Ситаллы и фотоситаллы (стр. 2 из 3)
Использование ситаллов в стоматологии.
Среди актуальных проблем современной стоматологии вопрос совершенствования методов лечения патологии твердых тканей зубов, несмотря на многочисленные исследования, занимает одно из ведущих мест.
Ситаллам свойственны повышенная механическая прочность, износостойкость и химическая стойкость. Эти достоинства ситаллов объясняются составом и более совершенной структурой, которая позволяет полнее использовать возможности кристаллического строения веществ по сравнению с фарфорами.
Структура ситаллов, как правило, однородная, мелкокристаллическая. Кристаллы имеют размеры 0,1–1,0 мкм, и препятствуют распространению трещин в материале, что обеспечивает высокие механические свойства. Керамика же состоит в основном из кристаллической фазы с размером зерен 50–200 мкм.
Различная структура ситаллов и керамики объясняется технологиями их получения. Керамические материалы получают методом твердофазового спекания, ситаллы – из стекол методом направленной кристаллизации.
Кроме указанных достоинств ситаллов, важным является также возможность регулирования степени светопрозрачности материалов с помощью соотношения кристаллической и стекловидной фаз.
Для использования в стоматологии сотрудниками МГМСУ и ГИС разработаны и применяются 4 ситалла: ситалл “СИКОР” для индивидуальных коронок, ситалл “СИМЕТ” для металлокерамических протезов, “Биоситалл” для восполнения дефектов костных тканей и ситалл для литья протезов.
Стоматологический ситалл “Сикор” для зубных коронок получен методом направленной кристаллизации в системе альбит-диопсид.
В сравнении с фарфоровыми массами для зубных коронок “Сикор” обладает рядом технологических преимуществ: композиционным опаковым слоем, гарантирующим его спекание без трещин и не требующим корректировочного обжига; более низкой температуры спекания, широким диапазоном рабочей температуры.
Многолетние клинические наблюдения за больными с коронками из ситалла “Сикор”, изготовленными в МГМСУ, подтвердили высокие эстетические качества, стойкость к химическому воздействию кислот и щелочей пищевых продуктов, среды полости рта, отсутствия аллергических явлений.
Ситалловое покрытие “Симет” предназначено для облицовки каркасов цельнолитых зубных протезов, изготовленных из стоматологических сплавов металлов с температурным коэффициентом линейного расширения (13-15)х10-6 К-1 с использованием метода послойного нанесения масс разной цветности и прозрачности и их спекания в вакуумной электропечи. Материал для ситаллового покрытия синтезирован из стекла лейцит-альбитового состава.
Ситалловое покрытие отличается высокой адгезией к металлическим каркасам зубных протезов, низкой температурой спекания (до 800°C) при достаточной прочности. Регулируемые коэффициент теплового расширения и степень светопрозрачности позволяют получить высокий технологический и эстетический эффект при использовании ситалла “Симет”.
Из материала “Симет” также можно изготавливать индивидуальные ситалловые коронки типа жакетных и вкладки.
Покрытие “Симет” химически и биологически инертно, не растворяется в ротовой жидкости и пищевых продуктах, не оказывает вредного местного и общего воздействия на ткани полости рта и организм пациента, не дает аллергического эффекта.
Применение ситаллов в авиации.
Многолетние научные исследования в области бесцветного и цветного стекла, стеклокерамики (ситаллов), ИК-прозрачного стекла, технологий их производства, моллирования, склейки, упрочнения, придания заданных свойств нанесением на поверхность различных покрытий, обеспечили возможность выпуска широкой номенклатуры изделий, применимых в транспортных средствах, в приборостроении, бытовой технике.
Изделия остекления и светофильтры Центра используются в самолетах МИГ-27, МИГ-31, Су-17, ТУ-95, Ту-128, Ту-22М, Ту-154, Ан-28, Ан-32, Ан-38, Ил-86, Ил-96, Ил-114, Ту-204, Ту-334, в вертолетах Ми-26, Ми-2, на аэродромах, в железнодорожном и водном транспорте.
Стекла, разработанные в Центре, были использованы для остекления кабины пилотов космического корабля БУРАН, для фонарей, защищающих оптическую аппаратуру на спутниках, в космических станциях САЛЮТ и МИР, в иллюминаторах самолетов.
Применение ситаллов в строительстве.
Значительное увеличение объемов строительства стимулирует расширение ассортимента существующих и создание принципиально новых видов строительных материалов. Среди перспективных строительных облицовочных материалов особое место занимают искусственные стеклокристаллические материалы, получаемые на основе стекол определенных составов путем их управляемой кристаллизации.
