Растворы кислот – отбел – применяют для осветления поверхности металлов и сплавов. На начальном этапе проводится травление, то есть удаление окисленного слоя. Для устранения остаточных явлений применяют специальные абразивы, которые способны нивелировать жир и неровности. Данные флюсы имеют в составе растворенные оксиды. Отбел призван ликвидировать флюсы и оксиды после этапа зачистки поверхности.
Состав и концентрация отбела варьируются в зависимости от особенностей планируемых работ. В основном процедура направлена на улучшение декоративности материала. При этом имеется и практическая цель. К примеру, отбел чугуна способствует повышению параметров износоустойчивости и твердости материала.
Отбел. Состав и применение отбела
Отбелы помещают в стеклянные емкости или ванночки из фарфора. Тары ставят на нагревательные поверхности, помещенные в в систему вытяжки. Дополнительная защита – кислотоупорные экраны. А все потому, что отбел – это раствор кислоты, работа с которым требует определенных предосторожностей. Но, зачем человечеству отбелы, чем они являются с практической точки зрения?
Что такое отбел
Растворы кислот применяются при отбеливании металлов и сплавов, отсюда и название составов. Процесс осветления поверхности начинается с травления. Так называют процедуру удаления, счищения окисленного слоя. Его остатки удаляют флюсами – специальными абразивами, убирающими жир и остаточные неровности.
Флюсы используют с растворенными в них оксидами. После зачистки, требуется удалить и флюсы и оксиды. Здесь-то в игру и вступают отбелы. Состав кислотных растворов, их концентрация зависит от желаемого конечного результата и отбеливаемого сплава. Обычно, используют 5-процентный раствор серной кислоты.
Интересно, что отбел считается производственным дефектом. К примеру, в чугун специально вводят 75% ферросилиция (сплав железа и кремния) в размере 10% от общего объема чугуна. Это делают после его обработки магнием. Он дает эффект отбеливания, который и нейтрализуют с помощью ферросплава.
Но, иногда отбел нужен. В основном, ради декоративного эффекта. Но, есть и практическая направленность метода. Тот же отбел чугуна повышает его твердость и износоустойчивость. Характеристики необходимы для производства шахтных вагонок, ободков колес поездов. Но, для других деталей нет необходимости в модифицированном сплаве. Поэтому, используются иные стандарты обычного, серого чугуна.
Виды отбелов
Кроме отбелов на основе серной кислоты, существуют составы с соляной кислотой. Для последней используют 10-процентный раствор. Такие отбелы используют для работы с золотом и серебром. Латунь же зачищают растворами азотной кислоты. В раствор добавляют и серную, а так же, поваренную соль. Смесь сильнодействующая. Латунь труднее поддается процедуре. Отбел для нержавеющей стали так же многокомпонентный.
Все виды отбелов используют нагретыми до 40-60-ти градусов Цельсия. Работают в перчатках, ведь кислоты способны повредить кожные покровы. По окончании отбеливания, металл промывают, дабы удалить с его поверхности остатки реагента.
Состав и применение отбела
Применение отбела – краткосрочный процесс. Для достижения эффекта, обычно, достаточно 20-30 секунд. Столько уходит и на осветление коронок для зубов. Один из видов – металлические. В процессе производства, их подвергают термической обработки. Высокие температуры убыстряют окисление поверхности.
В итоге, образуется окалина – окислая пленка на коронках. Налет темный, делает протезы неэстетичными. Этого мало, окалина более хрупкая, чем металл-основа. Налет попросту распадается во рту. Ощущения не из приятных. Вот врачам и приходится применять отбел зуботехнический, дабы коронки не доставляли хлопот.
Зуботехники используют три варианта отбелов. В первом 22 части воды, 44 части соляной кислоты и 22 серной. Второй рецепт: — 47 частей воды, столько же соляной и 6 частей азотной кислоты. В третьем отбеле 85 частей воды, 10 азотной кислоты и 5 соляной.
Нередко, заказывают золотые коронки. В этом случае, врачи, как и ювелиры, используют третий вариант раствора. Применяют так же 10% отбел на основе серной кислоты. Температура работы с желтым металлом – 50 градусов Цельсия. Отбел для золота концентрированнее состава для серебра.
Для него требуется всего 1-процентный раствор той же серной кислоты. Но, температура осветления белого металла выше – около 70-ти градусов Цельсия. Отбел для серебра напоминает мельхиоровый по температуре обработки. Но, мельхиор травят аж 12-процентным раствором самой сильной из кислот.
