4. Kulpak - Drg. Yuni M, Kes - Alloy Edit 2-1.ppt

METAL Suatu substansi kimia yang  mengkilat  opaque  sifat sebagai konduktor  reflektor jika dipulas

METAL SIFAT DAN KARAKTERISTIK ◘ ◘ ◘ ◘ ◘

keras berkilat berat  berkaitan dg berat atom penghantar panas dan listrik opaque  elektron elektron bebas mengabsorbsi elektromagnetik cahaya

METAL 

logam  element murni atau bergabung dg zat atau substansi kimia lain. Contoh : emas  sbg logam murni perak  perak murni atau AG2S / AgCl



sebagai

Penggunaan logam murni  sangat terbatas  kurang menguntungkan

ALLOYS ♠

Suatu campuran dua atau lebih elemen logam

♠

Komposisi utama dapat berupa logam atau non logam.

ALLOYS Alloy dpt diklasifikasikan   

binary ( 2 konstitusi) ternary ( 3 konstitusi) quaternary (4 konstitusi)

ALLOYS Sistem alloys --> berkaitan dengan presentasi logam dasarnya Contoh : Sistem alloys gold – silver terdr dr kombinasi kedua bhn tsb mulai 100% gold sampai 100% silver.

Dental Alloys 

Nobel Metals : gold, platinum, palladium, ruthenium.



iridium, rhodium, osmium &

Base Metals :

silver, copper, zinc, gallium, nickel, cobalt & titanium

NOBLE METAL Elemen logam ♠

mudah bereaksi dg sulfur menjadi sulfida

♠

tahan terhadap oksidasi,tarnish pemanasan, casting , soldering

♠

Tidak larut terhadap asam inorganik

♠

sangat baik digunakan di dalam mulut.

dan

korosi

selama

NOBLE METAL

Terdiri 2 kelompok 1. ruthenium, rhodium, palladium berat atom ± 100 densitas 11-12g/cc 2. osmium, iridium, platinum, gold berat atom ± 190 densitas 19-22g/cc

NOBLE METAL  NOBLE

METAL + SILVER  disebut PRECIOUS METAL

 Precious

tidak sama dengan noble  silver bukan noble metal

NOBLE DENTAL ALLOYS

GOLD     

Lunak, malleable, ductile Warna kuning Kekuatan rendah Titik lebur 10640 C Penambahan calcium memperbaiki sifat mekanis  Udara dan air dg berbagai temperatur  tidak menyebabkan tarnis

NOBLE DENTAL ALLOYS

GOLD  Lunak  diperbaiki dg penambahan cooper, silver, platinum  gold alloys meningkatkan hardness, durability

 Gold 24 k hardness 28 VHN, gold 22 k hardness 60VHN, 70% wr% Au hardness 135/195 VHN

NOBLE DENTAL (Pt) ALLOYS PLATINUM • • • • •

Metal putih kebiruan Ttk lebur 17720 C, densitas 21,45 g/cc Kuat, ductile, lunak Kekerasan = copper Platinum foil  digunakan unt matrix pd restorasi porcelain tdk teroksidasi pd pemanasan dg suhu tinggi.

NOBLE DENTAL ALLOYS

PLATINUM (Pt)  

Digunakan pin dan post pd mahkota dan jembatan Penambahan Pt  mengeraskan dan mengelastiskan gold dan dental casting alloys.

NOBLE DENTAL ALLOYS PALLADIUM(Pd)  Metal putih lebih gelap dr Pt  Ttk lebur 15540 C, densitas 12,02g/cc  Mempunyai sifat mengabsorbsi gas hidrogen ketika dipanaskan.  Pd tdk digunakan murni  alloys

NOBLE DENTAL ALLOYS

PALLADIUM (Pd)

 Pd dikombinasikan dg gold, silver,

copper, cobalt, tin, indium atau galium  dental alloys  Sifat mekanis dr alloys dg bhn dasar palladium sama/ lebih baik dr alloys dg bhn dasar gold.