В отличие от многих традиционных материалов, применяемых при отделке зданий и сооружений, эти материалы характеризуются комплексом весьма ценных эксплуатационных свойств: повышенной прочностью и долговечностью, морозоустойчивостью, нулевым водопоглощением, высокой абразивоустойчивостью, способностью длительное время работать в неблагоприятных условиях и агрессивных средах. Стеклокристаллические материалы биостойки, гигиеничны, имеют абсолютную устойчивость к выцветанию под воздействием солнечного излучения и моющих средств. Они относятся к категории негорючих отделочных материалов, под действием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются и не выделяют токсичных веществ. Разнообразная цветовая гамма и текстура, а также возможность создания на поверхности неповторяющегося рисунка, аналогичного природным гранитам и мрамору, обеспечивают стеклокристаллическим материалам уникальные декоративные качества. Использование особых приемов стекольной и керамической технологий, применяемых при производстве стеклокристаллических материалов, позволяет варьировать размеры и форму изделий.
Если в структуре материала преобладает стеклофаза, отдельные кристаллики и кристаллические образования оказываются диспергированными в объеме стекловидной матрицы. К таким материалам относятся авантюриновые стекла, стекломрамор, стеклокристаллит, стеклокремнезит. Если количество кристаллической фазы в структуре материала составляет более 50-60%, то стеклофаза выполняет роль цементирующей прослойки, скрепляющей отдельные кристаллы силикатов - волластонита, анортита, пироксенов и др. Эту группу представляют прежде всего ситаллы - материалы с объемно закристаллизованной тонкодисперсной структурой, а также сигран и неопариэс.
Авантюриновые стекла представляют собой цветные стекла с мелкими кристаллическими включениями соединений хрома, железа, меди, обеспечивающие эффект мерцания и блеска за счет высокого показателя преломления этих кристалликов по сравнению с основным стеклом. Наиболее известно хромсодержащее авантюриновое стекло, декоративный эффект которого создается за счет мерцания более светлых кристалликов оксида хрома на фоне темно-зеленой стекломатрицы.
Стекломрамор представляет собой непрозрачное (глушеное) белое или цветное стекло с мраморовидным рисунком. Глушение возникает благодаря присутствию в массе стекла небольшого количества мелкодисперсной (10-15 мкм) кристаллической фазы с показателем преломления, отличным от показателя преломления основного стекла. Эта фаза вызывает рассеяние падающего светового потока и снижение светопрозрачности материала вплоть до полной потери прозрачности. Эффект глушения может обеспечиваться также применением определенных составов стекол, склонных к ликвационному (фазовому) расслоению и образованию двухфазных структур, на поверхности раздела которых также происходит рассеяние падающего света. Введение красителей и использование некоторых технологических и конструктивных приемов при стекловарении и формовании позволяет получать мраморовидный рисунок голубого, зеленого, синего, бежевого цветов.
Стеклокристаллит и стеклокремнезит относятся к материалам, получаемым путем спекания гранул стекла разного химического состава. Для спекания можно использовать как специально сваренные глушеные стекла, так и измельченные отходы листового, тарного, медицинского, электровакуумного стекла, отходы производства стекловолокна. Варьирование состава и дисперсности стеклогранулята, применение различных наполнителей, добавок порообразователей и других компонентов позволяет получать многочисленные разновидности этих материалов. Так, стеклокремнезит представляет собой трехслойный материал: верхний декоративный слой состоит из цветного стекла, основной слой - из глушеного стекла, в нижнем слое к глушеному стеклу добавлен кварцевый песок, который обеспечивает повышенную адгезию к цементному раствору.
Ситаллы относятся к стеклокристаллическим материалам с высоким содержанием мелкодисперсной кристаллической фазы - 60% и более. В основе получения этих материалов лежит теория катализированной кристаллизации стекол определенных химических составов. В процессе термической обработки, составляющей одну из основных технологических стадий получения ситаллов, во всем объеме предварительно отформованного стеклоизделия образуется масса беспорядочно ориентированных кристалликов различных силикатных фаз размером не более 1-3 мкм. Материалы имеют плотную однородную структуру, напоминающую структуру высокоплотной керамики. По внешнему виду ситаллы также похожи на керамические материалы. Существенным преимуществом строительных ситаллов является возможность использования при их получении промышленных отходов, содержание которых в исходных шихтах достигает 70%.
В зависимости от вида применяемого сырья различают шлакоситаллы (на основе шлаков черной и цветной металлургии), золоситаллы (на основе топливных шлаков и зол) и петроситаллы (на основе горных пород и отходов горнообогатительных комбинатов). Высокие эксплуатационные характеристики ситалловых изделий (прочность и износостойкость, химическая стойкость, способность выдерживать высокие температурные перепады) обеспечивают этому классу материалов возможность широкого применения в строительстве. Так, шлакоситалл хорошо зарекомендовал себя в качестве материала для настила полов промышленных и гражданских зданий, для облицовки наружных и внутренних стен, для футеровки строительных конструкций, подверженных химическим воздействиям и абразивному износу. Для расширения цветовой гаммы шлакоситалла его поверхность можно декорировать силикатными эмалями, деколями, ангобами.