歯科ツール - CVD派生ハードコーティング歯科ツールの
歯科ツール - CVD派生ハードコーティング歯科ツールの
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化学蒸着 |
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化学気相蒸着（CVD）は、ドリル、hacksaws、バンドソー、かみそりの刃と挿入を含む金属の切削工具、広範囲のコーティングのための確立された技術です。いくつかのケースでは、CVD法は、20倍でコーティングされていない工具の寿命を切削工具の寿命を増やすことができます。さらに、切削効率、切削速度と被加工物の切断の品質が大幅に表面工学によって改善されています。技術は、幅広いアプリケーションのために、TiN等、TiAlNの、多層膜、傾斜コーティングと斬新なナノコンポジットコーティングなどのコーティングの多種多様を堆積させるために使用することができます。表面の生物医学的インプラントの治療とCVDのアプリケーションからの品質、安全性やコストの面で恩恵を受けることができるすべてがそのようなBURS、矯正ペンチ、ピンセットなどの歯のツールが、 -まだある領域ではほとんどCVD作業が実施さがあったコーティング。 ダイヤモンドコーティング歯科ツールダイヤモンドでコーティングされた歯科BURSは、一般的に患者にだけでなく、歯科技工所で使用されています。歯科BURSは、歯の空洞の準備と、多くの場合、王冠と橋梁工事のための自分自身の歯の準備と部分床義歯を含むいくつかの目的で使用されています。歯科BURSはまた、入れ歯や金属のフレームワークなどの材料の様々な種類のトリミングと研磨、切断、穴あけ、研削のための歯科技工所で広く使用されています。 BURSは、バインダーのマトリックス材料を用いて基板表面に硬質のダイヤモンド粒子を固定することによって作られています。歯科BURSは現在バールドバイヘッドとシャフトの長さの寸法が指定されています。研削面のための仕様はありません。特にダイヤモンドコーティングBURSの場合には、使用されるダイヤモンド粒子の粒サイズや画質の標準化はありません。ダイヤモンド粒子の平均粒径は50 -300μmのから大きく異なる可能性があります。 制限事項と問題点 ダイヤモンドコーティング歯科ツールに関連付けられている特定の歯科ツールの長期的な品質と有効性の問題、そして特にBURSがあります。例えば、いくつかの歯科ツールの粒子は、操作のほんの短い時間後に効果のないツールをレンダリングする、非常に迅速に脱ぎ履き。ダイヤモンドコーティングされた歯科BURSで、カットやトリミングの有効性は、高温と酸性環境を採用するプロセスを繰り返し滅菌、消毒や清掃のおかげで減少する。一つの重要な発見は、一度にルーチン使用されていたソリューションを、掃除に基づいてリン酸の炭素鋼のBURSで腐食作用の発見でした。別のインスタンスでは、タングステンカーバイドバーの分離、のいずれかの三つのケースが記載されており、分離されたバールの頭を嚥下患者となりました。シャンクから分離いがヘッドのこの大量の消毒に使用されるコールド消毒液と関連していた。 、例えば、+イオンがダイヤモンドコーティングされた歯科BURSの金属製のバインダーから体内へのNi 2の潜在的なリリースがされている-歯科BURSからコーティング粒子はまた、患者の口の中のバールから離れて来る必要があります健康の危険がおそらく患者にとって有毒である可能性があります。この側面だけでなく、患者の呼吸器系、歯科医や看護師にリスクをもたらすだけでなく、歯科修復の実験室での製造中にセラミックの汚染を引き起こす。 アルternativeコーティング技術これらの制限のおかげで、前述の、より良い品質、長期的かつより経済的な歯科ツールに対するニーズが高まっています。この需要のためにケータリングや汚染/健康問題を克服するための魅力的な方法は、表面処理の技術を使用することです。いくつかの方法は、スパッタリング、蒸着、イオン注入とプラズマ支援化学蒸着（CVD）、図1を含めて、コーティングに使用することができます。