NOBLE DENTAL ALLOYS

Iridium (Ir) , Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh) ♠ Sedikit Ir dan Ru pd dental alloys  menghaluskan serbuk  memperbaiki sifat mekanis dental alloys. ♠ Titik lebur Ir 24100 C, Ru 23100 C, Rh 19660 C

NOBLE DENTAL ALLOYS

Idealnya memenuhi persyaratan 

titik lebur rendah



mempunyai kekuatan , kekerasan dan elongasi yg adekuat.



tidak mudah korosi dalam suasana rongga mulut



harga murah

NOBLE DENTAL ALLOYS Kadar gold dalam alloy dapat dinyatakan Karat 24 karat emas = 100% emas 18 karat emas = 18/24 x 100% = 75%

Fineness 24 karat emas =1000 fine 18 karat emas = 750 fine

BASE METAL ALLOYS

Kandungan: 

Noble metal < 25 wt%



Silver,cooper, zinc, indium, tin, gallium, nickel

BASE METAL ALLOYS SILVER(Ag) 

Malleable, ductile, warna putih



Konduktor panas dan listrik



Lebih kuat dan keras dibanding emas



Lebih lunak dari cooper



Titik lebur 961.90C, di bawah cooper dan emas

BASE METAL ALLOYS SILVER(Ag) 

Lingkungan mengandung sulfur  tarnis



Silver murni  sukar dilakukan casting ada udara terjebak saat membeku porus , permukaan hasil casting kasar



Penambahan cooper 5-10% wt  hasil casting lebih baik

BASE METAL ALLOYS SILVER(Ag) 

Silver murni tidak digunakan sbg bahan restorasi  tarnis



Penambahan palladiummelindungi dr korosi

BASE METAL ALLOYS COPPER (Cu) ♠

Malleable, ductile, warna merah

♠

Konduktor panas dan listrik

♠

Penambahan Cu pd gold base alloysmemberi warna kemerahan

♠

Penambahan Cu 15 dan 55%wt pd palladium base alloys  menurunkan temperatur lebur dan meningkatkan kekuatan

BASE ZINC (Zn)METAL ALLOYS 

Logam warna biru keputihan



Mudah tarnish pada udara lembab



Logam Zn murni lunak, getas dg kekuatan rendah



1%-2% wt berfungsi mengikat oksigen saat alloy meleleh



Penambahan Zn terlalu banyak  alloy getas

BASE METAL ALLOYS INDIUM (In) 

Lunak, putih keabu abuan, titik lebur rendah(156.60 C)



Tidak tarnish karena air/ udara



Dapat menggantikan fungsi Zn pd Gold base alloy



s/d 30% wt  warna kuning pada palladium silver alloys

BASE METAL ALLOYS TIN (Sn) 

Lunak, putih



Tidak tarnish krn udara normal



Gold base alloy  kandungan tin kurang 5%



Dikombinasikan dg platinum dan palladium meningkatkan kekerasan juga kegetasan.

BASE METAL ALLOYS GALLIUM (Ga) 

Metal keabu abuan



Stabil pada udara kering, tarnish pada udara lembab



Titik lebur sangat rendah 29.80 C



Densitas 5,91g/cm3

BASE METAL ALLOYS GALLIUM (Ga) 

Tidak digunakan sbg logam murni, ttp sbg komponen gold dan palladium alloys



Oksida gallium  ikatan antara logam dg keramik

BASE METAL ALLOYS

NICKEL(Ni) 

Pemakaian terbatas pd gold dan palladium alloys



Ttk lebur 14530 C



Densitas 8,91 g/cc



Penambahan pd gold base alloy  memutihkan, meningkatkan kekuatan , kekerasan

Spesifikasi ADA no 5 alloy berdasarkan sifat mekanik 

Type I ( soft )  untuk kavitas kelas III dan V



Type II ( medium)  inlay



Type III ( hard) mahkota dan jembatan



Type IV ( extra hard )  gigi tiruan kerangka logam.

Spesifikasi alloy berdasar komposisi bahan (ADA) 

High-noble: noble metal ≥ 60 wt% dan gold ≥40wt%.



Noble : noble metal ≥25 wt% dan tidak ada ketentuan gold.



