チタンーポーセレン焼付強さにおよぼすチタン表面処理の影響
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概要
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Titanium has many favorable characteristics for dental use such as low specific gravity, high strength, and excellent corrosion resistance and biocompatibility. The present study examined the effective application of titanium to ceramo-metal restoration in terms of surface aspects and bond strength with porcelain. The titanium surface was subjected to mechanical abrasion and/or oxidization heat treatment before fusing a commercial porcelain for the exclusive use with titanium. Tensile tests were carried out for butt-fused sandwich specimens. When the titanium surface was polished with #600 emery paper, the bond strength with porcelain was as low as 0.4MPa. Sandblasting treatments of the surface could significantly improve the bond, in which the alumina sandblasting showed the highest strength of 35MPa exceeding those obtained between the conventional alloys and porcelain. In addition to the physical bonding induced by the increased surface roughness, the remaining alumina particles in the titanium surface layer were proved to act as an intermediary for chemical bond between titanium and porcelain. Auger microanalysis revealed that an oxide film 50 to 60Å thick existed on the titanium surface after polishing. The oxide thickness slightly increased to at most 300Å by oxidization heat treatments up to 600℃, resulting in no significant improvement in bond strength with porcelain. The treatment at 800℃ caused a rapid growth of TiO_2 layer 7 to 8μm in thickness and the specimen showed a significant increase in bond strength. The fractography demonstrated that the porcelain tightly fused to TiO_2 and the fracture occurred in a mode of cohesive failure within the oxide layer. By heating at 900℃, the bond strength significantly decreased while the oxide thickness further increased. It indicates that the formation of TiO_2 may be effective for bonding with porcelain but the presence of too thick oxide will cause easy cohesive failure because of its coarse and brittle structure. Although the oxidization at 800℃ was effective in the polished titanium specimen, no more additional effects of oxidization could be found in the alumina sandblasted specimen. The foregoing results suggest that in the titanium coping only the alumina sandblasting treatment prior to porcelain fusing may be enough for obtaining practically satisfactory bond strength.
- 1996-02-25
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