Оксид циркония это металл или неметалл

Обновлено: 19.05.2024

Сравнение преимуществ, а также недостатков металлокерамических и диоксидциркониевых зубных протезов: как сделать правильный выбор

Сегодня ортопедическая стоматология располагает большим арсеналом средств, чтобы удовлетворить требования самых взыскательных пациентов. Однако широкий выбор протезных конструкций – повод задуматься, какие из них предпочтительнее. Очень часто такой вопрос возникает про протезы, в составе которых диоксид циркония или металлокерамика. Что лучше? Разберем эту тему в нашей сегодняшней статье.

Сейчас существует множество предложений на любой вкус

Чем обосновано сравнение этих материалов

Почему вопрос о том, что лучше, чаще всего встает про искусственные зубы, где в составе именно металлокерамика или диоксид циркония? Оба этих материала обладают высокой прочностью и износостойкостью. Они хорошо справляются с любой нагрузкой, подходят для восстановления жевательных зубов. Современные технологии позволяют обрабатывать эти материалы таким образом, чтобы они хорошо смотрелись и на зубах, расположенных в зоне улыбки. Да-да, при условии создания конструкций из металлокерамики с плечевой массой и применения действительно качественного дорогостоящего материала, это реально, но раскроем тему чуть позже.

Из них можно делать вкладки, коронки, протяженные мостовидные протезы, а также несъемные конструкции с опорой на импланты. Но на этом сходства, собственно говоря, заканчиваются.

Ключевые показатели, по которым необходимо провести сравнение

Вы не знаете, что вам подойдет больше – коронка из диоксида циркония и металлокерамики? Какая есть разница? Чтобы это понять, предлагаем сравнить изделия по основным показателям: состав материала, способ изготовления, эстетика, гипоаллергенность, уровень комфорта, прочность, срок службы, стоимость.

1. Состав материала

Многие думают, что в основании того и другого типа конструкции присутствует металл. Но это не так. Если говорить про диоксид циркония – это безметалловый материал, полученный путем сложной обработки металла циркона. А в основе металлокерамического изделия действительно настоящий металл, чаще всего – его неблагородные сплавы, например, кобальт и хром.

В основе могут быть разные материалы даже с металлом.

Однако пациенту важно понимать следующее: отдельно взятая коронка, заявленная как металлокерамика или диоксид циркония, может иметь разный состав, соотношение материалов, создаваться с помощью разных технологий – все это оказывает влияние на конечные характеристики изделия.

● с базисом из сплавов благородных металлов: платина, золото, палладий,

● с плечевой массой: здесь усилен слой керамики, благодаря чему конструкция отличается повышенной эстетикой, не окрашивает десну в синий цвет в процессе эксплуатации.

● двусоставные: внутренний каркас выполнен из диоксида циркония, а снаружи присутствует фарфоровое покрытие.

Собственно, все остальные свойства конструкций во многом определяются именно их составом, способом обработки и качеством применяемых материалов. Об этом во всех подробностях будем говорить далее.

2. Способ обработки материала

Как же обрабатывается материал для коронки?

Если перед вами стоит серьезный выбор – металлокерамика или диоксид циркония – учитывайте все моменты. Так, разница есть и в способе изготовления конструкций. А он влияет опять же на характеристики и стоимость изделий.

1. Диоксид циркония

Материал поступает к техникам, создающим протезы, в блоках, которые затем обрабатываются с помощью CAD/CAM-технологий, предполагающих фрезерование на станке с программным управлением. То есть конструкции создаются с помощью инновационных технологий и никак иначе. Они не изготавливаются вручную, потому что материал очень твердый и сложный в обработке. Это делает процесс довольно дорогостоящим. Зато исключает человеческий фактор, просчеты и риски.

Каждый шаг планируется и программируется в специальном компьютерном приложении согласно слепкам челюстей пациента и данным компьютерной томографии. Предварительно врач получает данные с помощью внутриротового, загружает их в программу, обрабатывает. После выпиливания на фрезеровочном станке протез подвергается обжигу, что придает ему высокую прочность.

Такой метод позволяет создавать высокоточные изделия максимально анатомической формы, плотно прилегающие к тканям, исключающие риск развития воспалений под конструкциями.

2. Металлокерамика

В настоящий момент большинство таких изделий создается методом литья, отличающимся простотой, быстротой, ценовой доступностью. Считается, что этот метод позволяет достичь довольно высокой точности в исполнении протезов. То есть они имеют подходящую анатомическую форму, хорошо прилегают к твердым и мягким тканям.

Однако во многом носкость, комфортность и качество прилегания литого изделия все же зависит от врача-ортопеда, который проводил подготовку зуба к протезированию, обтачивал ткани и делал слепки. Если работа выполнена с неточностями, то впоследствии конструкции будут неплотно прилегать к области шейки зуба, под них начнет затекать слюна, попадать пища и бактерии, что вызовет воспаление и необходимость снимать протез, перелечивать зуб.

Квалификация врача очень важна в такой работе

При недостаточно квалифицированной работе ортопеда и техника на выходе также может получиться конструкция, нарушающая прикус, не соответствующая индивидуальным особенностям пациента. А это впоследствии может привести к проблемам с пережевыванием пищи, травмированию тканей периодонта, периодонтиту, болям, перегрузке и преждевременному разрушению зуба.

