Quá trình phủ chân không PVD và vật liệu cho răng nhân tạo kim loại
一、Các vật liệu cốt lõi
1. Vật liệu nền (các cơ sở răng nhân tạo bằng kim loại)
| Loại vật liệu | Thành phần và thông số kỹ thuật | Các kịch bản ứng dụng | Ưu điểm chính |
| Hợp kim Cobalt-Chromium (Co-Cr) | Co: 56-67.8%, Cr: 30-40%, graphene: 0.1-0.6%, ống nano carbon: 0.1-0.6%, hydroxyapatite: 2-3% | Mẫu răng giả có thể tháo rời một phần, cầu cố định | Sức mạnh cao, chống ăn mòn, chi phí thấp |
| Hợp kim titan (Ti-6Al-4V) | Ti: 90%, Al: 6%, V: 4% | Các vương miện được hỗ trợ bằng cấy ghép, trụ cột | Tương thích sinh học tuyệt vời, thúc đẩy hội nhập xương |
2. Vật liệu phủ (mảng lắng đọng PVD)
| Vật liệu sơn | Công thức hóa học | Chỉ số hiệu suất | Lợi thế của việc sử dụng nha khoa |
| Titanium Carbonitride | TiCN | Độ cứng > 35 GPa, chống mòn, màu vàng hồng | Phù hợp nướu thẩm mỹ, tuổi thọ dài |
| Titanium Nitride | TiN | Độ cứng 20-25 GPa, chống ăn mòn | Sự xuất hiện vàng cổ điển, giải phóng ion thấp |
| Carbon giống kim cương | DLC | Tỷ lệ ma sát.1, bề mặt mịn | Giảm mài mòn răng đối diện, chống vi khuẩn |
| Hydroxyapatite | HA (Ca10 ((PO4) 6 ((OH) 2) | Thành phần phân hủy sinh học, giống xương | Nâng cao sự tích hợp xương, khả năng tương thích sinh học của nướu |
3. Vật liệu phụ trợ
- Khí quá trình: Argon tinh khiết cao (Ar, 99,999%+ để phun/giặt), nitơ (N2, để tạo nitride)
- Các chất tẩy rửa: dung dịch khử mỡ kiềm (5-10% nồng độ), ethanol anhidrô, hydroxyapatite 研磨 bột (0,5μm/40μm)
- Vật liệu mục tiêu: Mục tiêu titan (Ti), mục tiêu hợp kim titan-aluminium (Ti-Al), mục tiêu graphit (đối với DLC)
二、Phương pháp sơn tiêu chuẩn (máy sơn chân không PVD)
Giai đoạn 1: Phương pháp điều trị trước (Điều quan trọng đối với sự gắn kết)
- Làm sạch cơ khí
- Làm sạch siêu âm: 20-30 phút trong dung dịch kiềm (60-80 °C) để loại bỏ dầu / chất gây ô nhiễm
- Sơn bề mặt: Sơn thủ công bằng bột hydroxyapatite 0,5μm, tiếp theo là sơn siêu âm trong dung dịch ethanol (40μm bột HA) trong 20 phút
- Làm khô: 10-20 phút ở nhiệt độ 60-80 °C để loại bỏ độ ẩm còn lại (căng thẳng bề mặt: 30-50 mN/m)
- Quá trình kích hoạt hóa học
- Chụp bằng axit (đối với hợp kim Co-Cr): Loại hóa dung dịch axit clorua để tạo ra bề mặt thô vi
- Passivation: dung dịch axit nitric (pH 2-4) để tạo thành bộ phim oxit dày đặc, tăng khả năng chống ăn mòn
- Làm sạch huyết tương
- Argon phát ra ánh sáng trong buồng chân không (10-2 Pa)
- Bắn phá ion năng lượng cao để loại bỏ các oxit quy mô nano và kích hoạt các nguyên tử bề mặt
Giai đoạn 2: Thiết lập môi trường chân không
- Việc sơ tán hai giai đoạn
- Máy bơm thô: Máy bơm cơ khí làm giảm áp suất xuống < 10 Pa
- Bơm mịn: Bơm turbomolecular + bơm titanium sublimation để đạt 10-3 ~ 10-4 Pa (không khí cực cao)
- Làm sạch khí
- Bẫy lạnh nhiệt độ thấp (-120 ° C) loại bỏ độ ẩm
- Zirconium-aluminium getter tinh khiết khí quá trình đến 99,999% + độ tinh khiết
Giai đoạn 3: Lấy lớp phủ (kiểm soát quy trình chính)
| Bước quy trình | Các thông số hoạt động | Ghi chú kỹ thuật |
| Mục tiêu trước khi điều trị | Mục tiêu cung: 3-5s cung năng lượng thấp (A); Mục tiêu phun: 10-15min trước phun | Loại bỏ các oxit bề mặt mục tiêu |
| Sưởi ấm nền | Nhiệt độ hồng ngoại đến 200-300 °C (Ti hợp kim) / 300-500 °C (Co-Cr hợp kim) | Thúc đẩy kết tinh lớp phủ |
| Việc ném bom ion | Điện áp thiên vị âm: -50 ~ 200V; Dòng chảy Argon: 20-50 cm2 | Cải thiện kết nối giao diện |
| Phân tích phản ứng | - TiCN: Ti mục tiêu + N2/CH4 (tỷ lệ VCR 3:1): Ti mục tiêu + N2 (đánh áp 0,5-1 Pa) - DLC: Graphite mục tiêu + Ar/C2H2 | Kiểm soát lớp phủ stoichiometry |
| Kiểm soát tỷ lệ gửi tiền | Sự lắng đọng cung: 0,5-2 μm/min; Magnetron sputtering: 0,1-0,5 μm/min | Độ dày lớp phủ: 3-8 μm (sự đồng nhất ±5%) |
Giai đoạn 4: Sau khi xử lý và kiểm tra chất lượng
- Tấm hút bụi
- Nhiệt độ: 300-400°C; Thời gian giữ: 1-2 giờ
- Loại bỏ căng thẳng bên trong và cải thiện độ tinh thể lớp phủ
- Kiểm tra hiệu suất
- Sự bám sát: Thử nghiệm cắt ngang (ASTM D3359, lớp 5B) hoặc Rockwell (thể loại HF1)
- Kháng ăn mòn: Thử nghiệm phun muối trung tính (NSS, 500 giờ không rỉ sét)
- Chất lượng bề mặt: Ra ≤0,05 μm (đánh giá bằng hồ sơ); Độ ổn định màu sắc (ΔE 0,7 sau 34 ngày ngâm trong NaCl)
- Kết thúc
- Đánh bóng chính xác để điều chỉnh phù hợp khép kín
- Làm sạch siêu âm để loại bỏ các dư lượng sau chế biến
(Lưu ý: tài liệu phần nội dung có thể được tạo ra bởi AI)
