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Processo de Revestimento a Vácuo PVD e Materiais para Dentes Artificiais de Metal

2025-12-23

Últimas notícias da empresa sobre Processo de Revestimento a Vácuo PVD e Materiais para Dentes Artificiais de Metal

Processo de revestimento a vácuo PVD e materiais para dentes artificiais metálicos

一、Materiais essenciais

1Materiais de substrato (base metálica de dentes artificiais)

 

Tipo de material Composição e especificações Cenários de aplicação Principais vantagens
Liga de cobalto-cromo (Co-Cr) Co: 56-67,8%, Cr: 30-40%, grafeno: 0,1-0,6%, nanotubos de carbono: 0,1-0,6%, hidroxiapatita: 2-3% Prótese parcial removível, pontes fixas Alta resistência, resistência à corrosão, baixo custo
Liga de titânio (Ti-6Al-4V) Ti: 90%, Al: 6%, V: 4% Coroas e pilares de apoio de implantes Excelente biocompatibilidade, promoção da osseointegração

2Materiais de revestimento (camadas de deposição PVD)

 

Material de revestimento Fórmula química Métricas de desempenho Vantagens da aplicação dentária
Carbonitreto de titânio TiCN Dureza > 35 GPa, resistência ao desgaste, cor dourado-rosa Aplicação estética das gengivas, longa vida útil
Nitreto de titânio TiN Dureza 20-25 GPa, resistência à corrosão Aparência de ouro clássico, baixa liberação de íons
Carbono semelhante ao diamante DLC Coeficiente de atrito.1, superfície lisa Reduz o desgaste nos dentes opostos, antibacteriano
Hidroxiapatita HA (Ca10(PO4) 6 ((OH) 2) Biodegradável, composição semelhante ao osso Melhora a osseointegração, a biocompatibilidade gengival

3Materiais auxiliares

  • Gases de processo: Argão de alta pureza (Ar, 99,999%+ para pulverização/limpeza), nitrogénio (N2, para formação de nitritos)
  • Agentes de limpezaSolução desengrasante alcalina (concentração de 5 a 10%), etanol anidro, hidroxiapatita 研磨 pó (0,5 μm/40 μm)
  • Materiais-alvo: alvos de titânio (Ti), alvos de liga de titânio-alumínio (Ti-Al), alvos de grafite (para DLC)

二、Processo de revestimento padrão (máquina de revestimento a vácuo PVD)

Fase 1: Pré-tratamento (crítico para a adesão)

  • Limpeza mecânica
    • Limpeza por ultra-som: 20-30 minutos em solução alcalina (60-80°C) para remover óleo/contaminantes
    • Moagem da superfície: polir manualmente com pó de hidroxiapatita de 0,5 μm, seguido de moagem por ultra-som em suspensão de etanol (40 μm de pó HA) durante 20 minutos
    • Secagem: 10-20 minutos a 60-80°C para eliminar a umidade residual (tensão superficial: 30-50 mN/m)
  • Ativação química
    • Gravação ácida (para ligas de Co-Cr): diluir a solução de ácido clorídrico para criar uma superfície micro-ruda
    • Passivação: solução de ácido nítrico (pH 2-4) para formar uma película densa de óxido, aumentando a resistência à corrosão
  • Limpeza de plasma
    • Descarga luminosa de argônio na câmara de vácuo (10-2 Pa)
    • Bombardeio iônico de alta energia para remover óxidos em nanoescala e ativar átomos de superfície

Fase 2: Estabelecimento do ambiente de vácuo

  • Evacuação em duas etapas
    • Bombação em bruto: Bomba mecânica reduz a pressão para < 10 Pa
    • Bombeamento fino: bomba turbomolecular + bomba de sublimação de titânio para atingir 10−3~10−4 Pa (vácuo ultra-alto)
  • Purificação de gases
    • A armadilha fria de baixa temperatura (-120°C) elimina a umidade
    • O getter de zircônio e alumínio purifica os gases de processo para uma pureza superior a 99,999%

Fase 3: Deposição de revestimento (controlo de processo chave)

 

Passo do processo Parâmetros operacionais Notas técnicas
Pre-tratamento de alvo Alvos de arco: 3-5s de arco de baixa potência (A); alvos de pulverização: 10-15min de pré-pulverização Elimina óxidos da superfície alvo
Aquecimento do substrato Aquecimento a infravermelho a 200-300°C (liga de Ti) / 300-500°C (liga de Co-Cr) Promove a cristalização do revestimento
Bombardeio de íons Voltagem de desvio negativo: -50~-200V; fluxo de argônio: 20-50 cm3 Melhora a ligação da interface
Deposição reativa - TiCN: alvo Ti + N2/CH4 (ratio VCR 3:1): alvo Ti + N2 (pressão parcial 0,5-1 Pa) - DLC: alvo Grafite + Ar/C2H2 Controles de estoiquiometria de revestimento
Controlo da taxa de depósito Deposição de arco: 0,5-2 μm/min; pulverização por magnetron: 0,1-0,5 μm/min Espessura do revestimento: 3-8 μm (uniformidade ±5%)

Fase 4: Pós-tratamento e inspecção da qualidade

  • Anilhamento a vácuo
    • Temperatura: 300-400°C; tempo de retenção: 1-2 horas
    • Elimina o esforço interno e melhora a cristalinidade do revestimento
  • Teste de desempenho
    • Adesão: Ensaio de corte transversal (ASTM D3359, grau 5B) ou indentamento de Rockwell (grau HF1)
    • Resistência à corrosão: ensaio neutro com sal (NSS, 500 horas sem ferrugem)
    • Qualidade da superfície: Ra ≤ 0,05 μm (medida por perfilómetro); estabilidade da cor (ΔE 0,7 após 34 dias de imersão em NaCl)
  • Finalização final
    • Polir de precisão para ajustar a adequação da oclusão
    • Limpeza por ultra-som para remover resíduos de pós-processamento

(Nota: o conteúdo do documentário pode ser criado pela AI)

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