Vergleichende Untersuchungen zur Verbundfestigkeit von Metall-Keramik- Kombinationen in Verbindung mit herkömmlicher und niedrigschmelzender Keramik bei Verwendung unterschiedlicher Gusssysteme

Abstract

Das Ziel dieser Untersuchung war es, mögliche vorhandene Unterschiede in den Verbundfestigkeiten von Metallkeramikkombinationen aufgrund unterschiedlicher Gusssysteme bei unterschiedlichen Keramiken aufzuzeigen. Als Vakuum- Druckgussmaschinen mit Induktionsschmelzeinrichtung wurden Nautilus T und Nautilus MC+ verwendet. Die Vertreter für die Hochfrequenz- Induktions- Gussschleudern waren Fornax T und Fornax G. Als Tischgussschleuder für das Flammenschmelzen wurde Fundor T verwendet. Als hochgoldhaltige Legierung wurde Bio PontoStar benutzt. Es wurden insgesamt 150 Prüfkörper hergestellt. Jedes Gusssystem wurde mit fünf unterschiedlichen Keramiken kombiniert, so dass von jeder Kombination eine Versuchsreihe von 6 Prüfkörpern existiert. Alle Prüfkörper wurden dem Drei-Punkt-Biegeversuch nach SCHWICKERATH unterzogen. Es konnte festgestellt werden, dass mit der Tischgussschleuder die höchsten Verbundfestigkeitswerte erzielt werden konnten. Insgesamt hohe Ergebnisse wurden mit den Vakuum- Druckgussmaschinen mit Induktionsschmelzeinrichtung erzielt. Die Keramik Vintage Halo erzielte mit allen Gusssystemen gute Ergebnisse. Die höchsten Werte für die Verbundfestigkeit erreichte man mit den Keramiken Creation und Vita Omega 900. Mit der Leichtfliessenden Keramik Heraceram wurden tendenziell niedrigere Werte für die Verbundfestigkeit festgestellt. Anschließend wurden alle Proben lichtmikroskopisch untersucht. Die Prüfkörper wurden anhand der noch vorhandenen Keramik in Gruppen eingeteilt. Bei der Keramik Vintage Halo waren bis auf 4 Proben alle mit weniger als ein Drittel der Fläche mit einer dicken Restschicht Keramik bedeckt. Bei der Keramik IPS-d.Sign waren über die Hälfte der Proben mit mehr als zwei Dritteln der Fläche mit einer dicken Restschicht Keramik bedeckt. Die Plättchen, die mit der Keramik Vita Omega 900 verblendet wurden, hatten eine gleichmäßige Verteilung der Proben auf die Gruppen, der noch vorhanden Keramik. Bei den Gusssystemen war die Aufteilung in die drei Gruppen, der noch vorhandenen Keramik, relativ gleichmäßig, ohne dass eine Gruppe dominiert. Aus jeder Versuchsreihe wurde der Prüfkörper mit der jeweils geringsten Verbundfestigkeit einer rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen und einer EDX-Analyse unterzogen. Die EDX-Analyse ergab, dass bei allen Versuchskombinationen die Indiumkonzentration in der ausgebildeten Haftoxidschicht erhöht war. Bei der Keramik IPS-d.Sign waren die Messwerte für die Indiumkonzentration in der Oxidschicht am größten. Von den Gusssystemen hat Fornax T die tendenziell höhere Konzentration für Indium.

The ambition of this examination was to point out possible existing differences in the strength of bonds of metal-ceramic-combinations due to different casting-systems at variable ceramics. The following casting-systems were assayed: \- Nautilus T and Nautilus MC+: vacuum-pressure-casting-systems with induction-melt-facility. \- Fornax T and Fornax G: high-frequency- induction centrifugal casting-system. \- Fundor T: centrifugal casting-system with an open flame. Bio PontoStar, a high noble gold alloy, was used to fabricate 150 samples. Every casting-system was combined with five different ceramics, so that for each combination a group of six samples existed. The bond strengths were evaluated using the three point bend test according to SCHWICKERATH after DIN EN ISO 9693. The casting-system Fundor T achieved the highest measurement. The vacuum pressure-casting-system with induction-melt- facility Nautilus T and Nautilus MC+ derived in general the highest measurements in all groups. The ceramic Vintage Halo had favourable measurements with every casting system. The ceramic Creation and Vita Omega 900 achieved the highest bond strength. According to the others the low fusing ceramic Heraceram derived the lowest measurements. A light microscopic analysis was carried out with every sample. The samples were splitted in three groups by means of the existing ceramics after the three point bend test. Less than one third of the surface of the ceramic Vintage Halo samples was covered with a thick film of ceramic except four samples. More than two third of the surface of over the half of the IPS-d.Sign samples were covered with a thick ceramic film. The samples from Vita Omega 900 as well as the casting-systems were distributed equally in the three groups of remained ceramics. The samples with the lowest bond strength of each group were selected to carry out a raster-screen-electron-microscope-analysis with EDX analysis. The EDX-analysis showed that the indium concentration in the opaque porcelain film was heightened in every combination. The ceramic IPS-d.Sign and the casting system Fornax T had the highest concentration of indium.