牙科工具 - 硬質涂層CVD派生牙科工具
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主題涵蓋 |
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化學氣相沉積 |
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化學氣相沉積（CVD）是一種成熟的技術為涂料的金屬切削刀具，包括鉆頭，鋼鋸，帶鋸，刀片和刀片廣泛。在某些情況下，可以提高心血管疾病多達20倍的涂層刀具壽命的一個刀具壽命。此外，切割效率，切割速度和切割的工件的質量顯著提高了表面工程。該技術可用于沉積了廣泛的應用，如田，TiAlN涂層，多層，分級涂料和新型涂料新的納米復合涂料品種繁多。然而，在一個區域很少有CVD工作開展-生物醫學植入物和如車針，牙科正畸鉗子和鑷子的工具表面處理，所有這些都可以在質量，安全和成本方面受益的CVD應用涂層。 金剛石涂層牙科工具金剛石涂層鉆頭常用的牙科病人，以及在牙科實驗室。牙科鉆頭用于多種用途，包括治療齲齒的準備，而且在許多情況下，對冠和橋梁工程和部分假牙的牙齒本身的準備。牙科車針，也廣泛地應用在切割，鉆孔，磨削，修整和假牙的材料和金屬框架等各類拋光牙科實驗室。 該鉆頭是由固定到基板表面堅硬的鉆石顆粒用粘合劑基體材料。牙科車針，目前指定的鉆頭尺寸和軸的長度。有沒有磨面規范。特別是在金剛石涂層鉆頭的情況下，不存在的砂粒大小或使用金剛石顆粒質量標準化。金剛石顆粒的平均粒度差別很大，從50 -300μm。 限制和問題 與金剛石涂層牙科工具有與長期質量和效益的牙科工具，特別是鉆頭的一些問題。例如，在某些牙科工具的粒子穿脫相當迅速，只在渲染后操作時間短的工具是無效的。用金剛石涂層牙科車針，切割和修整效率降低由于重復殺菌，消毒，清洗，工序，而采用高溫和酸性環境。一個重要的發現是關于一個磷酸基清洗液，這在日常使用當時碳鋼鉆頭腐蝕作用的發現。另一個例子是，三碳化鎢鉆分離，其中1例導致吞咽柏迪頭部分離病人，已被描述。這種車針柄分離的頭接連發生是與一個冷殺菌消毒使用的解決方案。 從牙科鉆頭涂層顆粒也呈現出健康的危害，應立刻從病人的口腔車針離開-例如，有一種鎳2潛力釋放+從金剛石涂層牙科車針金屬粘結劑離子進入體內，這也可能會被有毒的病人。這方面不僅構成了危險的病人呼吸系統，牙醫和護士，但也導致牙齒修復期間，實驗室制造的陶瓷污染。 鋁ternative涂層技術由于上述這些限制，有一個更好的質量，持久和更經濟的牙科工具日益增長的需求。一個照顧這種需求和克服污染/健康問題有吸引力的方法是使用一種表面處理技術。幾種方法可用于涂料，包括濺射，蒸發，離子注入和等離子體輔助化學氣相沉積（CVD），圖1。
每種方法都有其優點和缺點。例如，離子注入可以給不改變該工具的尺寸非常堅硬的表面，但它是一條線的視線技術，這使得它很難治療時要使用一個復雜的形狀工具，牙科車針等。對于其他應用，如治療菲亞特基板上的硅芯片，離子注入是無與倫比的引進，如磷，硼，砷摻雜控制數量。 CVD的優點但是，CVD很可能是牙齒表面的涂層鉆頭未來的選擇。而CVD比其他表面工程技術的主要優點是它能夠大衣，統一，如牙科車針，牙鉆，鉗子和鑷子復雜的部件。此外，它還可以應用到涂料的基體材料的不斷層，所以要持續較長時間的工具。另一個好處是，CVD涂層可應用于對所使用的設備與最低的成本和經濟規模大。 缺點CVD心血管疾病的一個缺點是，它經常采用的前體，可對健康造成危害，對環境不友好的易燃。對于金剛石涂層的沉積，化學氣相沉積過程涉及的化學前體的分解氣體，通常是甲烷和氫氣，而被激活，并進行氣體反應。然后，他們通過對流和擴散輸送流動機制，基板。一旦出現，異構氣體/表面處理產生的核和鉆石薄膜的生長，如果條件有利。通過優化沉積條件下，涂層的表面性能可定制，以滿足應用。 金剛石合成的基本問題是由碳的同素異形體的性質。在普通石墨條件，而不是鉆石，是熱力學穩定的碳晶相。因此，在化學氣相沉積金剛石的主要要求是與SP3債券存碳，同時抑制石墨SP2鍵的形成。這是通過建立諸如氫原子非金剛石碳腐蝕劑高濃度。通常，這些條件都達到摻加大量的氫氣的工藝氣體和氣體或熱激活或使用血漿。 一般來說，如金剛石涂層，梯度涂層，多層膜和納米復合材料的表面上復雜的過程，包括化學氣相沉積，離子輔助沉積和等離子體化學氣相沉積應用，附著力比較差。提高涂層/基體的附著力可能的方法包括用各種粉末基材磨損，基板偏壓，脈沖偏置和層間材料的使用。 新概念 - 高頻CVD修改后的高頻率使用CVD（HFCVD）圖2，納入水熱燈絲CVD系統冷卻與控制氣體流速的不銹鋼容器中，系統允許獨立的偏見之間的基板和長絲應用。燈絲由平盤繞鉭絲的直徑0.5mm激活反應混合物。該工藝可適應的薄膜涂層沉積配合上，如鎢硬質合金，金剛石涂層，不銹鋼車針牙科車針幾種類型。
HFCVD可用于制造運用在刀刃連續涂層新金剛石鉆頭。該技術無需使用粘合劑材料，傳統的金剛石鉆頭存在。因此，它已克服與（和繼發性感染），口腔組織的污染問題，提高切削效率和刀具壽命提高的潛力。 方法，以提高涂層/基體債券ING涂層/基體的附著力，可增強貫徹幾個基材的前處理。在這些治療是基材的使用，如金剛石，氧化鋁，碳化硅和各種粉末混合表面粗糙。最近的一項研究表明，基片表面粗糙控制可以提高金剛石涂層材料成核密度。 襯底偏壓是另一種表面前處理方法，可以采用。偏置是一個比磨損更加可控的技術，又可以加強各種基材上金剛石形核密度。這是一個在原地方法，其中基材可以是消極或積極方面的燈絲偏頗。在偏壓產生輝光放電產生與基體暴露了長達30分鐘內到等離子。基材是用離子轟擊，從而為隨后的沉積金剛石形核位置。這一過程被認為是造成相對輕微損壞，相對于傳統的拋光程序基板。該方法特別適用于需要對核和生長控制和可重復性表面的網站應用程序的吸引力。 |
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小作者：胡珊Rajab，納薩爾阿里Htet盛，羅伯特櫻桃和瓦卡爾艾哈邁德 來源：材料世界，第一卷。 8，第17-19頁，2000。
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