6 MATERIALI september 2019 Dentalne zlitine in korozija Izr. prof. dr. Rebeka Rudolf, dr. Peter Majerič Korozija – definicija Temelj korozije so oksi-redoksi procesi, v katerih se kovinski ato- mi na površini oksidirajo v ione in hidrokside. Te procese sestavlja anodna reakcija, pri kateri atom kovine odda elektron in se spre- meni v pozitivni ion, ter katodna reakcija nastanka hidroksilnega iona OH-. Ob omočeni površini nastane asimetrija, kar povzroči, da površinski plasti kovine ter vode dobita različen električen naboj, ki je odvisen od ionskega potenciala vode. Raztopljeni ioni, ki so v vodi obdani z ovojem po- larnih molekul vode, ravnotežno porazdelitev naboja ob površini kovine spremenijo v neenako- merno. Zato sta olajšana prehod električnega naboja in oksidacija kovine, npr. železa z anodno re- akcijo Fe → Fe2+ + 2e- in katodno reakcijo 2H+ + 2e- → H2 v kislem mediju in z reakcijo O2 + 4e- + 2H+ → 2OH- oz. z reakcijo 3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2. Električ- no ravnotežje zagotavlja nastanek vodika iz vodikovih ionov in ele- ktronov, ki jih je oddala kovina, ali z nastankom ustreznega števi- la hidroksilnih skupin. Površine nekaterih kovin se v vo- dnem okolju lahko pokrijejo s pa- sivno plastjo z debelino 10 do 20 nm, zaradi česar se hitrost korozi- je močno zmanjša. Tanka pasivna plast nastane z reakcijo z raztopi- no zelo hitro. Pasivnost najdemo v plemenitih zlitinah, nerjavnih jeklih, v zlitinah aluminija, titana, magnezija in v drugih kovinah. Pasivna plast zmanjša hitrost ka- todne reakcije v nekem področju potenciala, nad njim pa korozijo celo lokalno pospeši in jo spre- meni v jamničasto. Lokalne hete- rogenosti pospešujejo korozijske procese zaradi motenj v pasivni plasti. V kovinah so številne he- terogenosti kot kristalne meje, nekovinski vključki, različne komponente mikrostrukture, po- zitivne in negativne segregacije, specifična morfologija površine itd. Heterogenosti so lahko tudi v korozijskem mediju, npr. lokalne razlike pH, ali pa le-te nastajajo pri uporabi kovine, npr. pri obrabi površine. Vse heterogenosti po- spešujejo korozijske procese. Plemenite zlitine Uporaba plemenitih kovin in nji- hovih zlitin je zelo različna ter temelji npr. na dobri električni in toplotni prevodnosti in na od- pornosti proti oksidaciji in sulfi- dizaciji pri zlitinah za električne kontakte, na odpornosti proti ko- roziji oz. inertnosti pri dentalnih zlitinah za zobno protetiko, za ki- rurške implantate ter za zlatarstvo in drugo. Večina plemenitih den- talnih kovin je v osnovi odporna proti koroziji v kislih in alkalnih medijih ter proti oksidaciji ter sulfidizaciji pri visokih tempera- turah. Srebro in paladij tako ne oksidirata, vendar pa že pri tem- peraturi okolice potemnita zaradi nastanka Ag2S v atmosferah, ki vsebujejo žveplovodik, tudi pri zlitinah za zobno protetiko. Sre- bro je nadalje manj odporno proti koroziji v raztopinah, ki vsebuje- jo kislinske ione, je pa odporno proti koroziji v alkalnih medijih. Zlato je odporno proti vsem ko- rozijskim medijem, topi se le v zlatotopki in je inertno v vseh at- mosferah. Podobna je odpornost platine, ki postane krhka, če se nasiti z vodikom. Rodij je odpo- ren proti koroziji v vseh