На заметку! Сегодня производители материалов научились создавать блоки для изготовления протезов из металлокерамики с помощью CAD/CAM-технологий. Такой подход обеспечивает высокую точность исполнения, делает реставрацию максимально комфортной и продляет срок ее службы. Однако это решение уже конкурирует по стоимости с конструкциями из диоксида циркония. А вот отсутствие аллергии и высокую эстетику в зоне улыбки никто не обещает.

3. Совместимость с организмом

Основное отличие коронок из металлокерамики и диоксида циркония в том, что первые способны провоцировать аллергические реакции, индивидуальную непереносимость и гальванический синдром. Но опять же речь про самые дешевые по стоимости и не всегда качественные конструкции из неблагородных сплавов. Особенно те, где есть примеси никеля, вольфрама, молибдена, бериллия. Если в составе золото, серебро, платина – аллергии не будет.

Негативная реакция организма проявляется отечностью, покраснением и воспалением десен, зудом. Может сопровождаться наличием металлического привкуса во рту. При гальванизме возможно нарушение восприятия вкуса пищи, а при запущенности ситуации – неврологические проблемы, общее ухудшение самочувствия, развитие внутренних заболеваний организма.

Негативные последствия могут выражаться разными способами

Что касается изделий из диоксида циркония, то они инертны, отличаются высокой биосовместимостью [1] с организмом, не вызывают никаких отрицательных реакций, подходят аллергикам. Их можно устанавливать при наличии во рту амальгамных пломб и металлических конструкций (ортопедические, ортодонтические, пирсинг), чего нельзя сказать о коронках и мостах с металлическим составом – ведь тогда существует риск развития гальваноза.

На заметку! Минимизировать риск развития аллергии могут коронки с плечевой массой из фарфора. Они изолируют металл от десны, чем препятствуют прямому контакту материала с агрессивной средой полости рта, окислению его слюной, раздражению слизистых.

4. Эстетические показатели

Если проводить сравнение металлокерамики и диоксида циркония по внешнему виду и красоте, то можно однозначно сказать, что второй вариант обладает значительно лучшей эстетикой. Ведь каркас у таких изделий в любом случае белый, а не серый, как у металла. Плюс материал не будет окисляться при взаимодействии со слюной и оставлять на десне некрасивый синюшный след, что бывает заметно при улыбке и часто является следствием ношения металлокерамических протезов.

Значит, циркониевые изделия хорошо подходят не только на жевательные, но и на передние зубы. Однако и здесь есть свои нюансы. Все зависит от вида изделия.

Коронки из циркония с керамическим покрытием

Они действительно отличаются высокой эстетикой, ведь фарфор имеет множество оттенков, благодаря чему удается подобрать цвет конструкции под индивидуальные особенности любого пациента. Именно такие протезы рекомендуется устанавливать в зону улыбки. Однако врачи подчеркивают, что сцепление между диоксидом циркония и керамикой не самое прочное (к слову, у металлокерамики оно даже лучше), поэтому на изделиях возможны сколы верхнего покрытия в процессе эксплуатации.

Появившийся скол — неприятная ситуация

На заметку! Согласно некоторым исследованиям, сколы металлокерамических коронок в долгосрочной перспективе наблюдаются только у 10% пациентов. Это в два раза реже, чем у пациентов, кто отдал предпочтение протезам с диоксидом циркония в основании и керамическим напылением.

Коронки из монолитного циркония

Это невероятно прочный вариант, гарантирующий отсутствие сколов. Но сам по себе материал не обладает множеством оттенков, а также блеском и полупрозрачностью, присущим натуральной эмали. Поэтому в зоне улыбки может смотреться не совсем естественно, выделяться на фоне соседних зубов. В связи с этим до недавнего времени такой вид конструкций рекомендовали только для протезирования жевательных единиц.

Однако в последнее время производители изобрели новую технологию изготовления – Multi-layer. Такие есть в ассортименте следующих брендов: Katana, Prettau, Upcera. Технология позволяет создавать красивые реставрации из цельного материала. При этом в них соблюдается плавный переход от шейки зуба к его режущей части. В итоге получается идеальный по прочности и эстетике вариант.

Важно! Блоки для Multi-layer дорогостоящие, что, естественно, влияет и на конечную стоимость изделия. Поэтому далеко не все клиники работают с ними. А вот говорят о высокой эстетике диоксид циркониевых коронок почти что все стоматологи, хотя при использовании более дешевых блоков белого цвета с минимальной прозрачностью – это достаточно спорный момент. Поэтому если вы хотите ставить протез на переднюю группу зубов, то лучше заранее поинтересоваться, какие материалы будет использовать клиника.

Протезы из металлокерамики

Их серое основание при определенном освещении может просвечивать сквозь фарфоровое напыление, а также через десну, придавая ей синеватый оттенок. Плюс при долгой эксплуатации на границе коронок с десной будет постепенно происходить рецессия тканей, что способствует обнажению края металлического каркаса.

Это критично в зоне улыбки, ведь при открытии рта дефект станет заметен окружающим. Однако при изготовлении коронок с плечевой массой такой проблемы можно избежать. Именно их врачи считают самыми эстетичными среди металлокерамических и могут рекомендовать для установки на передние элементы ряда.

