牙科工具 - 硬质涂层CVD派生牙科工具
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化学气相沉积 |
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化学气相沉积（CVD）是一种成熟的技术为涂料的金属切削刀具，包括钻头，钢锯，带锯，刀片和刀片广泛。在某些情况下，可以提高心血管疾病多达20倍的涂层刀具寿命的一个刀具寿命。此外，切割效率，切割速度和切割的工件的质量显着提高了表面工程。该技术可用于沉积了广泛的应用，如田，TiAlN涂层，多层，分级涂料和新型涂料新的纳米复合涂料品种繁多。然而，在一个区域很少有CVD工作开展-生物医学植入物和如车针，牙科正畸钳子和镊子的工具表面处理，所有这些都可以在质量，安全和成本方面受益的CVD应用涂层。 金刚石涂层牙科工具金刚石涂层钻头常用的牙科病人，以及在牙科实验室。牙科钻头用于多种用途，包括治疗龋齿的准备，而且在许多情况下，对冠和桥梁工程和部分假牙的牙齿本身的准备。牙科车针，也广泛地应用在切割，钻孔，磨削，修整和假牙的材料和金属框架等各类抛光牙科实验室。 该钻头是由固定到基板表面坚硬的钻石颗粒用粘合剂基体材料。牙科车针，目前指定的钻头尺寸和轴的长度。有没有磨面规范。特别是在金刚石涂层钻头的情况下，不存在的砂粒大小或使用金刚石颗粒质量标准化。金刚石颗粒的平均粒度差别很大，从50 -300μm。 限制和问题 与金刚石涂层牙科工具有与长期质量和效益的牙科工具，特别是钻头的一些问题。例如，在某些牙科工具的粒子穿脱相当迅速，只在渲染后操作时间短的工具是无效的。用金刚石涂层牙科车针，切割和修整效率降低由于重复杀菌，消毒，清洗，工序，而采用高温和酸性环境。一个重要的发现是关于一个磷酸基清洗液，这在日常使用当时碳钢钻头腐蚀作用的发现。另一个例子是，三碳化钨钻分离，其中1例导致吞咽柏迪头部分离病人，已被描述。这种车针柄分离的头接连发生是与一个冷杀菌消毒使用的解决方案。 从牙科钻头涂层颗粒也呈现出健康的危害，应立刻从病人的口腔车针离开-例如，有一种镍2潜力释放+从金刚石涂层牙科车针金属粘结剂离子进入体内，这也可能会被有毒的病人。这方面不仅构成了危险的病人呼吸系统，牙医和护士，但也导致牙齿修复期间，实验室制造的陶瓷污染。 铝ternative涂层技术由于上述这些限制，有一个更好的质量，持久和更经济的牙科工具日益增长的需求。一个照顾这种需求和克服污染/健康问题有吸引力的方法是使用一种表面处理技术。几种方法可用于涂料，包括溅射，蒸发，离子注入和等离子体辅助化学气相沉积（CVD），图1。
每种方法都有其优点和缺点。例如，离子注入可以给不改变该工具的尺寸非常坚硬的表面，但它是一条线的视线技术，这使得它很难治疗时要使用一个复杂的形状工具，牙科车针等。对于其他应用，如治疗菲亚特基板上的硅芯片，离子注入是无与伦比的引进，如磷，硼，砷掺杂控制数量。 CVD的优点但是，CVD很可能是牙齿表面的涂层钻头未来的选择。而CVD比其他表面工程技术的主要优点是它能够大衣，统一，如牙科车针，牙钻，钳子和镊子复杂的部件。此外，它还可以应用到涂料的基体材料的不断层，所以要持续较长时间的工具。另一个好处是，CVD涂层可应用于对所使用的设备与最低的成本和经济规模大。 缺点CVD心血管疾病的一个缺点是，它经常采用的前体，可对健康造成危害，对环境不友好的易燃。对于金刚石涂层的沉积，化学气相沉积过程涉及的化学前体的分解气体，通常是甲烷和氢气，而被激活，并进行气体反应。然后，他们通过对流和扩散输送流动机制，基板。一旦出现，异构气体/表面处理产生的核和钻石薄膜的生长，如果条件有利。通过优化沉积条件下，涂层的表面性能可定制，以满足应用。 金刚石合成的基本问题是由碳的同素异形体的性质。在普通石墨条件，而不是钻石，是热力学稳定的碳晶相。因此，在化学气相沉积金刚石的主要要求是与SP3债券存碳，同时抑制石墨SP2键的形成。这是通过建立诸如氢原子非金刚石碳腐蚀剂高浓度。通常，这些条件都达到掺加大量的氢气的工艺气体和气体或热激活或使用血浆。 一般来说，如金刚石涂层，梯度涂层，多层膜和纳米复合材料的表面上复杂的过程，包括化学气相沉积，离子辅助沉积和等离子体化学气相沉积应用，附着力比较差。提高涂层/基体的附着力可能的方法包括用各种粉末基材磨损，基板偏压，脉冲偏置和层间材料的使用。 新概念 - 高频CVD修改后的高频率使用CVD（HFCVD）图2，纳入水热灯丝CVD系统冷却与控制气体流速的不锈钢容器中，系统允许独立的偏见之间的基板和长丝应用。灯丝由平盘绕钽丝的直径0.5mm激活反应混合物。该工艺可适应的薄膜涂层沉积配合上，如钨硬质合金，金刚石涂层，不锈钢车针牙科车针几种类型。
HFCVD可用于制造运用在刀刃连续涂层新金刚石钻头。该技术无需使用粘合剂材料，传统的金刚石钻头存在。因此，它已克服与（和继发性感染），口腔组织的污染问题，提高切削效率和刀具寿命提高的潜力。 方法，以提高涂层/基体债券ING涂层/基体的附着力，可增强贯彻几个基材的前处理。在这些治疗是基材的使用，如金刚石，氧化铝，碳化硅和各种粉末混合表面粗糙。最近的一项研究表明，基片表面粗糙控制可以提高金刚石涂层材料成核密度。 衬底偏压是另一种表面前处理方法，可以采用。偏置是一个比磨损更加可控的技术，又可以加强各种基材上金刚石形核密度。这是一个在原地方法，其中基材可以是消极或积极方面的灯丝偏颇。在偏压产生辉光放电产生与基体暴露了长达30分钟内到等离子。基材是用离子轰击，从而为随后的沉积金刚石形核位置。这一过程被认为是造成相对轻微损坏，相对于传统的抛光程序基板。该方法特别适用于需要对核和生长控制和可重复性表面的网站应用程序的吸引力。 |
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小作者：胡珊Rajab，纳萨尔阿里Htet盛，罗伯特樱桃和瓦卡尔艾哈迈德 来源：材料世界，第一卷。 8，第17-19页，2000。
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