La Porcelaine Dentaire : Composition et Propriétés

La Porcelaine : Matériau Réfractaire Esthétique

La porcelaine est un matériau esthétique et réfractaire (céramique) qui englobe la combinaison d'une phase minérale cristalline et d'une phase de verre.

Composition Chimique et Structure

La structure est composée de : Phase minérale cristalline + Phase de verre (vitreuse).

Phase Minérale Cristalline

• Feldspath (80%) : Offre la phase vitreuse et la phase matrice cristalline ; abaisse la température de fusion.
• Quartz de silice (15%) : Apporte résistance et propriétés réfractaires.
• Alumine (1%) : Contribue à la résistance et aux propriétés réfractaires.
• Kaolin (3%) : Agent liant, apporte de la force et influence la couleur.
• Pigments métalliques (1%).

Phase de Verre "Vitreuse"

• Phase vitreuse (65%) : Assure la résistance et la translucidité.
• Silice et Alumine (15%) : Abaisse le point de fusion.
• Verre de borosilicate (15 à 20%) : Sert de fondant (flux).

Pigments Métalliques

Les pigments sont utilisés pour la coloration :

• Titane : Jaune-brun
• Uranium : Jaune-orange
• Fer : Brun
• Cuivre : Vert
• Magnésium : Lavande
• Cobalt : Bleu
• Étain : Utilisé pour l'opacité

Opacifiants

Oxydes blancs, oxydes d'étain, de zirconium et de titane.

Fabrication

Cristal minéral (Borax) + Carbonate (réaction pyrochimique à haute température) → Trempe de la phase vitreuse → Obtention d'une masse (poudre fine).

Classification

• Selon l'usage : Dents artificielles, couronnes, inlays, facettes, porcelaine sur structure métallique.
• Selon la température de fusion :
  • Haute : 1288 – 1371 °C
  • Moyenne : 1090 – 1260 °C
  • Basse : 870 – 1066 °C

Présentation Commerciale

Poudre – Liquide.

Traitement et Mise en Œuvre

1. Pâtes : Mélange de poudre et d'eau.
2. Condensation : Séchage (avec papier), vibration, ajout de poudre.
3. Cuisson : Frittage, biscuit, émail, gestion des contractions, pigmentation.

Propriétés

• Fusion : Température de transition vitreuse à 600 °C.
• Résistance : Faible en traction (0,1% d'allongement, selon la théorie des fissures de Griffith), mais bonne en compression.
• Propriétés Interfaciales : Dépendent de la tension de surface, du mouillage et de l'angle de contact.
• Liaison aux métaux : Propriétés contraignantes pour les métaux.
• Effets Biologiques : Inerte aux tissus mous et durs.
• Propriétés Optiques.

Porcelaine Alumineuse

Elle est composée d'une base (50% ou plus d'alumine recristallisée) et d'une matrice (égale).

Utilisations

• Dents artificielles
• Bases de couronnes
• Inlays simples
• Couronnes et facettes de prothèse métallique fixe

Exigences pour l'Union Métal-Céramique

Pour une liaison réussie, plusieurs exigences doivent être remplies :

1. Le coefficient de dilatation thermique de la porcelaine doit être similaire à celui de l'alliage.
2. Le point de fusion de la porcelaine doit être compatible avec celui de l'alliage.
3. L'alliage doit contenir des métaux capables de produire des oxydes métalliques.

Mécanisme de l'Union Métal-Porcelaine

Le processus implique :

1. Diffusion des éléments métalliques.
2. Oxydation de ces éléments à la surface.
3. Dissolution des oxydes métalliques dans la porcelaine.
4. Diffusion des métaux au sein de la porcelaine.
5. Réactions interfaciales.