На заметку! Некоторые специалисты уверены, что при применении качественной и дорогой керамики в качестве покрытия, например, брендов Ivoclar, Noritake, Creation – эстетика реставраций будет практически неотличима от вида натуральных зубов. Но это более дорогостоящие решения. А вот конструкции эконом-класса (без плечевой массы, с использованием недорогих материалов) навряд ли будут иметь превосходную эстетику. Поэтому и показание к ним, как правило, только восстановление жевательных единиц ряда.

Что такое цирконий, это камень или металл — простое пояснение путаницы в названиях

Цирконий – это металл, элемент в таблице Менделеева и вещество, из которого делают фианиты. Применяют в медицине, ювелирном деле, промышленности. Его часто путают с цирконом из-за созвучности названий, но это совершенно разные материалы.

Что такое цирконий

Соединение циркония с кислородом – это металл серебристо-серого цвета. Напоминает нержавеющую сталь, белое золото. До очистки нередко содержит радиоактивные примеси. После удаления должен соответствовать ГОСТу 21907-76. Он непрозрачный, ковкий, вязкий, устойчив к коррозии, не намагничивается, но притягивается сильным полем.

Цирконий в украшениях используется в виде металлических вставок и оправ, для изготовления сережек.

Его также применяют для синтеза фианитов. Это прозрачные камни с бриллиантовой чистотой и сиянием. Темно-серые, графитовые или черные искусственные самоцветы называют черным цирконием.

Фианиты также бывают:

желтыми;
оранжевыми;
голубыми;
красными;
синими;
зелеными;
розовыми;
пурпурными;
золотистыми с коричневым оттенком.

Циркон отличается от металла тем, что это природный драгоценный камень группы силикатов. В его составе есть элемент Zr, отчего минерал используется для извлечения циркония. По окрасу бывает бесцветным (матарский алмаз), золотистым (сиамский), голубым (старлит) и бурым (малакон).

В дополнение смотрите видеообзор в продолжение описания металла:

История происхождения циркония

Похожие на название циркония натуральные самоцветы цирконы используются давно. Их называли несовершенными алмазами, а темно-красные – гиацинтами. По легенде, это отвердевшие капли крови Гиацинта, убитого богом Зефиром. В русской сказке аленьким цветочком назван цветок, выточенный из бордового циркона.

В Средневековье их называли самоцветами-убийцами. Было подмечено: владелец начинал болеть при носке темно окрашенных крупных камней, затем умирал. Это случалось из-за использования радиоактивных минералов. Такие цирконы и сейчас нельзя применять.

История синтеза циркониевого металла:

1789 г. – М. Клапрот впервые выделил окисел циркона из порошка минерала;
1824 г. – Й. Берцелиус образовал свободный цирконий;
1925 г. – А. Аркель очистил элемент от радиоактивных примесей.

Исследователи причисляют диоксид циркония к металлу с усовершенствованными свойствами. Он подходит для изготовления пластин для костей, коронок, других медицинских конструкций. Изделия безопасны, не противопоказаны для прохождения МРТ.

Смотрите видео о циркониевом металле:

Свойства и применение циркония

Циркониевые сплавы используются в химическом, машиностроительном и других производствах, в медицине. Порошок применяют для пиротехники, снарядов. Соединение с сульфатом используют для дубления кожи.

В ювелирном деле из циркониевого сплава или окиси делают оправы, вставки и самоцветы. Но это – не драгоценные камни или металл, а их имитация.

Физико-химические свойства

Чистый металл тверже стали, гибкий. Выдерживает давление в 65 кгс на 1 мм2. Чем больше газовых примесей, тем ниже прочность.

Формула записывается как ZrO2 (диоксид циркония). Он выдерживает до 750 °С, затем начинает рекристаллизовываться. Плавиться будет при + 1855 °С, а кипеть – при температуре более 4000 °С.

В основе циркона лежит силикат циркония (ZrSiO4). Поэтому различаются химико-физические характеристики минерала и металла.

При естественной температуре циркониевый металл устойчив к коррозии:

У металла структура решетки похожа на шестиугольник с равными сторонами (гексагональная). Радиус атома равен 160 пикометра (10-12 м). В центре есть ядро с 51 нейтроном и 40 протонами. Вокруг него расположены пять орбит с 40 электронами.

У фианитов строение решетки напоминает равносторонний куб. Окрас зависит от примесей. Желтую и красную гамму дает соединение с церием. Благодаря титану получается золотистый самородок. В розовый окрашивает эрбий, а в пурпурный – неодим. Добавление хрома дает зеленый колер.

Лечебные свойства циркония

В медицине используют только циркониевые сплавы:

в стоматологии – штифты, коронки, импланты зуба;
в реконструктивной хирургии – стержни, фиксаторы, пластины, другие изделия для скрепления костей;
в хирургии – эндоскопические или обычные хирургические инструменты.

Циркониевые изделия биологически совместимы с тканями, не отторгаются, не окисляются, не вызывают нагноения или аллергии. Они ускоряют регенерацию поврежденных структур.

Циркониевые сережки рекомендуют носить после прокола ушей. Они быстрее заживут, не будут гноиться.

Подмечено, что браслет или пояс с металлическими вставками ускоряет выздоровление у пациентов с патологиями опорно-двигательного аппарата. Около 10 % людей отзываются об улучшении кожи при псориазе или других дерматологических болезнях.

