Keramik

• auf Feldspatbasis

  • Kalifeldspat (60-80%) KAlSi3O8

  • Natronfeldspat (20-40%) NaAli3O8

• Schmelzen + therm. Behandlung (fritten) + mehrfaches Mahlen entsteht glasartige Grundmasse

• Zugabe farbiger Metalloxide -> Zahnfarben

• durch gezielte Kristallisation von Leuzit (KAlSi2O6) entsteht Silikatkeramik

1. hohe Bruchzähigkeit

2. hohe Biegefestigkeit

-> steigt Festigkeit, steigt auch Bruchzähigkeit

• Festigkeit: 250-420 MPa

• Lithiumdislikatkeramik

• Lithiummetasilikatkeramik

• Lithiumaluminosilikatkeramik

• molares Verhältniss von LiO2 und SiO2 in Glasphase bestimmt Entstehung von Li2(SiO3) und Li2(Si2O5) [Lithiumdisilikat] Kristallen

• Leuzitkristalle schwinden stärker beim Abkühlen als Glas

• Glasphase unter innerer Druckspannung -> äußere Zugspannung wirkt dem entgegen -> Steigerung der Festigkeit um 50%

erhöht Festigkeitssteigerung, wenn

1. Kristalle möglichst klein

2. Dichte möglichst groß

3. homogene Verteilung

4. fester Verbund zw. Glasphase und Kristallen

• Einbau kristalliner Partikel in Glasmatrix

• Riss wird durch Kristalle gestoppt

• je größer Bruchzäigkeit, umso mehr wird Bruchversagen verzögert -> Langzeitstabilität steigt

• spröde und sensibel auf Zugbelastung

• Riss schließt sich in Mundhöhle nicht -> Vergrößerung -> Fraktur

• Erstrebenswert: im Inneren wenig Mikrorisse + Mechanismen im Werkstoff, die Rissausbreitung verhindern

• durch zusätzlichen Kistallisationsbrand

• 210 -> 350 MPa

• dient optischer Abdeckung vom Gerüst = hohe Lichtbrechung

• Opaker = Legierung

• Liner = Zirkonoxid

• SnO2, TiO2, ZrO2, CeO2

• kovalent oder Ionenbindung

• Neu Bindungen nur durch sehr hohe Temperaturen -> Keramikbrand

IPS Empress Esthetic

Celtra Press

• für Einzelkronen und 3-gliedrige Brücken

• nach zusätzlicher Wärmebehandlung: 550 MPa

• Gerüst kann überschichtet werden

• Zirkonium liegt als Baddeleyit (ZrO2) oder in Verbindung mit Siliziumoxid als Zirkon (Zr[SiO4]) vor

• einphasige keramische Materialien

• mind zu 85% aus Oxiden

• Hauptvertreter: AlO2, ZrO2, MgAl2O4 (Spinell)m+, TiO2

  -> am wenigsten edele Metalle -> hohes Oxidationspotential -> sehr stabile Oxide -> oxidieren in höchster Stufe nicht mehr weiter -> biokompatibel

• traditionelle oxidische Gerüstkeramiken sehr opak -> Verblendung notwendig

• kubisch: unterhalb vom Schmelzpunkt (2690°C)

• Übergang zu tetragonal: 2370°C (am stabilsten)

• Übergnag zu monokline Phase -> martensitische Umwandlung mit 4% Volumenzuwachs (<1173°C)

CAVE: Volumenzuwachs erzeugt große Innere Spannung -> spontane Rissbildung

DESHALB: Zugabe stabilisierender Oxide -> MgO oder CaO oder Y2O3 -> “friert” Keramik in tetragonaler bzw. kubischer Phase bei Raumtemperatur ein

CAVE: Risse wandeln Kristalle in monokline Form um

erste Generation: 3Y-TZP

• teilstabil

• Festigkeit: 1200 MPa

• weißlich-opak

zweite Generation: 3Y-TZP

• teilstabil

• Festigkeit: 1200 MPa

• reduzierter AlO2 Anteil -> transluzenter

dritte Generation: 5Y-TZP

• vollstabil

• Stabilisierung teilweise in kubischer Phase

• Festigkeit: 600 MPa

• noch transluzenter

• kubisch-tetragonal v.a. für monolithische Konstruktionen

vierte Generation: 4Y-TZP

• vollstabil

• Stabilisierung teilweise in kubischer Phase

• Festigkeit: 800 MPa

fünfte Generation: Hybridzirkonoxidkeramik -> Schichtrohling aus unterschiedl. Generationen

• Y:Yttriumoxid,

• T: Tetragonal,

• Z: Zirkonoxid,

• P: polykristallines Gefüge

• Zahlen gebem Mol-% an 3Y, 4Y, 5Y

IPS e.max Press

• 70% nadelförmige Lithiumdisilikate in Glasphase

• Größe: 3-6 um

• Verblendmasse = transluzente mineralische Werkstoffe

• Feldspat durch Wärmebehandlung (Schmelzen + Fritten) und Mahl- und Siebprozesse zu feinem Pulver

• zur Festigkeitssteigerung Leuzitkristalle erzeugt

• Schlicker (keramische Suspension) auf Gerüst geschichtet und gesintert

• Hauptbelastung auf Gerüst -> Verbund zw. Verblendung und Gerüst entscheidend

• Mindestanforderung Biegescherfestigkeit: 25 MPa

• Schichtstärke: 1-1,5mm

• Aufbrennen und Sintern unter 150° vom Schmelzpunkt des Gerüstmaterials

Wiederstand, den Werkstoff an Rissspitze aufbringt, um Fortschreitung des Risses zu verhindern

Untersuchungsmethoden

1. Single edge V-Notch Beam (SEVNB)

   • Prüfkörper mit Rasierklinge eingekerbt

   • anschließender 4-Punkt-Biegeversuch bis zur Fraktur

2. Prüfung nach Vickers

   • veraltet

   • unterschiedliche geometrische Formen drücken auf Prüfkörper

1. vorgesinterter Rohling (Weißling) gefräst -> subtraktiv

2. Sinterbrand bei 1500°C für 6-8h

   -> mit speziellen Öfen: Speedsintern (Brücke in 20 min)

andere Möglichkeit:

1. additiv durch LCM 3D gedruckt

2. Schlicker aus Harz und Zirkonoxidpartikeln selektiv belichtet

3. Grünling muss durchgesintert werden

Feldspartkeramik: 150 MPa

Lithiumdisilikat: 380 MPa

ZrO2 (1+2. Generation): 1200 MPa

ZrO2 (4+5 Generation): 800 / 600 MPa

• Maß zur Abschätzung der Zuverlässigkeit von Festigkeitswerten

• hohes Weibull-Modul = geringe Streuung

  -> Ziel bei Werkstoffentwicklung