medijih in proti oksidaciji. Paladij ni od- poren proti koroziji v kislih medi- jih in na zraku oksidira pri tempe- raturah med 400° in 800°C. Iridij je zelo odporen proti koroziji v kislih medijih, vendar pa oksidi- ra na zraku pri temperaturah med 600° in 1000°C. Kljub temu je to edina kovina, ki je kratkotrajno uporabna do temperature 2000°C. Osmij se že na zraku veže v stru- pen oksid. Uporablja se samo v zlitinah kovin iz skupine platine, ki jih močno utrjuje. Ag, Au, Pt, Pd in Rh so zelo duk- tilne kovine, ki se preoblikujejo tudi pri sobni temperaturi, Ir in Ru pa sta trda in preoblikovalna samo pri povišani temperaturi. Različna kombinacija legiranja daje zlitinam različne barve. Npr. pri ternarnih zlitinah zlata, srebra in bakra dosežejo v odvisnosti od sestave zlato rumeno, bakreno rdečo, belo in zelenkasto barvo. V stanju in v zlitinah s srebrom in bakrom, ki se uporabljajo v den- talnih zlitinah, zlatarstvu in za električne kontakte. Primeri korozije Razlikujemo enakomerno in loka- lizirano korozijo. Pri enakomerni koroziji se npr. površina dentalne zlitina enakomerno degradira in le-ta je lahko hitra, če površina kovine ni pasivna ali pa na njej nastaja porozen produkt korozi- je. Če produkti korozije površino varujejo (t.j. v primeru nastanka zvezne plasti oksida ali oksihi- drata), je hitrost degradacije sicer zmanjšana, vendar ni nična. Splo- šno korozijo kovin srečujemo tudi v primeru nekakovostnih eksoge- nih površinskih plasti, npr. barv, kovinskih plasti, inhibitorjev in podobno. Enakomerna korozija lizirane korozije, ker je zelo hitra, včasih slabo predvidljiva, ker se dogaja tudi v šibkih korozijskih okoljih in jo je pogosto težko pra- vočasno identificirati. Različne oblike korozije lahko razločimo po vizualni obliki po- škodb, npr. enakomerna, špranj- ska, luknjičasta (pitting) – (slika 2), interkristalna, napetostna in druge. Po mehanizmu procesa pa delimo korozije v splošno: npr. atmosfersko, galvansko, biološko in visokotemperaturno (oksidaci- ja); lokalizirano: npr. špranjsko (crevice), luknjičasto in inter- kristalno; mehansko pospešeno korozijsko degradacijo kot npr. z erozijo, kavitacijo, oz. poznamo še korozijsko utrujenost, kaplji- čavost; inducirano krhkost: npr. napetostno korozijo in vodikovo krhkost ter korozijo v staljenih kovinah in soleh. 1a 1b Sliki 1a in 1b: Primer plemenitih dentalnih zlitin (a) na osnovi Au (Aurodent BIO) in (b) na osnovi Ag (Auropal S). belem zlatu je odtenek bele barve odvisen od razmerja Cu/Ag, ki je različno za različne vsebnosti zla- ta (sliki 1a in 1b). Paladij se uporablja v čistem je predvidljiva, zato se ji lahko izognemo s pravo izbiro dentalne kovine in s primerno zaščito po- vršine. Za dentalne zlitine je bolj nevarna degradacija zaradi loka- Pri splošni koroziji se katodna in anodna mesta izmenjujejo ali so eno drugemu zelo blizu. Pri lokalizirani koroziji so ta mesta ločena, zato prihaja do povečanja © 2019, Dental Tribune International GmbH Uredniški material, preveden in tiskan v izdaji časopisa Dental Tribune International, je avtorsko zaščiten pod podjetjem Dental Tribune International GmbH. Vse pravice so zadržane. Objavljeno z dovoljenjem podjetja Dental Tribune International GmbH, Hol- beinstr. 