Украшения из циркония

Для изготовления бижутерии используют диоксид циркония и кубический цирконий. Первый – это серебристо-стальной металл, а второй – синтезированный камень фианит. С ними делают кольца или перстни, кулоны, ожерелья, браслеты, серьги, колье, броши и диадемы.

Бывают циркониевые украшения:

без покрытия;
окрашенные;
анодированные;
цельные литые;
модели с элементами, скрепленными кожей, металлом, нитями;
изделия с фианитами;
изделия с поделочными самоцветами.

Украшения с цирконием носят с повседневной одеждой и вечерними нарядами. Дизайн подбирают под стиль образа. Изделия не подходят только к спортивной одежде.

Хранят украшения в отдельных тканевых мешочках. Циркониевые элементы чистят тканью в мыльной воде, промывают под краном, вытирают салфеткой. После сушки до блеска полируют фланелью.

В медицине и для украшений используют циркониевый металл, очищенный от радиации. Из вещества синтезируют недрагоценные камни фианиты. Имитаторы самоцветов также безопасны для здоровья.

Как вы относитесь к украшениям из циркония? С чем надеваете? Комментируйте статью, пишите интересные факты и сферы применения, делитесь с друзьями в социальных сетях. Всего хорошего.

Цирконий металл: цена, свойства, применение

Сороковой элемент таблицы Менделеева был открыт в 1783 году химиком немецкого происхождения М.Г. Клапротом. Очищенный от примесей металл цирконий удалось получить только в начале 20 века. И хотя с этого момента прошло уже почти 100 лет, металл до сих пор имеет ряд неясностей, начиная с происхождения его названия и заканчивая влиянием на здоровье человека. Почему цена за 1 грамм на него уже на протяжении нескольких десятилетий продолжают расти вверх.

Нахождение в природе

Цирконий в естественных условиях встречается только в виде оксидов и силикатов. Среди них главным образом выделяют циркон, эвдиалит, бадделеит. Стоит отметить, что металл в месторождениях всегда сопровождается гафнием. Происходит это по причине схожей кристаллической решетки металлов.

Основная доля циркониевых минералов расположена в литосфере. На одну тонну земной коры приходится в среднем 210 грамм циркона. Также соединения циркония встречаются и в составе морской воды. Но концентрация его здесь намного ниже и составляет 0,05 мг на 1000 литров.

Лидерами по количеству месторождений циркония являются Австралия (циркон), ЮАР (бадделеит), чуть меньше США, Бразилия и Индия. На Россию приходится 10% от мировых запасов.

Получение

Первоначально из окислов цирконий выделяли способом «наращивания». Циркониевую полоску устанавливали на раскалённые нити вольфрама. Под воздействием температур свыше 2000 ºС металл цирконий прилипал к поверхности нагревателя, а остальные компоненты соединения сгорали.

Такой способ требовал большого количества электроэнергии и вскоре был разработан более экономичный метод Кролля. Суть его заключается в предварительном хлорировании диоксида циркония с последующим восстановлением магнием. Но развитие способов получения циркония на этом не остановилось. Спустя некоторое время в промышленности стали применять еще более дешевое щелочное и фторидное восстановление циркония из оксидов.

Цирконий э110 состав

Основа, %	Др., %	Среднее содержание примесей и присадок, не более, %
C-0,02. Hf-0,05. Cd-0,00003. Ni-0,02. В-0,00005. Mo-0,005. Cr-0,02. Li-0,0002. К-0,004.
	F-0,003. Cl-0,003.

Йодидный цирконий

Высокопластичный и с низкими характеристиками прочности. Его получают йодидным методом основанном на способности металла образовывать соединения с йодом. При этом вредные примеси легко отделяются и получается чистый металл. Из йодидного циркония делают прутки.

Основа, %	Среднее содержание примесей и присадок, не более, %
Zr	Fe 0,0032 C 0,004 O2 0,04 Cr 0,0031 B 0,00004 Cu 0,001 Si 0,004 Al 0,003 Hf 0,034 Ti 0,003 Ni 0,0079 N 0,001

Основными поставщиками циркония на мировой рынок является Австралия и ЮАР. В последнее время перевес по экспорту циркона и циркониевых минералов все больше склоняется в сторону Южно-африканской республики. Главными потребителями является Евросоюз (Италия, Франция, Германия), Китай и Япония. Торговля цирконом ведется в основном в виде ферросплавов.

За последние 10 лет спрос на металл цирконий в среднем увеличивался на 5,2% в год. Производственные мощности за это время успевали подняться на чуть больше 2%. В результате, на мировом рынке сформировался постоянный дефицит циркония, что являлось предпосылом для повышения его стоимости.

Существуют 2 основные причины роста спроса на данный металл:

Глобальное увеличение масштабов ядерной промышленности.
Активное применение циркония в производстве керамики.

Также, некоторые специалисты считают, что частично на рост котировок циркония повлияло прекращение добычи бадделеита в Австралии.

На Российском рынке вторичного металла стоимость циркония составляет от 450 до 7500 рублей за килограмм. Чем чище металл, тем цена, соответственно, дороже.