Неметаллические материалы
Флюсы. Одним из основных условий образования прочного спая является постепенный переход от структуры припоя к структуре основного металла. Это может иметь место только при взаимной диффузии обоих сплавов — припоя и основного металла.
Взаимная диффузия обусловлена способностью металлов, имеющих высокую температуру плавления, растворяться в жидком металле, температура плавления которого более низкая. Известно, например, что платина может растворяться в свинце.
Таким образом, при паянии надо добиться взаимной диффузии сплавов, а это возможно только при условии смачивания основного металла припоем и их тесного взаимного контакта.
Смачивание зависит от состояния поверхности и резко ухудшается при наличии на поверхности жира, механических загрязнений и окисной пленки, образующейся в процессе паяния. Перед паянием жир и механические загрязнения необходимо удалить. Окисную пленку, образовавшуюся в ходе процесса паяния, удаляют при помощи специального вещества — флюса (плавня).
Флюсы растворяют окисную пленку и в виде шлака всплывают на поверхность припоя, который вследствие этого получает хороший контакт с поверхностью основного металла. Флюсы должны обладать следующими свойствами:
- 1) иметь температуру плавления ниже температуры плавления припоя;
- 2) легко течь по металлической поверхности;
- 3) разлагаться и улетучиваться при температуре паяния;
- 4) удалять все окислы, образующиеся на поверхности металла при паянии;
- 5) легко удаляться с поверхности после окончания паяния.
При паянии с использованием мягких припоев применяют концентрированный раствор хлорида цинка или припой с канифолью (гарпиус). Обычно цинк растворяют в хлористоводородной кислоте. Основным компонентом всех флюсов при паянии с применением твердых припоев является борат натрия, который растворяет окисную пленку металла.
Борат натрия при температуре 400 °С теряет все десять молекул воды, а при 741 °С плавится, превращаясь в прозрачную хрупкую массу, которая растворяет окисную пленку.
Если наносить борат натрия на поверхность сильно нагретого металла, то вследствие бурного процесса дегидратации происходит спекание бората натрия с образованием пузырей, которые смещают припой, и шов получается непрочным. Техника нанесения буры на спаиваемые поверхности может быть различной.
Надо применять медленный нагрев, при котором не наблюдается бурной дегидратации. Необходимо избегать перегрева, так как при этом бура образует шарики, трудно удаляемые с поверхности по окончании пайки.
При паянии драгоценных металлов латуни и меди золотыми и серебряными припоями хорошие результаты получаются при применении флюса следующего состава: 55% бората натрия (порошкообразного дегидратированного) Na2B4O7, 35% борной кислоты Н3ВО3, 10% окиси кремния SiO2.
Борат натрия должен быть без кристаллизационной воды, так как при паянии образующиеся пары воды вызывают появление раковин и пор. Борная кислота понижает точку плавления флюса и способствует его текучести. Окись кремния создает необходимую вязкость флюса и образует плотную пленку после сплавления. Флюс готовят сплавлением компонентов (борат натрия, борная кислота и окись кремния). Продукт спекания измельчают.
Флюс можно применять в виде порошка или пасты. Пасту готовят смешиванием порошкообразного флюса со спиртом или петралатумом (вазелин).
Флюс указанного состава может быть использован не только при пайке, но и при литье.
Более эффективен флюс следующего состава (процент по массе): флюс (названного состава) — 40, борат натрия (дегидратированный)—30, виннокаменная соль (неочищенная) — 25, древесный уголь — 5.
При паянии нержавеющей стали чистый борат натрия не дает нужного эффекта, так как не удаляет окислов с поверхности нержавеющей стали. Наиболее эффективным флюсом при паянии нержавеющей стали является флюс, состоящий из равных частей борной кислоты и фторида калия.
Можно применять флюс из смеси борной кислоты и каустической соды или смесь флюса для паяния лигатурного золота и такого же количества фтористого калия.
Надо помнить, что при паянии нержавеющих сталей флюсы не столько растворяют уже образовавшуюся окидную пленку, сколько предотвращают ее образование. В связи с этим флюс надо наносить на чистую поверхность слегка нагретого металла.
Если во время паяния на поверхности металла образовалась коричневая или синяя окисная пленка, необходимо охладить детали, удалить окисную пленку и только после этого вновь приступить к паянию.
Отбелы. При термической обработке (отжиге) металлических зубных конструкций происходит химическое взаимодействие металла с кислородом воздуха, в результате чего на поверхности образуется окисная пленка — окалина. Ее необходима удалять, так как она ухудшает внешний вид и осложняет процессы вальцевания и волочения.
