Физические свойства материалов

Температура плавления и кипения. Температура, при которой нагретый материал переходит из твердого состояния в жидкое, называется температурой плавления. Переход из твердого состояния в жидкое у разных материалов происходит при различных температурах: у нержавеющей стали при 1450°С, у золота при 1064°С. Некоторые материалы не имеют точно фиксированной точки плавления. Так, у акриловых пластмасс при нагревании до 80—90°С только появляются пластические свойства, при повышении температуры до 130—140°С материал становится очень пластичным.
Пчелиный воск имеет температуру плавления 60— 64°С, а в интервале температур от 37 до 60°С находится в пластичном состоянии.
Характерно, что все металлы имеют стабильную температуру плавления. У сплавов металлов, как правило, более низкая температура плавления, чем у составляющих их компонентов. Так, температура плавления чистого золота 1064°С, золотого сплава 900-й пробы 1000°С.
Добавка кадмия заметно снижает температуру плавления сплава, чем широко пользуются в зуботех-нической практике при получении припоев.
Наиболее низкую температуру плавления имеют сплавы типа механической смеси (легкоплавкие сплавы).
Зная температуру плавления металлов и других материалов и способы, позволяющие изменять ее в нужном направлении, можно использовать различные сочетания металлов в сплавах, другие материалы в сложных композициях. Это помогает также определять оптимальные режимы технологических процессов.
При нагревании материала выше точки плавления наступит переход его из жидкого состояния в газообразное. Температура, при которой происходит этот процесс, называется температурой кипения. Так, у золота температура кипения 2550°С, у серебра — 1955°С, кадмия — 778°С.
Необходимо иметь в виду, что при кипении многокомпонентных сплавов металлов вследствие различия температур может произойти улетучивание наиболее легкоплавких компонентов, что приведет к изменению соотношений в сплаве и изменению его свойств. Так, при изготовлении припоев, содержащих кадмий и цинк, имеющих температуру кипения соответственно 778 и 918°С, при перегревании может произойти частичная их утрата и припой окажется тугоплавким. Кроме того, кадмий в припое для золота во время пайки выкипает, сгорает, и проба золотого припоя повышается до близкой к основному сплаву. Таким образом, готовый мостовидный или бюгельный протез из сплавов на основе золота становится однородным во всех частях. Однородность или гомогенность металлической части протеза повышается после термической обработки (например, однородность золотого протеза перед его окончательной отделкой в результате термической обработки при температуре до 800°С).
Некоторые материалы при температуре выше точки плавления распадаются на составные части. По-лиметилметакрилат, составляющий основу акриловых пластмасс, при температуре 275—310°С теряет свою полимерную структуру, деполимеризуется до мономолекул метилового эфира метакриловой кислоты.

Тепло- и электропроводность. Способность вещества проводить тепло называется теплопроводностью. Этим качеством обладают в различной степени все материалы, однако эталоном принято считать серебро, обладающее наибольшей теплопроводностью. Плохой теплопроводностью обладают пластмассы и керамические материалы.
В ортопедической стоматологии это свойство материалов имеет важное практическое значение. Так, при изготовлении коронок, полукоронок, вкладок следует учитывать возможность термических раздражений пульпы зуба. Чтобы избежать осложнений для изготовления подобных конструкций, выбирают материалы с малой теплопроводностью (пластмасса, фарфор) или фиксацию на зубах производит с помощью материалов с низкой теплопроводностью (фосфат-цементы).
Иногда у пациентов, пользующихся съемными протезами, возникают неприятные ощущения, связанные с нарушением терморецепции тканей, закрытых пластмассовым базисом. В этих случаях показано изготовление съемных протезов на верхнюю челюсть с металлическим базисом, имеющим по сравнению с пластмассовым хорошую теплопроводность.
Применяемые в ортопедической стоматологии материалы обладают различной способностью проводить электрический ток, т. е. электропроводностью. Эта способность зависит от активности свободных электронов, чем и определяется электрический потенциал материала.
В условиях полости рта между материалами, имеющими различные электрические потенциалы, возникают электродвижущая сила (э. д. с.) и гальванические токи, которые могут вызывать коррозию металлов и связанные с этим неприятные ощущения во рту.

Тепловое расширение.
Все тела при нагревании и охлаждении изменяют объем и линейные размеры. Это свойство у разных материалов проявляется неодинаково и характеризуется коэффициентами линейного и объемного расширения.
Коэффициентом линейного расширения называется величина, показывающая изменение длины образца в 1 м при нагревании его на 1°С при температуре 20°С.
Коэффициент объемного расширения равен утроенному коэффициенту линейного расширения. Этот показатель физических свойств материалов имеет большое практическое значение особенно в тех случаях, когда возникает необходимость контактного соединения разнородных материалов с использованием физического явления адгезии в условиях постоянно меняющихся температур.
Известно, что для возникновения сил межмолекулярного сцепления между двумя поверхностями необходимо такое плотное их касание, при котором в любой точке проявлялись бы силы межмолекулярного притяжения. При отдалении поверхностей на несколько микрон, величину исключительно маленькую, силы межмолекулярного притяжения перестают действовать и адгезии быть не может.
В случаях, когда контактно соединены материалы с близкими коэффициентами линейного расширения, при нагревании и охлаждении их размеры изменяются одинаково и это практически не влияет на прочность их связи.
Если коэффициенты линейного расширения соединенных материалов разные, то при колебаниях температуры изменения размеров будут неодинаковыми. Даже в небольших по размерам изделиях разница в линейных размерах соединенных материалов может достигать десятков и сотен микрон. При таких диспропорциях размеров исчезают силы межмолекулярного притяжения поверхностей прилегания и сцепление может произойти лишь за счет механического контакта неровностей каждой поверхности.
Материалы, применяемые для зубного протезирования и восстановления разрушенных частей коронок зубов, должны иметь коэффициенты линейного расширения, максимально приближенные к коэффициентам тканей зуба 8- IO-6. Близкие к таковым коэффициенты имеют стоматологические цементы и фарфор 9-10-6, нержавеющая стать 11-6-6, золото 14-IO-6.
У акриловой пластмассы коэффициент теплового расширения в 10 раз больше, чем у тканей зуба. Этим в значительной степени и объясняется отсутствие адгезионной связи пластмассовых пломб с тканями зуба.

111