29, 04229 Leipzig, Germany. Reprodukcija na katerikoli način, v katerikoli jezik, v celoti ali delno, je brez predhodnega dovoljenja podjetja Dental Tribune International GmbH strogo prepovedana. Dental Tribune je zaščitni znak podjetja Dental Tribune In- ternational GmbH. Dental Tribune si prizadeva natančno predstavljati klinične informacije in novice pro- izvajalcev. V zvezi s tem Dental Tribune ne prevzema nobene izhajajoče odgovornosti resničnosti navedb ali nastalih tipkarskih napak. Založnik prav tako ne prevzema nobene odgovornosti za vsebino oglasov. V člankih izražena mnenja so lastna mnenja avtorjev in ne predstavljajo mnenja Dental Tribune International. Dental Tribune International GmbH Holbeinstr. 29, 04229 Leipzig, Nemčija tel.: +49 341 48 474 302, faks: +49 341 48 474 173 e-pošta: info@dental-tribune.com | www.dental-tribune.com Tribune America, LLC 118-35 Queens Blvd, Suite 400, Forest Hills, NY 11375, USA Tel.: +1 212 244 7181 | Fax: +1 212 244 7185 Prevod in lektoriranje: Grafično oblikovanje in prelom: Tisk: Naklada: Dental Tribune Slovenija Simon Šimenc TISK Žnidarič, d.o.o., Kranj 2800 izvodov, (september 2019) Uredniški svet: Založnik/Predsednik/CEO: Vodja Financ: Direktor razvoja projektov: Višja urednika: Strokovna urednika: Mlajša urednica: Izvršni urednik: Urednik in dir. soc. medijev: Izvršni urednik: Razvoj in marketing: Prodaja in proizvodnja podpora: Izvršni asistent: Računovodji: Izvršni producent: Oglasne dispozicije: Mlajša urednika: Urednici izdaj: Pomočnik urenika: Produktni vodja: Tehnološki vodja: Projektni vodja: Direktor dogodkov: Računovodje: IT: dr. Nasser Barghi, dr. Karl Behr, dr. George Freedman dr. Howard Glazer prof.dr. I.Krejci Torsten R.Oemus Dan Wunderlich Claudia Duschek Jeremy Booth Michelle Hodas Nathalie Schüller Magda Wojtkiewicz Franziska Beier Brendan Day Monique Mehler Kasper Mussche Alyson Buchenau Puja Daya Hajir Shubbar Madleen Zoch Doreen Haferkorn Karen Hamatschek Anita Majtenyi Gernot Meyer Marius Mezger Luke Gribble Sabrina Raaff Ann-Katrin Paulick Iveta Ramonaite Joachim Tabler Serban Veres Sarah Schubert Lars Hoffmann Anita Majtenyi Manuela Wachtel Maria Macedo ZDA Nemčija Kanada ZDA Švica keramika endodontija estetika kariologija konzervativa dr. Edward Lynch dr. Ziv Mazor prof.dr. Georg Meyer prof.dr. Rudolph Slavicek dr. Marius Steignamm Irska Izrael Nemčija Avstrija Nemčija restavrativa implantologija restavrativa funkcionalnost implantologija ISSN 2232-3511 Obiščite našo spletno stran: Lastnik licence za Slovenijo: Za založbo Bisernica Medicina: Glavni urednik: Vodja produkcije: Kontakt slovenskega uredništva: www.dental-tribune.com info@dental-tribune.com Bisernica Medicina d.o.o., Gmajnice 15, 1000 Ljubljana Ronald Pintar, direktor Boštjan I. Košak Zoran Grom telefon: 031 378 022, e-pošta: prodaja@dental-tribune.si Oglasno trženje: Naročnine: Boštjan I. Košak (041 740 864), Zoran Grom (031 378 022) prodaja@dental-tribune.si Oglasno trženje za VE: Oglasno trženje za ZE: Ključni naročniki: Mednarodno trženje: Trženje Azija Pacifik: Trženje Lat.Amerika: Trženje Sev.Amerika: Barbora Solarova Hélène Carpentier (Western Europe) Matthias Diessner Melissa Brown Peter Wittecyek Weridiana Mageswki Maria Kaiser