Она тверже металла, и наличие ее на поверхности обрабатываемого металла может привести к образованию царапин на рабочих поверхностях станков (вал, фильера). Кроме того, окалина может на одних участках скалываться, а на других вдавливаться в металл, ухудшая тем самым качество изделия.
Наличие окалины осложняет также процессы шлифовки и полировки.
Удаление окалины производится химическим путем. Вещества, применяемые для растворения окалины, называются отбелами, а процесс удаления окалины — отбеливанием. В качестве отбелов применяют водные растворы серной, азотной кислот или их смеси. В некоторых случаях вводят добавки (селитра и др.).
К отбелам предъявляют ряд требований, основное из которых — полное и быстрое растворение окалины и минимальное растворяющее действие на металл.
Поскольку все сплавы на основе неблагородных металлов в большей или меньшей степени реагируют с кислотами, отбеливание нужно производить очень осторожно, чтобы не разрушить поверхность металла.
В случае образования окисной пленки значительной толщины, в частности при закалке нержавеющей стали 1Х18Н9Т, отбеливание осуществляют в две стадии. Сначала обрабатывают изделие сильнодействующими (агрессивными) растворами (эта операция называется травлением), а затем подвергают действию менее активного раствора, который улучшает поверхность.
Отбеливание нержавеющей стали 1Х18Н9Т рекомендуется проводить растворами следующего состава. В раствор № 1 входят (процент по объему): хлористоводородная кислота (плотность 1,14)—44, серная кислота (плотность 1,83)—22, вода — 34. Обработка раствором (травление) осуществляется при температуре 105—110 °С в течение 4—6 мин.
После травления изделие промывают в холодной воде, а затем отбеливают при температуре 60 °С в течение 10 мин в растворе № 2 следующего состава (процент по массе): серная кислота (плотность 1,83) — 10, селитра натриевая — 2, вода — 88.
Не рекомендуется проводить травление в горячей хлористоводородной и азотной кислотах или их смесях во избежание перегрева отдельных участков,, на которых толще окисная пленка. Отбеливание серебра и меди можно вести азотной кислотой.
В процессе отбеливания разрушается не только окисная пленка, но частично и металл, поэтому к отбелам предъявляются требования — хорошо растворять окалину и не растворять, металл. К сожалению, таких кислот, которые совершенно не растворяют металлов, нет.
Однако ослабить действие кислоты на металл можно введением в отбел ингибитора — замедлителя коррозии. Ингибитор адсорбируется на чистом металле и исключает контакт металла с кислотой. Свободная же окалина, взаимодействуя с кислотой, растворяется.
При отбеливании можно применять в качестве ингибитора уникод ПБ-5, который представляет собой продукт конденсации анилина с уротропином.
Изолирующие материалы. Если при изготовлении протеза поверхность гипса не изолировать от набухшей в мономере пластмассы, то часть мономера впитывается в гипс и полимеризуется там при нагревании.
После извлечения готового изделия слой гипса, схватившийся с пластмассой, остается на поверхности изделия. Этот слой трудно удаляется, в связи с чем необходимо создавать изолирующий слой между гипсом и пластмассой.
Хорошие результаты можно получить, выкладывая гипсовую форму тонкой оловянной фольгой. Оловянная фольга предотвращает проникновение мономера в гипс и воды в пластмассу. Поглощение воды пластмассой достигает 2%.
Вода, проникая в межмолекулярное пространство, вызывает специфическое напряжение в пластмассе, которое может вызвать появление трещин при смачивании протеза органическими растворителями (мономер, спирт, ацетон).
Однако проникновение воды в протез — неизбежное зло, которое невозможно исключить. Если вода не попадает в протез во время его изготовления, то это происходит в полости рта.
Все же надо иметь в виду, что протез, изготовленный с применением в качестве изоляции фольги, имеет в 3 раза меньшую водопоглощаемость, чем в случае использования других разделительных средств. Однако фольга нарушает точность базиса протеза.
Изолирующим материалом могут быть различные вещества (табл. 72). Наиболее широко используются разделительные материалы на основе альгината натрия. Они представляют собой коллоидные 1—1,5% водные растворы альгината натрия или аль-гината аммония с добавкой солей (фосфат натрия, карбонат натрия и др.).
Для предотвращения заплесневения в раствор добавляют формалин или диацид. При нанесении на гипс раствора альгината натрия между гипсом и альгина-том протекает реакция двойного обмена с образованием твердой пленки альгината кальция. Таким образом, изолирующий слой представляет собой альгинат кальция.