Dominan base metal: noble metal < 25wt%.

untuk

BASE METAL ALLOYS

Penggunaan base metal alloys di kedokteran Gigi:

1. Cast Alloy cobalt - chromium Gigi tiruan kerangka logam Restorasi porselain – metal 2. Cast Alloy nickel - chromium Gigi tiruan kerangka logam Mahkota dan jembatan Restorasi porselain – metal

BASE METAL ALLOYS Penggunaan base metal alloys di kedokteran Gigi: 3. Cast Titanium dan alloy titanium Mahkota Jembatan Gigi tiruan sebagian Implant 4. Wrought Titanium dan alloy titanium Implants Mahkota Jembatan

BASE METAL ALLOYS Penggunaan base metal alloys di kedokteran Gigi: 5. Wrought Alloy kawat stainless steel Instrumen endodontik Kawat ortodontik dan bracket Crown form 6. Wrought cobalt-chromium-nickel alloys kawat ortodontik 7. Wrought nickel titanium dan beta titanium alloys kawat ortodontik

BASE METAL ALLOYS

Fungsi elemen pendukung alloy: Chromium : 

Meningkatkan ketahanan thd tarnish.



> 30%  lebih sukar proses casting, brittle.



Base metal kandungan chromium tdk lebih 28 atau 29%

BASE METAL ALLOYS Fungsi elemen pendukung alloy: Cobalt: 

Meningkatkan

modulus elastisitas strength kekerasan.

Dari nickel

BASE METAL ALLOYS

Fungsi elemen pendukung alloy: Carbon: 

paling efektif meningkatkan kekerasan cobalt-base alloy.



Kandungan carbon ditingkatkan >2% alloy terlalu keras dan brittle tidak bisa digunakan u/ bhn KG

BASE METAL ALLOYS Fungsi elemen pendukung alloy: Molybdenum: 

3-6% meningkatkan strength dari alloy

Beryllium 

Penambahan 1-2% pada nickel base alloys  menurunkan temperatur lebur ± 1000C

BASE METAL ALLOYS

Sifat Fisik Temperatur lebur 

Temperatur lebur base metal alloy : 1400 – 1500o C, dibanding gold alloy : 800 – 1050 o C.



Nickel-cromium alloy ( Ticonium) melebur 1275oC. Penambahan beryllium 1-2% akan mengakibatkan ttk lebur Ni-Cr turun 100 o C.

BASE METAL ALLOYS

Sifat Fisik Densitas 

Densitas base metal alloy ½ densitas dental gold alloy.



Makin tinggi densitas  makin berat.

BASE METAL ALLOYS

Sifat Mekanik Yield Strength 

deformitas permanen

klamer gigi tiruan sebagian kerangka logam base metal alloy > gold alloy,

BASE METAL ALLOYS

Sifat Mekanik Tensile strength 

Base metal > partial gold alloy

BASE METAL ALLOYS

Sifat Mekanik Elongasi 

Partial gold alloy > base metal alloy



Klamer gigi tiruan kerangka logam dg alloy yg elongasinya tinggi  tdk mudah fraktur.



Peningkatan nickel, pengurangan Cobalt  meningkatkan ductility dan elongasi

BASE METAL ALLOYS

Sifat Mekanik Modulus elastisitas 

Makin tinggi modulus elastisitas  makin rigid.



Modulus elastisitas base metal alloy 2X dental gold alloy

BASE METAL ALLOYS

Sifat Mekanik

Kekerasan ♠

Kekerasan base metal alloy 1-3 > gold alloy.

♠

Pemulasan base metal lebih sukar

BASE METAL ALLOYS

Metal dan alloys yg dipergunakan sebagai pengganti gold alloys untuk peralatan gigi harus memenuhi persyaratan sbb:

Tidak toksik atau alergi pd penderita dan operator  harus tahan terhadap korosi dan perubahan fisik karena cairan mulut  sifat fisik dan mekanik harus memuaskan 

BASE METAL ALLOYS Metal dan alloys yg dipergunakan sebagai pengganti gold alloys untuk peralatan gigi harus memenuhi persyaratan sbb:

 

teknik pengerjaan mudah baik bagi drg maupun teknisi. harga tidak mahal dan mudah didapat

BASE METAL ALLOYS Casting Alloy Untuk Mahkota Dan Jembatan 

Nickel-Chromium  ada /tidak ada kandungan beryllium. Debu beryllium  standard keselamatan: 2 µg/m3 di udara selama 8 jam /hari

Nickel alergen; standard keselamatan nickel 15µg/m3 di udara selama 40 jam seminggu

BASE METAL ALLOYS

Titanium dan titanium alloys ♦

Titanium tahan thd degradasi lektrokimia

♦

Mempunyai berat yg ringan

♦

Densitas rendah,modulus rendah, kekuatan tinggi

♦

Tahan thd korosi dan biokompatibel  lapisan oksida yg stabil

BASE METAL ALLOYS

Titanium dan titanium alloys ♦

Titanium  material pilihan unt kedokteran Gigi.

