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Proceso de recubrimiento al vacío PVD y materiales para dientes artificiales metálicos

2025-12-23

Últimas noticias de la empresa sobre Proceso de recubrimiento al vacío PVD y materiales para dientes artificiales metálicos

Proceso y Materiales de Recubrimiento al Vacío PVD para Dientes Artificiales Metálicos

一、Materiales Principales

1. Materiales del Sustrato (Bases de Dientes Artificiales Metálicos)

 

Tipo de Material Composición y Especificaciones Escenarios de Aplicación Ventajas Clave
Aleación 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% Prótesis parciales removibles, puentes fijos Alta resistencia, resistencia a la corrosión, bajo costo
Aleación de Titanio (Ti-6Al-4V) Ti: 90%, Al: 6%, V: 4% Coronas soportadas por implantes, pilares Excelente biocompatibilidad, promoción de la osteointegración

2. Materiales de Recubrimiento (Capas de Deposición PVD)

 

Material de Recubrimiento Fórmula Química Métricas de Rendimiento Ventajas de Aplicación Dental
Carbonitruro de Titanio TiCN Dureza >35 GPa, resistencia al desgaste, color oro rosa Combinación estética gingival, larga vida útil
Nitruro de Titanio TiN Dureza 20-25 GPa, resistencia a la corrosión Apariencia dorada clásica, baja liberación de iones
Carbono Tipo Diamante DLC Coeficiente de fricción .1, superficie lisa Reduce el desgaste en los dientes opuestos, antibacteriano
Hidroxiapatita HA (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂) Biodegradable, composición similar al hueso Mejora la osteointegración, biocompatibilidad gingival

3. Materiales Auxiliares

  • Gases de Proceso: Argón de alta pureza (Ar, 99.999%+ para pulverización/limpieza), nitrógeno (N₂, para la formación de nitruros)
  • Agentes de Limpieza: Solución alcalina desengrasante (concentración 5-10%), etanol anhidro, polvo de hidroxiapatita 研磨 (0.5μm/40μm)
  • Materiales Objetivo: Objetivos de titanio (Ti), objetivos de aleación de titanio-aluminio (Ti-Al), objetivos de grafito (para DLC)

二、Proceso de Recubrimiento Estándar (Máquina de Recubrimiento al Vacío PVD)

Etapa 1: Pre-Tratamiento (Crítico para la Adhesión)

  • Limpieza Mecánica
    • Limpieza ultrasónica: 20-30 minutos en solución alcalina (60-80℃) para eliminar aceite/contaminantes
    • Rectificado de superficie: Pulido manual con polvo de hidroxiapatita de 0.5μm, seguido de rectificado ultrasónico en suspensión de etanol (polvo HA de 40μm) durante 20 minutos
    • Secado: 10-20 minutos a 60-80℃ para eliminar la humedad residual (tensión superficial: 30-50 mN/m)
  • Activación Química
    • Grabado ácido (para aleaciones Co-Cr): Solución de ácido clorhídrico diluido para crear una superficie micro-rugosa
    • Pasivación: Solución de ácido nítrico (pH 2-4) para formar una película de óxido densa, mejorando la resistencia a la corrosión
  • Limpieza por Plasma
    • Descarga de resplandor de argón en cámara de vacío (10⁻² Pa)
    • Bombardeo de iones de alta energía para eliminar óxidos a nanoescala y activar átomos de la superficie

Etapa 2: Establecimiento del Entorno de Vacío

  • Evacuación de Doble Etapa
    • Bombeo preliminar: Bomba mecánica reduce la presión a<10 Pa
    • Bombeo fino: Bomba turbomolecular + bomba de sublimación de titanio para alcanzar 10⁻³~10⁻⁴ Pa (vacío ultra alto)
  • Purificación de Gas
    • Trampa fría de baja temperatura (-120℃) elimina la humedad
    • Captador de circonio-aluminio purifica los gases de proceso a una pureza del 99.999%+

Etapa 3: Deposición del Recubrimiento (Control Clave del Proceso)

 

Paso del Proceso Parámetros Operacionales Notas Técnicas
Pre-Tratamiento del Objetivo Objetivos de arco: Arco de baja potencia de 3-5s (A); Objetivos de pulverización: Pre-pulverización de 10-15min Elimina los óxidos de la superficie del objetivo
Calentamiento del Sustrato Calentamiento por infrarrojos a 200-300℃ (aleación de Ti) / 300-500℃ (aleación de Co-Cr) Promueve la cristalización del recubrimiento
Bombardeo Iónico Voltaje de polarización negativo: -50~-200V; Flujo de argón: 20-50 sccm Mejora la unión de la interfaz
Deposición Reactiva - TiCN: Objetivo de Ti + N₂/CH₄ (relación VCR 3:1) : Objetivo de Ti + N₂ (presión parcial 0.5-1 Pa) - DLC: Objetivo de grafito + Ar/C₂H₂ Controla la estequiometría del recubrimiento
Control de la Tasa de Deposición Deposición por arco: 0.5-2 μm/min; Pulverización magnetrón: 0.1-0.5 μm/min Espesor del recubrimiento: 3-8 μm (uniformidad ±5%)

Etapa 4: Post-Tratamiento e Inspección de Calidad

  • Recocido al Vacío
    • Temperatura: 300-400℃; Tiempo de espera: 1-2 horas
    • Elimina la tensión interna y mejora la cristalinidad del recubrimiento
  • Pruebas de Rendimiento
    • Adhesión: Prueba de corte transversal (ASTM D3359, grado 5B) o indentación Rockwell (grado HF1)
    • Resistencia a la corrosión: Prueba de niebla salina neutra (NSS, 500 horas sin óxido)
    • Calidad de la Superficie: Ra ≤0.05 μm (medición con perfilómetro); Estabilidad del color (ΔE .7 después de 34 días de inmersión en NaCl)
  • Acabado Final
    • Pulido de precisión para ajustar el ajuste de la oclusión
    • Limpieza ultrasónica para eliminar residuos de post-procesamiento

（Nota: El contenido parcial del documento puede ser generado por IA）

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