PVD Vakum Kaplama Prosesi ve Metal Yapay Dişler için Malzemeler
一、Çekirdek Malzemeler
1. Alt Tabaka Malzemeleri (Metal Yapay Diş Tabanları)
| Malzeme Türü | Bileşim ve Özellikler | Uygulama Senaryoları | Temel Avantajlar |
| Kobalt-Krom (Co-Cr) Alaşımı | Co: %56-67.8, Cr: %30-40, grafit: %0.1-0.6, karbon nanotüpler: %0.1-0.6, hidroksiapatit: %2-3 | Çıkarılabilir kısmi protezler, sabit köprüler | Yüksek mukavemet, korozyon direnci, düşük maliyet |
| Titanyum Alaşımı (Ti-6Al-4V) | Ti: %90, Al: %6, V: %4 | İmplant destekli kuronlar, abutmentler | Mükemmel biyouyumluluk, osteointegrasyon teşviki |
2. Kaplama Malzemeleri (PVD Biriktirme Katmanları)
| Kaplama Malzemesi | Kimyasal Formül | Performans Ölçütleri | Diş Uygulama Avantajları |
| Titanyum Karbonitrit | TiCN | Sertlik >35 GPa, aşınma direnci, gül-altın rengi | Estetik diş eti uyumu, uzun hizmet ömrü |
| Titanyum Nitrit | TiN | Sertlik 20-25 GPa, korozyon direnci | Klasik altın görünümü, düşük iyon salınımı |
| Elmas Benzeri Karbon | DLC | Sürtünme katsayısı .1, pürüzsüz yüzey | Karşıt dişlerde aşınmayı azaltır, antibakteriyel |
| Hidroksiapatit | HA (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂) | Biyolojik olarak parçalanabilir, kemik benzeri bileşim | Osteointegrasyonu artırır, diş eti biyouyumluluğu |
3. Yardımcı Malzemeler
- Proses Gazları: Yüksek saflıkta argon (Ar, püskürtme/temizlik için %99.999+), azot (N₂, nitrit oluşumu için)
- Temizleme Ajanları: Alkali yağ alma solüsyonu (%5-10 konsantrasyon), susuz etanol, hidroksiapatit研磨 tozu (0.5μm/40μm)
- Hedef Malzemeler: Titanyum (Ti) hedefleri, titanyum-alüminyum (Ti-Al) alaşım hedefleri, grafit hedefleri (DLC için)
二、Standart Kaplama Prosesi (PVD Vakum Kaplama Makinesi)
Aşama 1: Ön İşlem (Yapışma İçin Kritik)
- Mekanik Temizlik
- Ultrasonik temizleme: Yağı/kirleticileri gidermek için alkali solüsyonda (60-80℃) 20-30 dakika
- Yüzey taşlama: 0.5μm hidroksiapatit tozu ile manuel parlatma, ardından 20 dakika etanol süspansiyonunda (40μm HA tozu) ultrasonik taşlama
- Kuruma: Kalan nemi gidermek için 60-80℃'de 10-20 dakika (yüzey gerilimi: 30-50 mN/m)
- Kimyasal Aktivasyon
- Asidik dağlama (Co-Cr alaşımları için): Mikro pürüzlü yüzey oluşturmak için seyreltik hidroklorik asit solüsyonu
- Pasivasyon: Yoğun oksit filmi oluşturmak, korozyon direncini artırmak için nitrik asit solüsyonu (pH 2-4)
- Plazma Temizleme
- Vakum odasında argon parlaması deşarjı (10⁻² Pa)
- Nano ölçekli oksitleri gidermek ve yüzey atomlarını aktive etmek için yüksek enerjili iyon bombardımanı
Aşama 2: Vakum Ortamı Oluşturma
- Çift Kademeli Tahliye
- Kaba pompalama: Mekanik pompa basıncı <10 Pa'ya düşürür
- İnce pompalama: 10⁻³~10⁻⁴ Pa'ya ulaşmak için türbomoleküler pompa + titanyum süblimasyon pompası (ultra yüksek vakum)
- Gaz Arıtma
- Düşük sıcaklıklı soğuk tuzak (-120℃) nemi giderir
- Zirkonyum-alüminyum tutucu, proses gazlarını %99.999+ saflığa kadar arıtır
Aşama 3: Kaplama Biriktirme (Temel Proses Kontrolü)
| Proses Adımı | Çalışma Parametreleri | Teknik Notlar |
| Hedef Ön İşlemi | Ark hedefleri: 3-5s düşük güçlü ark (A); Püskürtme hedefleri: 10-15dk ön püskürtme | Hedef yüzey oksitlerini giderir |
| Alt Tabaka Isıtma | 200-300℃'ye (Ti alaşımı) / 300-500℃'ye (Co-Cr alaşımı) kızılötesi ısıtma | Kaplama kristalleşmesini teşvik eder |
| İyon Bombardımanı | Negatif önyargı voltajı: -50~-200V; Argon akışı: 20-50 sccm | Arayüz bağını artırır |
| Reaktif Biriktirme | - TiCN: Ti hedefi + N₂/CH₄ (VCR oranı 3:1) : Ti hedefi + N₂ (kısmi basınç 0.5-1 Pa) - DLC: Grafit hedefi + Ar/C₂H₂ | Kaplama stokiometrisini kontrol eder |
| Biriktirme Hızı Kontrolü | Ark biriktirme: 0.5-2 μm/dak; Magnetron püskürtme: 0.1-0.5 μm/dak | Kaplama kalınlığı: 3-8 μm (homojenlik ±%5) |
Aşama 4: Son İşlem ve Kalite Kontrolü
- Vakum Tavlama
- Sıcaklık: 300-400℃; Bekletme süresi: 1-2 saat
- İç stresi ortadan kaldırır ve kaplama kristalliğini iyileştirir
- Performans Testi
- Yapışma: Çapraz kesme testi (ASTM D3359, 5B sınıfı) veya Rockwell girintisi (HF1 sınıfı)
- Korozyon direnci: Nötr tuz püskürtme testi (NSS, 500 saat paslanma yok)
- Yüzey Kalitesi: Ra ≤0.05 μm (profilometre ölçümü); Renk kararlılığı (ΔE .7, 34 gün NaCl daldırmadan sonra)
- Son Rötuş
- Oklüzyon uyumunu ayarlamak için hassas parlatma
- İşlem sonrası kalıntıları gidermek için ultrasonik temizleme
（Not: Belge içeriğinin bir kısmı yapay zeka tarafından oluşturulmuş olabilir）
