Temas Abordados

Chemical Vapour Deposition

Diamond Coated instrumentos dentários

Limitações e Problemas   Associado a Diamond Coated Dental Ferramentas

Técnicas alternativas de revestimento

Vantagens de DCV

Desvantagens das DCV

Novos Conceitos - Alta Freqüência DCV

Métodos para melhorar o revestimento de ligação de substrato /

Chemical Vapour Deposition

Deposição química de vapor (CVD) é uma tecnologia criada para o revestimento de uma ampla gama de ferramentas de corte de metal, incluindo furadeiras, serras, serras de fita, lâminas de barbear e inserções. Em alguns casos, doenças cardiovasculares podem aumentar a vida de uma ferramenta de corte em até 20 vezes a vida de uma ferramenta sem revestimento. Além disso, a eficiência de corte, velocidade de corte ea qualidade do corte da peça de trabalho são significativamente melhoradas através da engenharia de superfície. A tecnologia pode ser utilizada para depósito de uma grande variedade de revestimentos, tais como TiN, TiAlN, multicamadas, classificados revestimentos e revestimentos nanocompósitos novela nova, para uma ampla gama de aplicações. No entanto, em uma área não tem sido o trabalho realizado pouco CVD - tratamento de superfície de implantes biomédicos e instrumentos odontológicos, tais como brocas, alicates ortodônticos e pinças, que podem se beneficiar em termos, segurança, qualidade e custo da aplicação de uma doença cardiovascular revestimento.

Diamond Coated instrumentos dentários

Brocas de diamante dental são comumente usados ​​em pacientes, bem como em laboratórios dentários. brocas dentais são usados ​​para vários fins, incluindo a preparação das cavidades dos dentes e, em muitos casos, a preparação dos dentes próprios para a coroa e pontes e dentaduras parciais. brocas dentais também são usados ​​extensivamente no laboratório de prótese dentária para corte, perfuração, moagem, corte e polimento de diversos tipos de materiais, como próteses e estruturas metálicas.

As brocas são feitas através da fixação de partículas de diamante duro sobre uma superfície do substrato utilizando um material de matriz ligante. brocas dentais são atualmente especificados pelas dimensões da cabeça da broca eo comprimento do eixo. Não há nenhuma especificação para a superfície de moagem. No caso de brocas de diamante revestidas em particular, não há padronização do tamanho de grão ou a qualidade do diamante partículas utilizadas. A granulometria média das partículas de diamante podem variar muito de 50-300μm.

Limitações e Problemas   Associado a Diamond Coated Dental Ferramentas

Há certos problemas com a qualidade a longo prazo e eficácia dos instrumentos odontológicos e brocas em particular. Por exemplo, as partículas de alguns instrumentos dentários se desgastar muito rapidamente, tornando os instrumentos ineficazes depois de apenas pouco tempo na operação. Com brocas de diamante revestidas odontológico, corte e recorte eficácia diminui devido à repetição de esterilização, desinfecção e limpeza, processos que empregam temperaturas elevadas e ambientes ácidos. Um achado importante foi a descoberta da ação corrosiva do aço brocas de carbono de um ácido fosfórico base a solução de limpeza, que estava em uso rotineiro no momento. Em outro exemplo, três casos de separação carbide de tungstênio, um dos quais resultou o paciente engolir a cabeça da broca separados, têm sido descritos. Esta série de cabeças de broca separando-se da haste foi associado com uma solução de esterilização a frio utilizado para a desinfecção.

partículas do revestimento de brocas de dentista também apresentam um risco de saúde devem vêm longe da broca no paciente a boca - por exemplo, há uma liberação potencial de Ni ^{2 +} íons da pasta metálica do diamante revestidas brocas dentárias no corpo, o que poderia ser tóxico para o paciente. Este aspecto não só constitui um risco para o sistema respiratório do paciente, o dentista ea enfermeira, mas também causa a contaminação da cerâmica durante a fabricação do laboratório de restaurações dentárias.

Al deira alternativa de revestimento Técnicas

Devido a essas limitações descritas acima, há uma crescente demanda por melhor qualidade, de longa duração e mais econômico instrumentos dentários. Uma forma atrativa de um alojamento para essa demanda e contaminação superar questões de saúde / é a utilização de uma tecnologia de tratamento de superfície. Vários métodos podem ser utilizados para o revestimento, incluindo sputtering, evaporação implantação de íons e deposição de vapor químico assistido a plasma (DCV), figura 1.

Cada método tem suas vantagens e desvantagens. Por exemplo, a implantação iónica pode dar muito duro superfícies sem alterar as dimensões da ferramenta, mas é uma linha de visão técnica, o que torna difícil a utilização no tratamento complexo em forma de uma ferramenta como uma broca de dentista. Para outras aplicações, tais como o tratamento de chips de silício em substratos fiat, implantação de íons é inigualável para a introdução de quantidades controladas de dopantes, tais como, fósforo, boro e arsênio.