♦

TItanium murni unt dental implant, melapisi permukaan, mahkota dan gigi tiruan sebagian /penuh, kawat orto.

BASE METAL ALLOYS

Titanium dan titanium alloys ♦

Alloy titanium nickel titanium dan molybdenum  kawat ortodontik.

♦

Titanium  titanium murni atau alloy titanium.

BASE METAL ALLOYS

Stainless steel alloys 

Steel  alloy besi – carbon



Stainless steel  alloy dr besi dan carbon yg mengandung chromium, nickel, manganese dan logam lain  memperbaiki sifat



Penggunaan  peralatan ortodontik, intrumen endodontik, basis gigi tiruan.

BASE METAL ALLOYS

Alloy untuk kawat ortodotik 

Stainless steel soft, half hard, hard



Cobalt - Chromium



Nickel – Chromium  80% nickel dan 20% chromium.



Nickel titanium  nickel dan titanium dg perbandingan 55/45 satuan berat  intermetalik NiTi ditambahkan 1,6% cobalt. Alloy untuk kawat ortodotik

BASE METAL ALLOYS Alloy untuk kawat ortodotik

Beta – Titanium Komposisi : 79% Ti, 11% Mo, 6% Zr, 4% Sn  Gold alloy Alloy ternary sederhana : gold, Cuprum, silver. Platinised alloy : 10-20% platinum dan paladium. High Platinised alloy : 50% platinum dan paladium 

Alloys untuk Ceramic – metal System. Noble Metal Alloys

Type Au-Pt-Pd 

Fe  meningkatkan kekuatannya.



Pt dan Pd meningkatkan temperatur lebur dan menurunkan menurunkan coefficient expantion.



Indium,tin, besi memberikan ikatan yg baik dg porcelain

Alloys untuk Ceramic – metal System. Noble Metal Alloys

Type Au-Pd Tdk mengandung Pt atau Fe  Mengandung In  bonding  Ga  menurunkan T lebur  Re menghaluskan butiran  Ru castability 

Alloys untuk Ceramic – metal System. Noble Metal Alloys

Tipe Au-Pd-Ag 

Sedikit Pd dp type Au-Pd



Penurunan Pd diimbangi penambahan Ag



Tahan korosi



In, Sn bonding keramik



Ru, Re sda

Alloys untuk Ceramic – metal System. Noble Metal Alloys

Tipe Pd-Ag Tidak mengandung emas Kandungan Ag cukup tinggi Kandungan nobel metal rendah In, Sn bonding keramik Ru castability

Alloys untuk Ceramic – metal System. Noble Metal Alloys

Tipe Pd-Cu

♦ ♦

♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Kandungan Pd tinggi 10-15% Cu In bonding keramik Ga castability Kekuatan ,kekerasan tinggi Stiffness, elongasi  sedang Densitas rendah

Alloys untuk Ceramic – metal System. Harus memenuhi syarat :    



Tidak boleh merubah bentuk & warna porcelain Memberi ikatan yg kuat dg porcelain Mempuyai ikatan mekanik yg baik Mempunyai thermal ekspansi yg sesuai dg porcelain Mempunyai temperatur lebur lebih tinggi dp porcelain

BASE METAL ALLOYS Komposisi dibedakan 3 tipe : nickel,cobalt dan titanium alloy. 

Tipe nickel dan cobalt alloy  kandungan chromium cukup besar  melindungi alloy thd tarnis dan korosi.

BASE METAL ALLOYS Komposisi dibedakan 3 tipe : nickel,cobalt dan titanium alloy. Nickel alloy berisi : 



aluminum atau titanium menguatkan alloy

beryllium  menurunkan temperatur lebur dan menghasilkan ikatan yg kuat antara alloy dan porcelain.

BASE METAL ALLOYS

Komposisi dibedakan 3 tipe : nickel,cobalt dan titanium alloy. Cobalt alloy

untuk gigi tiruan karangka logam ada kandungan carbon  menguatkan alloy Titanium alloy jarang digunakan  susah cara pengerjaannya. Alloy titanium  jarang digunakan  susah cara pengerjaannya.