Наносить толстый слой не имеет смысла, ибо верхние слои не реагируют с гипсом и остаются в виде засохшего геля.
Кроме того, это отрицательно отражается на качестве протеза.
Для ускорения процесса можно обрабатывать нанесенный на форму слой альгината натрия 20% раствором хлорида кальция. Альгинатно-кальциевая пленка хорошо изолирует пластмассу, но полностью не исключает попадания в нее воды, что приводит к возникновению напряжений в пластмассе.
Толщина альгинатной пленки при двухслойном ее нанесении примерно 0,01 мм. Нежелательно применять в качестве разделительного средства жидкое стекло, поскольку это вещество щелочного характера вызывает изменение цвета пигментированной пластмассы.
Жидкое стекло применяют только как изолирующий слой между двумя гипсовыми поверхностями.
Хорошие результаты можно получить при использовании изоляционного материала (разделительного лака) АЦ-1, представляющего собой 6% ацетоновый раствор этрола. Создание изолирующего слоя имеет важное значение. Обычно техник бывает удовлетворен, когда пластмасса хорошо отделяется от протеза.
Однако исключить попадание воды в протез не менее важно, так как водопоглощение приводит не только к изменению цвета, но и к возникновению напряжения в протезе. Ни один из заменителей фольги не может полностью исключить замутнения и белесоватости в пластмассе.
Возникающие напряжения являются одной из причин поломки протезов.
В качестве разделительных средств используют также растворы силиконовых смол. Силиконовый разделительный материал силикодент представляет собой наполненный силиконовый компаунд холодной вулканизации. Используют для изоляции межзубного пространства пришеечной части зуба от гипса при изготовлении протеза, а также при изготовлении фасеток и других работах.
Пленка силикодента после полимеризации легко снимается с протеза. Силикодент представляет собой пасту и две отверждающие жидкости. Паста (процент по массе): полидиметилсилоксан — 39,3; окись магния — 6,7; белая сажа (SiO2) — 25,6; уайтспирит — 28,4. Жидкость № 1 — смесь дибутилоловодилаурината с тетраэтоксисиланом. Жидкость № 2 — гидрополиметилсилоксан.
Покровные лаки. При изготовлении несъемных зубных протезов для получения эстетического эффекта поверхность металлической конструкции облицовывается пластмассой. Для того чтобы металл не просвечивал через слой пластмассы, а пластмасса не приобретала серый или желтоватый оттенок в зависимости от цвета металла, металл покрывают специальным лаком. Покровные лаки должны:
- 1) иметь хорошую адгезию к металлам;
- 2) хорошо соединяться с пластмассой;
- 3) обладать хорошей укрывистостью;
- 4) образовывать прочную равномерную по толщине пленку;
- 5) быть стабильными в полости рта.
Медицинская промышленность выпускает два покровных лака: лак покровный ЭДА и лак покровный для зуботехнических работ. Лак ЭДА представляет собой акриловый компаунд холодного отверждения типа порошок — жидкость. Порошок — специальный акриловый сополимер, содержащий до 2% остаточной перекиси бензоила и замутненный двуокисью титана.
Жидкость № 1 — метилметакрилат, содержащий до 3% активатора, жидкость № 2— 50% раствор эпоксидной смолы в смеси метилметакрилата и метакриловой кислоты. При смешении порошка со смесью жидкостей № 1 и 2 (в равных объемах) при соотношении 1 : 2 образуется сметанообразная масса, которой покрывают металлическую поверхность, подогретую до 40— 45 °С.
В течение 8—10 мин образуется прочная пленка, которая имеет адгезию к металлу, равную 3 МН/м2. Лак покровный для зуботехнических работ представляет собой суспензию пигментов в кремнийорганическом термостойком лаке КО-815. В качестве пигментов используются кроны, умбра и двуокись титана. Время нанесения пленки 30 мин.
Вначале изделие выдерживают 20 мин на воздухе, а затем окончательно просушивают при 115—120°С в течение 10 мин.
Разные материалы.
Мольдин — пластичная масса, применяемая в зуботехнической практике для формовки зубопротезных штампов из легкоплавкого сплава, для обтяжки бесшовных ор-тодонтических зубных коронок и для обтяжки свинцовых зубных штампов при комбинированной штамповке стальных коронок. Мольдин представляет собой пластичную массу следующего состава: 64,6% каолина; 34,4% глицерина, 1% едкого натра.
