Einfluss von Mischungsverhältnis und Trocknungsphase der Grundmasse auf die Verbundfestigkeit zwischen edelmetallfreier Legierung und Verblendkeramik

Abstract

Das Ziel dieser Studie war es zu bestimmen, wie sich einerseits verschiedene Verhält-nisse zwischen fester und flüssiger Phase beim Anmischen des Keramikschlickers und andererseits verschiedene Trocknungszeiten auf den Haftverbund zwischen Keramik und EMF- Legierung auswirken. Dafür wurden zunächst 210 Prüfkörper gemäß den An-forderungen der in der DIN EN ISO 9693 [10] beschriebenen 3-Punkt-Biegescherprüfung nach SCHWICKERATH angefertigt. Das Aufbringen der deckenden Grundmasseschicht (Opaker) wurde dabei verschiedenen Modifikationen unterworfen. Die Grundmasse wurde hierfür wie folgt angemischt: • Nach Herstellerangaben • Dickflüssig, mit der halben Liquidmenge • Dünnflüssig, mit der doppelten Liquidmenge • Eingetrockneter Grundmasseschlicker wurde mit Aqua dest. verdünnt • Eingetrockneter Grundmasseschlicker wurde mit Glycerin verdünnt • Liquid wurde 1:1 mit Glycerin vermischt, normales Verhältnis zum Pulver Bevor die so aufgetragene Grundmasse im Brennofen gesintert wurde, durchlief sie unterschiedlich lange Trocknungsphasen bei der vom Hersteller empfohlenen Tempera-tur von 600 °C. Für die Herstellung der Prüfkörper wurden die Kobalt-Basis-Legierung Wirobond 280 und die Verblendkeramik Vita Omega 900 verwendet. Die Bestimmung der Verbundfestigkeit erfolgte mithilfe der Drei-Punkt-Biegescherprüfung nach SCHWICKERATH, außerdem wurden die Prüfkörper hinsicht-lich des Bruchverlaufs und der Häufigkeit von Gaseinschlüssen lichtmikroskopisch be-gutachtet. Die Ergebnisse zeigten eine signifikante Steigerung der Verbundfestigkeit bei dickflüssig angemischter Grundmasse, die Mischungsverhältnisse dünnflüssig und gemäß den Herstellerangaben erreichten die niedrigsten Werte. Das Wiederverdünnen sowie die Verwendung von Glycerin hatten keine negativen Auswirkungen auf den Verbund. Aus den Betrachtungen der unterschiedlichen Trocknungsphasen konnte keine Regelmä-ßigkeit hinsichtlich einer zu erwartenden Verbundfestigkeitsänderung abgeleitet werden. Zwar konnte bei den nach Herstellerangaben gefertigten Prüfkörpern mit zunehmender Trocknungszeit auch eine Steigerung der Verbundfestigkeit mit teilweise signifikanten Unterschieden registriert werden, diese Regelmäßigkeit blieb bei den anderen betrach-teten Mischungsverhältnissen jedoch aus. Die Untersuchung der Bruchflächen zeigte bei allen untersuchten Prüfkörpern in der Hauptsache adhäsive Bruchverlaufsmuster. Es konnten lediglich Unterschiede hinsicht-lich der Menge des auf der Legierungsoberfläche verbliebenen bzw. abgelösten Oxids gezeigt werden. Eine Korrelation zwischen den betrachteten Verblendmodifikationen und den verschiedenen Oxid-Verteilungsmustern konnte nicht festgestellt werden. Gas-einschlüsse wurden nur vereinzelt registriert, eine Korrelation konnte weder mit den be-trachteten Verblendmodifikationen noch mit der Höhe der Verbundfestigkeit gefunden werden.

The purpose of this study was to determine the effect of different ratios between powder and liquid when mixing the ceramics mass and on the other hand different drying times on the bond strength between ceramics and CoCr alloy. At first 210 test bodies according to the requirements of the 3-point flexure bond test by SCHWICKERATH described in the ISO 9693 [10] were made. The applying of the cov-ering base layer (opaquer) was varifyed. The basic mass was mixed as follows: \- according to manufacturer’s recommendations \- thick with half of the liquid quantity \- thin with the double liquid quantity \- dried up basic mass diluted with distilled water afterwards \- dried up basic mass diluted with glycerine afterwards \- liquid mixed 1:1 with glycerine, standard relation to powder Before the applied basic mass was sintered in the furnace it went through drying phases of different durations at the temperature of 600 °C (1112 °F) as recommended by the manufacturer. For the production of the test bodies the cobaltbasealloy Wirobond 280 and the fusing ceramics Vita Omega 900 were used. The determination of the bond strength was made by the 3-point flexure bond test ac-cording SCHWICKERATH, in addition the test specimens were examined by light mi-croscopes regarding fracture and quantity of gas inclusions. The results revealed a sig-nificant increase of bond strength with thickly mixed basic mass, the mixing relations thin and according to manufacturer’s data achieved the lowest values. The rediluting as well as the use of glycerine did not have any negative effects on the bonding. No regu-larity with regard to an expected change of bond strength could be derived from the dif-ferent drying times. The test specimens made according to manufacturer’s data showed a higher bond strength with significant differences after increasing drying time, but this regularity was not found with the other mixing relations. The investigation of the fracture surfaces showed adhesive break courses for the entire tested specimens. Differences could only be found regarding the quantity of oxide re-mained on or removed from the surface. A correlation between the fusing modifications and the different oxide distributions could not be noticed. Gas inclusions were only spo-radically registered, a correlation could not be found neither with the fusing modifica- tions nor with the height of the bond strength.