15 Settembre 2006

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È stato studiato l’effetto di quattro diversi stadi di preparazione superficiale, applicati comunemente alle leghe ceramico-metalliche, per analizzare le variazioni composizionali della superficie stessa. Sono state esaminate due leghe ceramico-metalliche (una lega Pd/Ag e una lega Ni/Cr). Utilizzando il processo di fusione a cera persa, sono stati prodotti dischi aventi un diametro di 12 mm e uno spessore di 2 mm. Prima della fusione, i lingotti delle due leghe sono stati analizzati mediante la spettrometria di fluorescenza a raggi X (X-Ray Fluorescence Spectroscopy, XRF), in modo da determinarne la composizione elementare. I quattro stadi di preparazione erano i seguenti: (1) smuffolamento e sabbiatura con Al2O3; (2) molatura leggera e sabbiatura con Al2O3; (3) cottura ossidante; (4) ciclo di cottura per l’applicazione di porcellana opaca. Dopo ogni stadio di preparazione, è stata eseguita un’analisi superficiale con spettroscopia fotoelettronica a raggi X (X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS) per esaminare le modificazioni di composizione della superficie. Inoltre, per caratterizzare la composizione della superficie è stata utilizzata la microscopia elettronica a scansione (Scanning Electron Microscopy, SEM) con spettroscopia a dispersione di energia (Energy Dispersive Spectroscopy, EDS). L’analisi composizionale con XRF e le specifiche delle leghe fornite dai produttori hanno fornito risultati simili riguardo agli elementi maggiori. L’analisi XPS ha evidenziato che durante gli stadi di preparazione 3 e 4 si è verificata una migrazione di elementi verso la superficie (In per la lega Pd/Ag e Cr e Mn per la lega Ni/Cr). Inoltre, sulla superficie delle leghe è stata riscontrata la presenza di ossido di alluminio e la SEM/EDS ha confermato che particelle di Al2O3 sono rimaste incluse nella superficie stessa. La composizione superficiale è molto diversa dalla composizione elementare. Lo stadio di preparazione 3 è essenziale per portare sulla superficie delle leghe elementi che potrebbero essere direttamente coinvolti nel legame tra metallo e ceramica. Gli elementi e i loro ossidi, presenti in varie forme, ricoprono la superficie delle leghe. Particelle di Al2O3 possono rimanere intrappolate nella superficie delle leghe durante l’applicazione della porcellana.

Surface analysis of porcelain fused to metal systems
The effect of four different, commonly performed, metalceramic alloy, surface preparation stages, were investigated to observe surface compositional changes. Two metal-ceramic alloys were examined (Pd/Ag alloy and a Ni/Cr alloy). Discs 12 mm diameter and 2 mm thick were produced using the lost wax casting process. Prior to casting alloy ingots were examined using X-ray fluorescence spectrometry (XRF) to determine bulk composition. The four preparation stages were (1) devesting and Al2O3 blasted; (2) ground smooth and Al2O3 blasted; (3) oxidation firing; (4) firing cycle for opaque porcelain application. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) surface analysis was performed after each surface preparation stage to determine changes in surface composition. SEM with EDS was also used to identify surface composition. XRF and manufacturers compositional analysis of the alloys showed similar findings for the major elements. XPS analysis showed that at preparation stages 3 and 4 evidence of elemental migration to the surface (In with Pd/Ag alloy and Cr and Mn with Ni/Cr alloy). Alumina was also seen on the alloy surfaces, with SEM/EDS confirming Al2O3 particles embedded in the surface of the alloys. Surface composition is very different from the batch composition. Surface preparation stage 3 is essential in bringing to the alloy surface elements which could be directly involved in the metal-ceramic bond. Elements and their oxides, in various forms, cover the surface of the alloys. Al2O3 particles can remain embedded in the alloy surface during porcelain application.

Qualifiche Autori:
Department of Adult Dental Care
School of Clinical Dentistry - University of Sheffield
Claremont Crescent - Sheffield S10 2TA - Regno Unito

Protech 2006; 3: 21-31