Применение

Вышеперечисленные свойства обеспечивают цирконию обширное использование в разного рода отраслей производства. Здесь выделяются следующие сферы:

В электротехнике циркониевый сплав с ниобием применяется в качестве сверхпроводника. Выдерживает нагрузку до 100 кА\см2. Точка перехода в сверхпроводящий режим составляет 4,2 К. Также в радиотехнической аппаратуре цирконием покрывают электронные платы с целью поглощения выделяющихся газов. Циркониевые фильтры излучения рентгеновских трубок отличаются высоким значением монохромности.
В ядерной энергетике используется как материал оболочек ТВЭЛов (зоны, где непосредственно осуществляется деление ядер и производство теплоэнергии) и других узлов термоядерного реактора.
Металлургия применяет цирконий как легирующий элемент. Данный металл является сильным раскислителем, превосходящим по этому показателю как марганец, так и кремний. Добавление в конструкционные металлы (сталь 45, 30ХГСА) всего 0,5% циркония увеличивает их прочность в 1,5-1,8 раза. При этом дополнительно происходит улучшение протекание процесса обработки резанием. Циркон является основным компонентом корундовой керамики. По сравнению с шамотом, срок ее эксплуатации выше в 3-4 раза. Данный огнеупорный материал применяется в изготовлении тиглей и желобов сталелитейных печей.
В машиностроении металл служит материалом для таких изделий как насос и трубозапорная арматура, работающих в условиях воздействия агрессивных сред.
В пиротехнике металлы циркония используются для изготовления салютов и фейерверков. Происходит это по причине отсутствия дыма при горении, а также выделение значительного количества световой энергии.
В химической промышленности циркон служит сырьем для кермета – металлокерамическое покрытие, обладающее повышенной износостойкостью и невосприимчивостью к кислотам.
В оптике активно используют фианит – обработанный циркон с добавками скандия и других редкоземельных металлов. Фианиты имеют значительный угол преломления, что позволяет их применять в качестве материала для производства линз. В ювелирном деле фианит известен как синтетический заменитель бриллианта.
В военной промышленности цирконий служит наполнителем для трассирующих пуль и осветительных ракет.

Физические и химические свойства

Цирконий – на вид металл напоминающий серебро. Плотность его составляет 6506 кг\м3. Температура плавления – 1855,3 ºС. Удельная теплоемкость колеблется в пределах 0,3 Кдж\кг С. Данный металл не отличается высокой теплопроводностью. Ее значение находится на уровне 21 Вт\м С, что ниже аналогичного показателя титана в 1,9 раза. Электросопротивление циркония составляет 41-60 мкОм см и находится в прямой зависимости от количества кислорода и азота в металле.

Цирконий имеет один из самых низких показателей поперечного захвата тепловых нейтронов (0,181 барн). По этому параметру из ныне известных металлов его обходит разве что магний (0, 060 барн).

Цирконий, как и железо, парамагнитен. Его восприимчивость к магнитному полю возрастает с увеличением температуры.

Чистый цирконий не отличается высокими механическими характеристиками. Твердость его порядка 70 единиц по шкале Виккерса. Предел прочности составляет 175 МПа, что почти в 2,5 раза ниже по сравнению с углеродистой сталью обычного качества. Предел текучести 55 МПа. Цирконий относится к числу пластичных металлов с модулем упругости 96 МПа.

Все вышеперечисленные механические свойства являются условными, т.к. их значение сильно изменяется при увеличении примесей в составе циркония.

Так, повышение содержания кислорода (до 0,4%) снижает пластичность циркония до такого состояния, что проведение ковки и штамповки становится полностью невозможным. Увеличение в составе водорода до 0,001% повышает хрупкость циркония почти в 2 раза.

Цирконий устойчив к воде и большинству щелочей и кислот. Но, как и механические характеристики, коррозионностойкость находится в прямой зависимости от засорения металла такими элементами как углерод, титан и алюминий. Металл не вступает в химическую реакцию с 50% - ми растворами серной и соляной кислоты. С азотной кислотой реагирует только при температуре свыше 95 ºС. Является единственным металлом, устойчивым к щелочам, имеющим в своем составе аммиак. При переходе отметки в 780 ºС начинается активное поглощение кислорода цирконием. С азотом данные процессы протекают медленнее, но и температура при этом тоже ниже. Всего 600 ºС.

Самым активным газом в этом отношении является водород. Его проникновение вглубь металла начинается уже при 145 ºС и сопровождается настолько обильным выделением тепла, что происходит увеличение циркония в объеме. Циркониевая пыль особенно пожароопасна из-за возможности самовоспламеняться на воздухе. Стоит отметить, что данный процесс является обратимым. Полное удаление водорода осуществляется на специальном оборудовании при температуре 800 ºС.

Лечебные свойства

Как химический элемент, не оказывает какого-либо воздействия на организм человека. Наоборот, он является одним из самых биологически инертных материалов. По этому показателю цирконий опережает такие металлы как титан и нержавеющая сталь. Всем известные циркониевые браслеты, активно рекламируемые в конце 90-х годов, в реальной практике себя не проявили. Медэкстперты доказали, что самочувствие от их использования является следствием эффекта Плацебо.

Хотя с другой стороны, известно, что ношение циркониевых сережек способствует более быстрому заживлению ранки после прокалывания уха.

Цирконий оксид : описание, свойства, особенности применения и отзывы

Протезирование зубов применяется повсеместно, во всех стоматологических клиниках. Материалов для изготовления протезов и техник их установки на сегодня существует довольно большой выбор. Новый материал оксид циркония поражает своими качествами и считается лучшим для применения в этой области.

