Vypalovací proces a vlastnosti keramiky

Průběh pálení je složitý proces, při kterém ve vypalované keramické hmotě probíhají navzájem se překrývající fyzikální a chemické pochody. Nejprve dochází k fyzikálním změnám, charakterizovaným ztrátou vody, z chemických pochodů po počáteční oxidaci a ztrátě chemicky vázané vody dojde k tvorbě mulitových krystalů (3 Al2O3 . 2 SiO2), které dávají keramice pevnost, ale také zvyšují opacitu. Při vypalování dochází ke slinování, při němž se objekt vytvarovaný z původně práškovité hmoty zpevňuje a zhušťuje. Slinování nastává účinkem vznikající taveniny nebo následkem difuze ve hmotě. Je provázeno výrazným smrštěním, podle některých údajů až o 20-30 %. Velikost smrštění závisí na porozitě vymodelovaného tělesa, tj. na velikosti částic a jejich zahuštění při modelaci, a na průběhu tepelného režimu (ve vakuu je kontrakce větší). Smrštění probíhá směrem k největší mase, protože hmoty smíchané s vodou mají tendenci zaujímat vlivem povrchového napětí kulový tvar.

Další faktory podílející se na objemovém smrštění, jako je kontrakce způsobená ztrátou vody a spálením organických součástí, jsou ve srovnání s kontrakcí při slinování málo významné.

Dentální keramika se po vypálení skládá ze dvou fází, první amorfní (skelné) fáze, která váže druhou fázi krystalickou. Množství krystalické fáze (leucitu) se účelově mění podle druhu keramiky. Podílí se na ovlivnění teplotních objemových změn a zajištění pevnosti a tak ho některé druhy celokeramických preparátů mohou obsahovat až 90%.

Změna fyzikálního stavu hmoty je závislá na vypalovací teplotě a času. Znamená to, že vysoká teplota a krátký čas dají stejné výsledky jako nižší teplota s dlouhou dobou vypalování. Na způsobu vedení vypalovacího procesu ale závisejí některé z vlastností, jako jsou pevnost v ohybu a smrštění. Je obtížné udat střední hodnoty mechanických vlastností, protože keramické hmoty různých výrobců se dosti liší. Jako orientační lze uvést následující hodnoty: vysoká je pevnost v tlaku (800 N.mm-2), nízká pevnost v tahu (40 N.mm-2) a ohybu (60 N.mm-2), vysoká je naopak tvrdost (podle Vickerse 4000 N.mm-2). Vcelku lze říci, že vypálené keramické hmoty jsou málo pružné při současné velké tvrdosti a pevnosti v tlaku, a jsou velice chemicky odolné.

Estetický vzhled keramických náhrad je vynikající. Glazovaný povrch z nich vytváří barevně stálé náhrady, dobře snášené měkkými tkáněmi dutiny ústní, odolné proti změnám teploty, pevné a tvrdé. Tvrdost je tak velká, že přesahuje tvrdost zubních tkání i umělých materiálů včetně kovových slitin. Keramická náhrada i keramické umělé zuby se proto odírají při funkci méně než ostatní zuby či náhrady. Zhotovování keramických náhrad volnou modelací vyžaduje velkou pečlivost a klade velké nároky na technikovu přesnost, zručnost, zkušenost a vybavení laboratoře.

Keramické fixní zubní náhrady (korunky, korunkové a mezičlenové fazety) se vyrábějí volnou modelací s následným vypálením v peci. Hmota smíchaná z prášku a vody musí být během modelace a pálení tvarově stálá, proto nejdůležitější požadavky na každou keramickou hmotu jsou:

  • dobrá modelovatelnost ve vlhkém stavu,
  • stálost tvaru ve vlhkém stavu bez stékání nebo opadání,
  • možnost opracování brousky (nejčastěji diamantovými),
  • možnost dodatečného nanášení a znovu vypálení upraveného výrobku,
  • možnosti barevného uspořádání k věrné reprodukci každé přirozené situace.

Negativní vlastností je kontrakce při vypalování, která prakticky dosahuje hodnot 14-17 objemových procent a ke kompenzaci vyžaduje domodelování s následným vypálením.

Z keramiky jako z hlavního materiálu se v laboratoři individuálně zhotovují převážně dva základní druhy zubních náhrad:

  1. metalokeramika – kombinované dvouplášťové korunky a fixní můstky se zevním keramickým pláštěm (fasetami) na vnitřní kovové konstrukci;
  2. celokeramika – celoplášťové keramické korunky a fixní můstky. Umělé keramické zuby jsou vždy vyrobeny továrně.