それぞれの方法には長所と短所があります。例えば、イオン注入は、ツールの寸法を変えずに、非常に難しい面を与えることができますが、それは歯科用バーのような複雑な形のツールを治療する際に、それが困難に使用できるようになります視線の技法、である。このようなフィアット基板上にシリコンチップを治療するなどの他のアプリケーションの場合は、イオン注入は、リン、ホウ素やヒ素などのドーパントを制御された量を導入するために無比である。 CVDの利点しかし、CVD法は、歯科BURSの表面コーティングのための将来の選択肢になりそうです。他の表面工学技術上のCVDの主な利点は、一様に、そのような歯科BURS、歯科ドリル、ペンチ、ピンセットなどの複雑なコンポーネントを被覆する能力です。さらに、それは、基板材料上にコーティングの連続的な層を適用し、そしてその最後の長い工具を作ることは可能です。もう一つの利点は、CVDコーティングが使用される機器に向けて、最小限のコストで経済的かつ大規模に適用できることです。 CVDの欠点CVDの欠点の1つは、頻繁に健康被害をもたらすことができる前駆体を採用し、環境に優しくないと可燃性であるということです。ダイヤモンドコーティングの堆積は、CVDプロセスが活性化し、ガス状の反応を受けている化学物質の前駆体ガス、通常はメタンと水素の分解を伴います。彼らは、基板への対流と拡散流れ機構を経由して輸送される。条件が良好な場合はすぐそこに、異種のガス/表面のプロセスは、ダイヤモンド膜の核生成と成長を生じさせる。成膜条件を最適化することにより、コーティングの表面特性は、アプリケーションに合わせて調整できます。 ダイヤモンド合成の基本的な問題は、炭素の同素体の性質によって引き起こされる。通常の条件下ではグラファイト、ないダイヤモンドは、炭素の熱力学的に安定な結晶相である。そうダイヤモンドCVDの主な要件は、sp3結合した炭素を堆積し、同時にグラファイトSP2結合の形成を抑制することである。これは、このような原子状水素のようなnondiamond炭素のエッチング液の高濃度を確立することによって行われます。通常、これらの条件は、プロセスガスに水素を大量に混合することによって、熱的にどちらのガスを活性化するか、プラズマを用いることにより達成されています。 一般的には、複雑な表面にCVD法、イオンアシスト蒸着、プラズマCVDなどのプロセスによって適用されるようなダイヤモンド、グラデーションコーティング、多層膜やナノコンポジットなどのコーティングの密着性は、かなり貧弱です。コーティング/基材密着性を向上させる可能性の方法は様々な粉体と基板の摩耗を含む、バイアス基板は、バイアスパルスおよび層間材料の使用。 新しい概念 - 高周波CVD水に熱フィラメントCVD装置を組み込んだ修正された高周波CVD（HFCVD）図2を、使用すると、制御されたガス流量のステンレス製の容器を冷却、システムは、独立したバイアスを基板とフィラメント間に印加することができます。フィラメントは反応混合物を活性化するために直径0.5mmのフラットコイル状タンタル線で構成されています。プロセスは、炭化タングステン、ダイヤモンドコーティング、およびステンレス鋼のBURSとして歯科BURSのいくつかの種類の薄膜コーティングの堆積に対応するために適応させることができます。
HFCVDは、カッティングエッジで連続的なコーティングを適用することにより、新しいダイヤモンドBURSを製造するために使用することができます。技術は、従来のダイヤモンドBURSに存在するバインダー材料を使用する必要がなくなります。その結果、それは、口腔組織（およびその後の感染）の汚染の問題を克服カッティング効率の向上と工具寿命を増加させるための可能性を秘めています。 コーティング/基板ボンドのINGを強化する方法コーティング/基材の密着性は、基板のいくつかの前処理を実施することによって高めることができる。これらの治療の中でダイヤモンド、アルミナ、および炭化ケイ素などの様々な粉体の混合物を用いて基板表面の荒れがあります。最近の研究では、基板の表面の制御された粗面化は、コーティング材料のダイヤモンドの核形成密度を増加させることができることが示唆されている。 バイアス基板は、使用することのできる別の表面前処理方法です。バイアスは、耐摩耗性よりもはるかに制御可能な技術であり、それはまた様々な基板上にダイヤモンドの核生成密度を高めることができます。それは、基板のどちらか否定的か肯定的にフィラメントを基準にしてバイアスされているのin - situ法です。グロー放電をバイアス時に生成され、基板は最大30分までの期間のためのプラズマにさらされている。基板は、その後のダイヤモンドの堆積のための核生成サイトを作成し、イオンが殺到しています。このプロセスは、従来の研磨手順と比較して基板に比較的軽微な損傷を与えると考えられている。方法は、核生成および成長の制御と再現性の表面部位を必要とするアプリケーションに特に魅力的です。 |
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主な著者：Hussamラジャブ、ナサーアリ、Htetセイン、ロバートチェリーとWaqarアーメド ソース：材料の世界、巻。 8、頁17-19、2000。
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