Оксид циркония как химическое соединение

Оксид (диоксид) циркония ZrO2 – это прозрачные, бесцветные кристаллы особой прочности, нерастворимые в воде и большинстве растворов щелочей и кислот, зато растворяется в расплавах щелочей, стеклах, плавиковой и серной кислоте. Температура плавления составляет 2715 °C. Оксид циркония существует в трех формах: стабильная моноклинная, которая встречается в природе, метастабильная тетрагональная – входит в состав циркониевых керамик, нестабильная кубическая – используется в ювелирном деле как имитация алмазов. В промышленности цирконий оксид получил широкое распространение благодаря своей сверхтвердости, из него изготавливают огнеупоры, эмали, стекла и керамику.

Сферы применения оксида циркония

Цирконий оксид был открыт в 1789 году и долгое время не применялся, весь его огромный потенциал был неизвестен человечеству. Только сравнительно с недавнего времени цирконий стал активно применяться во многих областях человеческой деятельности. Он используется в автомобилестроении, например, в изготовлении тормозных дисков высококлассных машин. В космической отрасли он незаменим – благодаря ему корабли выдерживают невероятные температурные воздействия. Режущие инструменты, насосы также содержат оксид циркония. Применяется он и в медицине, например, как головки искусственных тазобедренных суставов. И, наконец, в стоматологии он может проявить все свои самые лучшие качества в роли зубных протезов.

Оксид циркония в стоматологии

В современной стоматологии цирконий оксид – это самый популярный материал для изготовления зубных коронок. Он получил распространение в этой области благодаря своим качествам, таким как твердость, прочность, износоустойчивость и сохранение формы и вида на протяжении длительного времени, биологическая совместимость тканями человека, красивый внешний вид. Может служить материалом для одиночных коронок, мостов, штифтов, несъемных протезов с применением имплантов.

Оксид циркония, цена на который выше, чем на остальные виды протезов, сложен в обработке. Этим и обусловлен тот факт, что такие коронки самые дорогие. После создания каркаса, на него наносится слой белой керамики, так как сам оксид циркония не имеет цвета. Благодаря этому керамику можно наносить очень тонким слоем.

Безметалловые коронки на оксиде циркония

В производстве коронок и мостовидных протезов цирконий оксид довольн-таки новый материал. Раньше использование зубных протезов на металлическом каркасе было абсолютной нормой и безальтернативным вариантом. Но ученые вели исследования и искали наиболее подходящий материал, обладающий как эстетичным внешним видом, так и биологической совместимостью с тканями человеческого организма, прочный и легкий. Такой материал нашелся, и это в природе большая редкость, по своим качествам он может сравниться разве что с алмазом.

С появлением циркониевых коронок пациенты могут наслаждаться неповторимой эстетикой и красотой протезов, другое дело, что не всем такое счастье по карману. Но благодаря своей прочности, возможно, потратиться придется раз и на всю жизнь – циркониевые протезы невероятно износоустойчивы и долговечны. Благодаря тому, что сам по себе оксид циркония прозрачен, совместно с тонким слоем керамики создается эффект естественных зубов. Кроме того, коронки плотно прилегают к десне, не имеют ни малейшего зазора, чем создается еще более натуральный вид.

Эстетика плюс прочность

Белая сталь – так иногда называют керамику на оксиде циркония. Коронки из этого материала в 5 раз прочнее цельнокерамических протезов. В чем преимущество такой прочности? До появления в стоматологии оксида циркония, коронки делались с использованием металлического каркаса, на который наносился толстый слой керамики. Металл – для прочности, керамика – для эстетики. Но создать полностью натуральный вид таким образом невозможно, на месте соприкосновения протеза с десной явно проглядывается темная полоска (такой эффект дает металлический каркас).

Цирконий оксид не уступает по прочности металлу, и позволяет передать естественный цвет и прозрачность, как у натурального зуба, без каких-либо лишних цветовых вкраплений. Он по своей природе схож с тканями зуба, обладает светопропускаемостью. Лучи света, проникающие в толщу коронки, преломляются и рассеиваются естественным образом, создавая эффект здоровой и красивой улыбки. Стоматологи при установке протеза подбирают цвет, который не отличается от цвета остальных здоровых зубов, поэтому коронка ничем себя не выдает, сливаясь со здоровыми зубами.

Биосовместимость

Металлы, из которых создаются металлокерамические протезы, иногда становятся причиной аллергических реакций у пациента, появления воспалений и долгого привыкания к протезу. Коронки на основе оксида циркония – идеальный вариант для людей с гиперчувствительностью и непереносимостью металлов.

Это связано с такими их свойствами:

Безопасный состав (не содержат оксида кремния).
Невосприимчивость к кислотам, низкая растворяемость.
Гладкая поверхность не позволяет скапливаться налету.
Инертность к другим материалам, присутствующим в полости рта.
Высокая теплоизоляция обеспечивает отсутствие дискомфорта при приеме горячей или холодной пищи.
Минимальная подготовка здорового зуба. Прочность материала позволяет создавать тонкие каркасы, тем самым обточить зуб по минимуму и сохранить больше здоровой ткани зуба.

