژ خشن: پمپ مکانیکی فشار را به <10 Pa کاهش می دهد
- پمپاژ دقیق: پمپ توربومولیکولی + پمپ سبلیماسیون تیتانیوم تا به 10-3 ~ 10-4 Pa (خاک خالی فوق العاده بالا) برسد
- تصفیه گاز
- دام سرد با دمای پایین (-120 درجه سانتیگراد) رطوبت را از بین می برد
- گتر زرکونیوم آلومینیومی گازهای فرآیند را تا 99.999٪+ پاکسازی می کند
مرحله سوم: رسوب پوشش (کنترل فرآیند کلیدی)
| مرحله فرآیند | پارامترهای عملیاتی | یادداشت های فنی |
| قبل از درمان هدف | اهداف قوس: 3-5s قوس با قدرت پایین (A) ؛ اهداف اسپتر: 10-15 دقیقه قبل از اسپتر | اکسید های سطح هدف را از بین می برد |
| گرمایش بستر | گرمایش مادون قرمز تا 200 تا 300 درجه سانتیگراد (آلیاژ Ti) / 300 تا 500 درجه سانتیگراد (آلیاژ Co-Cr) | باعث کریستالیزه شدن پوشش می شود |
| بمب گذاری یون | ولتاژ تعصب منفی: -50 ~ 200V؛ جریان آرگون: 20-50 cm2 | پیوند رابط را بهبود می بخشد |
| رسوب واکنش پذیر | - TiCN: هدف Ti + N2/CH4 (نسبت VCR 3:1): هدف Ti + N2 (فشار جزئی 0.5-1 Pa) - DLC: هدف گرافیت + Ar/C2H2 | کنترل های پوشش استیکیومتری |
| کنترل نرخ سپرده گذاری | رسوب قوس: 0.5-2 μm/min؛ اسپتر کردن مغناطیس: 0.1-0.5 μm/min | ضخامت پوشش: 3-8 μm (یکسانی ±5%) |
مرحله 4: پس از درمان و بازرسی کیفیت
- خلاء گرم کردن
- دمای: 300 تا 400 درجه سانتیگراد؛ زمان نگه داری: 1-2 ساعت
- استرس داخلی را از بین می برد و کریستالینیت پوشش را بهبود می بخشد
- تست عملکرد
- چسبندگی: آزمایش برش متقابل (ASTM D3359، درجه 5B) یا شکاف راکول (درجه HF1)
- مقاومت در برابر خوردگی: آزمایش اسپری نمک خنثی (NSS، 500 ساعت بدون زنگ)
- کیفیت سطح: Ra ≤0.05 μm (مقادیر پروفیلومتر) ؛ ثبات رنگ (ΔE.7 پس از غوطه ور شدن NaCl 34 روز)
- اتمام نهایی
- پولیش دقیق برای تنظیم مناسب انسداد
- تمیز کردن فوق صوتی برای حذف بقایای پس از پردازش
(نوتیشن: قسمت مطالب مستند ممکن است توسط AI تولید شود)