Vantagens de DCV

No entanto, as DCV é provável que seja a escolha futura para o revestimento de superfície de brocas de dentista. A principal vantagem de DCV sobre a engenharia de análise de superfície de outro é sua capacidade de revestimento, de modo uniforme, componentes complexos, como brocas de dentista, brocas odontológicas, alicates e pinças. Além disso, é possível a aplicação contínua de camadas de revestimentos no material de substrato, e assim tornar a ferramenta durar mais tempo. Outro benefício é que os revestimentos CVD pode ser aplicado e economicamente em larga escala com custo mínimo para os equipamentos utilizados.

Desvantagens das DCV

Uma desvantagem de DCV é que freqüentemente emprega precursores que podem representar um perigo para a saúde, são prejudiciais ao meio ambiente e inflamável. Para a deposição de revestimentos de diamante, o processo CVD envolve a decomposição de gases precursores químicos, geralmente metano e hidrogênio, que são ativadas e sofrem reações gasosas. Em seguida, são transportados através de mecanismos de fluxo difusivo e convectivo ao substrato. Uma vez lá, o gás heterogêneo superfície processos / dar lugar à nucleação e crescimento de um filme de diamante, se as condições forem favoráveis. Com a otimização das condições de deposição, as propriedades de superfície do revestimento pode ser adaptado para atender pedido.

O problema fundamental da síntese de diamante é causada pela natureza alotrópicas do carbono. Sob condições normais não grafite, diamante, é a fase cristalina termodinamicamente estáveis ​​de carbono. Assim, o requisito principal em diamante CVD é a deposição de carbono com ligações Sp3 e, simultaneamente, suprimir a formação de ligações sp2 grafite. Isto é feito através da criação de elevadas concentrações de condicionadores de carbono nondiamond tais como o hidrogênio atômico. Geralmente, estas condições são alcançadas pelo admixing grandes quantidades de hidrogênio com o gás de processo e ativando a gás ou termicamente ou usando um plasma.

Em geral, a adesão de revestimentos tais como o diamante, classificados revestimentos multicamada e nanocompósitos, aplicados por processos, incluindo doenças cardiovasculares, assistida deposição de íons e plasma CVD em superfícies complexas é bastante pobre. Métodos possíveis de melhorar o revestimento / substrato de adesão incluem abrasão do substrato com pó de diversos substratos de polarização, polarização pulsada e do uso de materiais intercalar.

Novos Conceitos - Alta Freqüência DCV

Usando uma versão modificada de alta freqüência de DCV HFCVD) (figura 2, que incorpora um sistema de CVD de filamento quente em um recipiente refrigerado a água de aço inoxidável, com vazões de gás controlada, o sistema permite viés independente, a ser aplicado entre o substrato eo filamento. O filamento é composto de tântalo fio espiral fixa de 0,5 milímetro de diâmetro para ativar a mistura de reação. O processo pode ser adaptado para atender a deposição de revestimentos de película fina de diversos tipos de brocas de dentista, como carboneto de tungstênio, o diamante revestido, e brocas de aço inoxidável.

HFCVD pode ser usado para fabricar pontas diamantadas novas pela aplicação de um revestimento contínuo nas arestas de corte. A tecnologia elimina a necessidade de utilizar material presente aglutinante em pontas diamantadas convencionais. Como resultado, tem potencial para superar problemas de contaminação dos tecidos orais (e infecções posteriores), melhorando a eficiência de corte e aumentar a vida útil da ferramenta.

Métodos para melhorar o revestimento / substrato ing

Revestimento de adesão / substrato pode ser melhorada através da realização de vários pré-tratamentos do substrato. Entre estes tratamentos é a rugosidade da superfície do substrato utilizando misturas em pó diversos, tais como o diamante, alumina e carbeto de silício. Um estudo recente indicou que a rugosidade controlada da superfície do substrato pode aumentar a densidade de nucleação de diamante do material de revestimento.

A polarização de substrato é outra superfície método de pré-tratamento que podem ser empregadas. Polarização é uma técnica muito mais controlável do que a abrasão e pode também aumentar a densidade de nucleação de diamante em diversos substratos. É um método in situ em em que o substrato é negativa ou positivamente tendencioso em relação ao filamento. Durante a polarização de uma descarga luminescente é gerado eo substrato é exposta a um plasma por um período de até 30 minutos. O substrato é bombardeada com íons, a criação de locais de nucleação para a deposição de diamante subseqüentes. Este processo é considerado para infligir danos menores em relação ao substrato em relação aos procedimentos de polimento convencionais. O método é particularmente atraente para aplicações que requerem reprodutível superfície sites e controlado por nucleação e crescimento.

Autor Principal: Hussam Rajab, Nasar Ali, Htet Sein, Robert Cherry e Waqar Ahmed

Fonte: World Materiais, vol. 8, p. 17-19, 2000.

Para mais informações sobre Materiais Mundial visite O Instituto de Materiais