Стандартные базисные пластинки АК.Р-П представляют собой пластмассовые заготовки в виде пластинок двух видов для изготовления индивидуальных оттискных ложек для верхней и нижней челюстей. Пластинки изготавливаются из пластифицированного сополимера метилметакрилата и стирола; температура размягчения их 55—60 °С. Пластинки легко формуются и а нагретом состоянии режутся ножницами.
Источник: https://ortostom.net/content/nemetallicheskie-materialy
Характеристики
Окалина или окисная пленка образуется на металлических поверхностях при взаимодействии с кислородом, в процессе нагрева посредством открытого огня. Это образование мешает проводить дальнейшие этапы подготовки протеза к установке. Элементарно, не удается оценить внешний вид поверхности визуально, что мешает правильно подобрать инструмент и обработать участки конструкции.
Если не требуется глобальной доработки протеза, например, необходимо припаять всего несколько участков, то не нужно очищать все составляющие. В этом случае достаточно провести очищение мест, где непосредственно будет выполняться пайка. Это позволяет избежать истончения деталей, особенно, если их толщина уже не превышает миллиметра. Для этой цели техники ограничиваются мелкозернистой наждачкой или карборундовым камнем.
Когда нужно удалить весь образовавшийся слой, применяют химические реактивы. Метод актуален даже для таких высокоточных изделий, как слепочные трансферы, например.
Идеальным поведением отбела является растворение пленок, но без взаимодействия с основным металлом. Такие свойства в той или иной степени имеют растворы неорганических кислот.
В основном отбелы оказывают влияние и на металлическую поверхность, после уничтожения оксида. При работе с такими средствами необходимо строго соблюдать период выдержки протеза в кислоте. Других способов воздействовать исключительно на окалину нет для ряда металлов, например, нержавеющей стали.
Особенности сплавов
Для ряда специфических сплавов используют определенные составы. Для отбеливания серебряно-палладиевых изделий применяется 10-15-процентный раствор хлористоводородной кислоты. Золотые изделия после температурного этапа изготовления покрываются окалиной. Это тонкий слой, с которым без труда справляется 30-процентный раствор хлористоводородной кислоты.
Для благородных металлов используют соответствующие средства:
— для серебра применяется отбел на основе спирта (96%); — для золота подойдет 40-50-процентный раствор соляной кислоты.
При использовании необходимо нагреть протезную конструкцию докрасна и погрузить в состав. Альтернативным методом является кипячение заготовки в готовом веществе.
Нержавеющая сталь реагирует с отбелом, а значит при длительной выдержке будет постепенно растворяться. Особенно это опасно для тонких участков протезов, прочность которых падает от малейших дефектов. В этом же случае их толщина будет равномерно уменьшена по всей площади, со всеми вытекающими последствиями.
Важно знать, какое время необходимо удерживать металл в активной среде. Этот период зависит от характеристик конкретного материала.
Метод отбеливания нержавейки подразумевает нагрев вещества до кипения, после чего в него погружается заготовка. Выдержать ее необходимо около минуты, после чего изделие извлекается, промывается и протирается для удаления любых посторонних жидкостей.
Так как подготовку кислот обычно проводит техник собственными силами, то нужно правильно смешивать ингредиенты. Нельзя лить воду в серную кислоту, всегда в активное вещество добавляется Н2О!
Меры предосторожности
Существует ряд требований к работникам, которые используют на практике химически активные соединения. Они закреплены законодательно, потому перед началом отбеливания необходимо удостовериться, что вы имеете представление о ТБ.
Если в вашей лаборатории работает несколько сотрудников, то стоит периодически оглашать этот перечень. Таким образом удастся избежать травм и чрезвычайных ситуаций из-за банального незнания обязанностей.
Общие требования:
— к работе с кислотами (аналогично, с щелочами) допускаются только лица, достигшие совершеннолетия; — специалист должен обладать соответствующим уровнем профессиональной подготовки, располагать документами, подтверждающими образование, квалификацию; — при приеме на работу проводится ряд осмотров, которые позволяют удостовериться, что здоровье позволяет человеку взаимодействовать с активными соединениями. С этой целью совершается ряд медицинских осмотров; — на рабочем месте регулярно необходимо проводить вводный и первичный инструктаж. Первый служит для вновь поступивших на работу, второй – совершается периодически; — по вопросам труда руководитель периодически проводит опросы, чтобы выявить слабые стороны в представлении о технике безопасности.
Повторные инструктажи ведутся не реже раза в полгода, проверки – ежегодно.