Противопоказания

Оксид циркония, свойства которого идеальны для зубных протезов, почти не имеет противопоказаний, за исключением таких индивидуальных особенностей организма человека:

Глубокий прикус – патология строения челюсти, при которой верхняя челюсть на треть прикрывает нижние зубы при сомкнутом положении. Дефект приводит к излишнему давлению на зубы верхней челюсти и грозит повышенным стиранием зубной эмали.
Бруксизм – аномалия, проявляющаяся скрежетанием зубами, чаще всего во время сна. Причина до конца не выявлена, но многие ученые сходятся во мнении, что бруксизм – результат психического дисбаланса и стрессов. Приводит к повреждению эмали и стиранию зубов.

Изготовление коронок

Цирконий оксид сложен в обработке, поэтому производство коронок из него – процесс трудоемкий. Он включает в себя несколько этапов:

Подготавливается ротовая полость, обтачивается под коронку зуб.
Снимается слепок с обточенного зуба, изготавливается модель будущей коронки.
Проводится лазерное сканирование модели, данные заносятся в компьютер для обработки.
Специальная компьютерная программа моделирует каркас с учетом всех нюансов (например, усадки каркаса после обжига).
К компьютеру с полученными данными подключается цифровой станок для вытачивания и происходит создание каркаса из циркониевой заготовки.
Выточенный каркас помещают в высокотемпературную печь для спекания массы и обеспечения большей прочности.
Готовый каркас покрывают керамической массой определенного оттенка, выбранного для конкретного пациента.

Преимущества циркониевых коронок перед металлокерамикой

При необходимости протезирования перед пациентом встает вопрос, какие выбрать искусственные зубы. Оксид циркония имеет массу преимуществ перед другими материалами:

Протезирование циркониевыми коронками не требует удаления нерва.
Отсутствие металла в конструкции, что избавляет от таких проблем, как аллергическая реакция, металлический привкус во рту.
Гарантия отсутствия развития болезней под коронкой. Протез плотно прилегает к десне, частички пищи и бактерии под него не попадают.
Точность выполнения каркаса. Цифровая обработка данных гарантирует невероятную точность в изготовлении конструкции.
Индивидуальный подбор цвета. Готовый протез визуально не отличить от остальных, здоровых зубов.
Возможность изготовления мостовидного протеза любой длины;
Легкость конструкции.
Отсутствие реакции на холодную и горячую пищу. Ношение металлокерамики может вызывать неприятные ощущения от высоких или низких температур. Оксид циркония такой реакции не дает.
Абсолютно натуральный внешний вид.
Отсутствие серой каемки в зоне соприкосновения с десной.
При подготовке к протезированию нет необходимости сильно обтачивать зуб.
Коронки не деформируются и сохраняют свой вид и форму на протяжении долгого времени.

Отзывы

За время сравнительно недолгого применения успел себя зарекомендовать в стоматологии оксид циркония, отзывы на него только положительные. Изучив многочисленные комментарии в сети, можно сделать вывод, что этот материал идеален для изготовления зубных протезов. За весь период применения оксида циркония в протезировании зубов не было выявлено ни одного случая возникновения аллергической реакции. Реабилитация проходит быстро и без осложнений, а внешний вид улыбки только радует пациента, не вызывая психологического дискомфорта по поводу инородного тела во рту. Особенный восторг испытывают люди, носившие до установки циркониевых протезов металлические коронки с напылением или без. Ведь им есть с чем сравнивать. Несколько десятилетий назад такой вид протезирования был очень популярен, так как не было ему альтернативы на тот момент. Металлические коронки не только доставляли физический дискомфорт (аллергии, реакцию на температуры), но и выглядели не эстетично. После замены их на цирконий, люди поражены, как может искусственный зуб быть незаметен для окружающих и выглядеть так естественно. Это стало возможным благодаря материалу будущего – оксиду циркония.

Циркониевые коронки

Наверно нет ни одного человека кто не слышал бы про циркониевые зубные коронки. О них говорят всякий раз, когда речь идет о восстановлении отсутствующего зуба. Каждый стоматолог вам будет предлагать поставить на зуб «цирконий».

Давайте разберем, что же это такое, циркониевая коронка, так ли она хороша, как про нее говорят, и в чем разница между цирконом, цирконием, оксидом и диоксидом циркония.

Циркон, цирконий, диоксид циркония, оксид циркония.

Цирко́н — минерал подкласса островных силикатов, ортосиликат циркония ZrSiO₄.

Циркон является основным минералом источником циркония. Прозрачные кристаллы циркона используют в ювелирных украшениях (гиацинт, старлит, жаргон).

Довольно часто при продаже ювелирных украшений, словом «циркон» ошибочно называют синтетический материал с сильным блеском — кубический диоксид циркония (фианит).

Название фианит получил в честь Физического института Академии наук СССР (ФИАН), где впервые был синтезирован, но название практически не используется за пределами бывшего СССР и Восточной Европы. За рубежом этот материал чаще называют цирконитом. В некоторых случаях, особенно в переводах с иностранных языков, фианит называют цирконием или цирконом, что создаёт путаницу, так как фианит является имитирующим алмаз синтетическим материалом, циркон— никак не связанный с ним жёлто-коричневый минерал, а цирконий – химический элемент.

Цирко́ний —химический символ— Zr; лат. Zirconium

химический элемент— блестящий металл серебристо-серого цвета.

Металлический цирконий и его сплавы применяются с 30-х годов 20 века в ядерной энергетике, при легировании металлов, в пиротехнике, и медицине.

