В состав фарфора, применяемого для искусственных зубов, входят следующие материалы: полевой шпат, кремнезем, каолин, красители и по некоторым рецептам мрамор. Процентное соотношение перечисленных веществ по различным рецептам изготовления зубов из фарфора неодинаковое. В медицинской промышленности эти материалы применяются примерно в такой пропорции: каолина как связывающего материала берут от 3 до 10%, полевого шпата — от 60 до 75%, кварца — от 15 до 35%.
Для изучения технологического процесса изготовления зубов из фарфора необходимо иметь представление о свойствах составных элементов фарфора.
Каолин. Каолин в переводе на русский язык с китайского означает «белая глина». Белая глина в химическом отношении представляет собой соединение окиси алюминия А1
0з, кремниевого ангидрида Si0
и воды НоО, носит химическое название алюмосиликата. Химическая формула его А1
0
• 2Si0
-2Н
0, известен под названием каолинита.
Образование белой глины в природе обусловливается длительным процессом разрушения горных пород — полевого шпата — водой, ветром, солнечным теплом. Разрушение пород происходит тысячелетиями. Разрыхленные горные породы скапливаются в виде массовых залежей белой глины. Образующаяся глина скапливается на месте или переносится водными потоками и откладывается в других местах.
Белая глина имеет чешуйчатое кристаллическое строение. Удельный вес ее 2,2—2,6, твердость по шкале Мооса 1—2. В каолине содержится 99% каолинита. В чистом виде каолин встречается редко. Обычными примесями каолина являются кварцевый песок, остатки неразложившегося полевого шпата, иногда окислы металлов — железа, титана и коллоидные органические вещества.
Содержание в каолине окиси железа придает изделиям из каолина желтоватую окраску, поэтому предельный допуск окиси железа в каолине, употребляемом для изготовления зубов, — 0,02% •.
Введение в фарфоровую массу каолина для изготовления зубов в количестве от 3 до 10% обеспечивает сохранение формы зуба при обжиге, создает замутнение фарфоровой массы.
В промышленности каолин используется очень широко. В бумажной промышленности каолина используется до 35%, в керамической—30%, в парфюмерии — 15%, в резиновой 7—-10%. Большое количество каолина идет на огнеупорные изделия.
Кварц. Кварц относится к минералам и является разновидностью кремнезема—двуокиси кремния Si0
. В природе кварц очень широко распространен, составляет основную массу земной коры и особенно горных пород, песков и песчаников. Кристаллические массивы чистого кварца называются горным хрусталем. Кристаллы кварца имеют форму шестигранников и многогранников, вытянутых в виде ромба.
Чистый кварц бесцветный, посторонние примеси окислов металлов, минералов обусловливают разнообразную окраску. В зависимости от окраски кварц получил различные названия: дымчатый — морион, фиолетовый — аметист, желтый — цитрин.
Удельный вес кварца 2,65, твердость 7, температура плавления 1700°. Кварц имеет малый коэффициент расширения до температуры 500°.
В химическом отношении кварц представляет собой ангидрид кремниевой кислоты и называется кремнеземом, входит в состав каолина. В кислотах и щелочах, за исключением плавиковой кислоты, кварц не растворяется.
При нагревании кварца его структура изменяется, происходит перекристаллизация, при температуре 575, 870, 1470° уменьшается его удельный вес до 2,32, но увеличивается объем до 18%- Эти изменения, зависящие от нагревания, отрицательно сказываются при изготовлении фарфоровых изделий, поэтому прежде чем ввести кварц в состав фарфоровой массы, применяемой для изготовления фарфоровых изделий, его обжигают при температуре 900°. При обжиге кварц разрыхляется, его легко отсортировать от загрязнений, и в таком состоянии кварц легче поддается измельчению. Размягчение кварца наступает при более низких температурах, чем плавление.
При плавлении он превращается в стекловидную массу, в этом состоянии из кварца изготовляют стекло. В соединении с каолином кварц способствует уменьшению его вязкости и усадки и повышению твердости.
В состав фарфоровой смеси вводят от 15 до 25% кварца. Излишнее добавление кварца к коалину повышает тугоплавкость, масса приобретает неровный зернистый вид.
В промышленности кварц применяется для получения шлифовальных материалов и в качестве строительного материала.