Диоксид циркония

В стоматологии применяется диоксид циркония стабилизированный оксидом иттрия.
Состав:
Диоксид циркония ZrO2 95%
Оксид алюминия Al2O3 Оксид иттрия Y2O3 5%

Твердость по Викерсу до 1250 HV 10
Прочность на сжатие 2062 МПа
Прочность на изгиб 1554 МПа
Модуль упругости 2500 МПа — 3700 МПа
Плотность >6,06 г/см3
Вязкость разрушения 7-10 MPa м1/2 (oксид алюминия 4,5 м1/2 )
КТР(25-500°C) 10•10-6 /K-1.

Предварительно спеченный диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия, выпускается в виде заготовок, предназначенных для машинной обработки. Такой цирконий достаточно мягкий и позволяет проводить механическую обработку заготовок для получения изделий сложной формы с последующим окончательным спеканием.

заготовки диоксида циркония

После окончательного спекания диоксид циркония приобретает максимальную прочность и стабильность.

Как делают коронки из диоксида циркония.

В настоящее время используется несколько вариантов применения диоксида циркония для изготовления зубных коронок:

Первый – из диоксида циркония вытачивается каркас будущей коронки, аналогично тому как изготавливается каркас у металлокерамических коронок из металла. Далее проводится облицовка циркониевого каркаса керамическими массами для получения нужной формы и цвета коронки.

Второй – из циркония вытачивается коронка в полную анатомию т.е. зуб целиком циркониевый. Цветовые эффекты получают путем раскрашивания каркаса специальными красителями до этапа окончательной синтеризации (спекания). На этом этапе цирконий выглядит совершенно не похожим на зуб. Однако, после запекания «разноцветность» исчезает и зубы выглядят естественно.

На практике каркас из диоксида циркония толщиной 0.5-0.6мм способен закамуфлировать не только изменённый цвет зубов, но даже металлические культевые вкладки без влияния последних на цвет готовой конструкции. Естественно, при этом также имеет значение глубина поддесневого препарирования.
Применение флуоресцентной плечевой массы, а также флю-дентинов приближает идентичность диоксида циркония к натуральным зубам по светопроницаемости. Во всяком случае этот показатель будет не хуже, чем у пресс керамики.

Диоксид циркония обладает очень интересным свойством.

При возникновении в материале трещины, у ее вершины инициируется фазовый переход тетрагональной модификации в моноклинную. Переход тетрагональной фазы диоксида циркония в моноклинную сопровождается увеличением объёма и, как следствие, локальные увеличения объёма и соответственно давления, что стабилизирует микротрещину, замедляя её рост.
Подобный процесс “напряжения-деформации” обычно имеет место только в стальных сплавах. Поэтому диоксид циркония стабилизированный оксидом иттрия называют еще “керамической сталью”.

Так почему же диоксид циркония лучше, чем металлокерамика?

БИОСОВМЕСТИМОСТЬи ИНЕРТНОСТЬ. Использование диоксида циркония исключает какие -либо аллергические реакции со стороны организма. Кроме всего, он сочетается со всеми материалами, применяемыми в стоматологии и не может вызывать явления гальванизма, если у Вас уже есть металлические конструкции во рту.
Не подвержен КОРРОЗИИ и ОКИСЛЕНИЮ. Поэтому он не меняет цвет окружающих коронку тканей (как в случае с металлокерамикой).
Коронки из диоксида циркония ТОНЬШЕ и ЛЕГЧЕ, чем металлокерамика. Это позволяет меньше обтачивать опорные зубы и поэтому они меньше травмируются и дольше служат.
АДАПТАЦИЯ к таким коронкам происходит быстрее.
Поскольку диоксид циркония обладает низкой ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ, живые зубы под коронками меньше ощущают резкие перепады температуры.
Идеальная ТОЧНОСТЬ, с которой циркониевая коронка прилегает к опоре, обеспечивается за счет современных цифровых технологий. Цирконий вытачивается на станках с цифровым управлением (CAD/CAM) исключая человеческий фактор. На фотографии ниже – фрезерный станок для обработки диоксида циркония.
ЭСТЕТИКАортопедических конструкций с применением диоксида циркония возрастает в разы, так как цирконий – светлый и проницаемый для света материал, что позволяет создавать не отличимые от собственных тканей зуба ортопедические реставрации. Эстетика естественно сохраняется длительнее.

Прозрачность циркония.

На фото ниже сравнение цветопропускания коронок с каркасом из диоксида циркония и металлокерамики. Результат налицо!

Диоксид циркония пример до и после.

На фотографиях ниже – замена старых реставраций на зубах 1.1. и 2.1 на коронки с каркасом из диоксида циркония. Обратите внимание насколько живыми получаются реставрации.

Всё на шести и всё на четырёх из циркония.

Из диоксида циркония возможно изготавливатьт как одиночные коронки, так и реставрации на всю челюсть.
Индивидуальные абатменты из циркония.

Диоксид циркония цена.

Что же касается недостатков диоксида циркония, то наверное можно выделить только один — стоимость. Да, стоимость коронки с каркасом из диоксида циркония примерно на 20% выше, чем металлокерамической коронки. Однако на фоне всех плюсов, которых нет у металлокерамики, диоксид циркония — абсолютный победитель!

Читайте также: