Céramiques Flashcards
Quelle est la 1ère cause d’échec des céramiques ?
La première cause d’échec des céramiques est la fracture. Il s’agit d’un matériau fragile.
Comment se fracture une céramique ?
Les céramiques ne se déforment pas plastiquement, elle se fracturent au point entre déformation élastique et plastique.
Elles se fracturent plus ou moins vite en fonction des cristaux et de leur composition chimique.
Comment appelle-t-on ce comportement
On appelle ce comportement la fragilité.
Qu’est-ce qu’un matériau céramique
Matériau céramique = composé céramique + procédé
= Solide inorganique non métallique, à liaison ionique ou iono-covalente, mis
en forme par la consolidation à haute température d’un agglomérat pulvérulent.
Qu’est-ce que le frittage d’une céramique ? Donner une image qui explique ce phénomène.
Le frittage (en anglais « sintering ») est la transformation d’un agglomérat de grains en un solide dense polycristallin par activation thermique. Ce frittage peut être réalisé en phase :
- Liquide
- Solide
On peut faire l’analogie avec des molécules d’eau :
On sait qu’en général, les réactions chimiques vont dans le sens d’une énergie moindre.
- Frittage en phase liquide: quand on a deux gouttes d’eau l’énergie développée à cause de la surface des deux gouttes est importante. L’énergie de l’ensemble diminue avec la réunion de ces deux gouttes en une seule grosse goutte d’eau.
- Frittage en phase solide : les molécules d’eau sont remplacées par des grains et c’est l’énergie qui est liée au joint de grain qui va diminuer parce que les grains vont pouvoir fusionner.
Donner la classification des céramiques, selon leur microstructure
- Matrice vitreuse et charges cristallines dispersées
• Céramiques feldspathiques et vitreuses
• Vitrocéramiques - Matrice cristalline et phases vitreuses dispersées
• Céramiques infiltrées - Totalement cristalline
• Céramiques polycristallines
Donner la classification des céramiques, selon leur composition chimique
- Céramiques feldspathiques
• À faible teneur en leucite
• À forte teneur en leucite
- Vitrocéramiques • Enrichies en Feldspaths • Enrichies en leucite • Enrichies en disilicate de lithium • Enrichies en silicate de lithium et zircone
- Céramique alumineuses
- Céramiques à base de zircone
• Alumine renforcée par de la zircone
• Zircone pure/partiellement stabilisée
Quel(s) procédé(s) peut-on utiliser pour mettre en forme : − une céramique feldspathique ? − une vitro-céramique ? − une In Ceram Spinell ? − une zircone ?
- Céramique feldspathique :
• Mélange poudre + liquide à pâte
• Pâte déposée au pinceau par petits apports
• Agglomération des grains (« condensation »)
• Séchage
• Four - Vitro-céramique :
• Céramisation
• Pressée
• Usinage
- In Ceram Spinell • La technique de la barbotine § Montage de la barbotine § Frittage partiel en phase solide § Infiltration de verre § Frittage
- Zircone
• Usinage
Quelle est la composition chimique :
− d’une céramique feldspathique d’émaillage ?
− d’une vitro-céramique ?
− d’une zircone ?
- Une céramique feldspathique d’émaillage est constituée d’une matrice vitreuse avec des charges cristallines dispersées (cristaux
Qu’est-ce qu’un verre ?
Le verre caractérise l’état désordonné/amorphe de la céramique.
Quel est le rôle des cristaux dans les céramiques vitreuses ? Décrire le mécanisme en jeu.
Les cristaux permettent :
- D’augmenter la résistance mécanique
- Dévier/Arrêter/Retarder la propagation des fissures à Augmente la ténacité du
matériau (résistance à la fracture)
Quelles propriétés confère le verre à une céramique vitreuse ?
- Propriétés optiques
- Très bonne biocompatibilité
- Fragilité
- Isolant électrique et thermique
Pourquoi ne peut-on pas utiliser une céramique polycristalline pour réaliser une facette ?
Une céramique polycristalline ne présente pas de propriétés optiques suffisantes pour réaliser une facette.
C’est le verre qui donne les propriétés optiques.
Quel(s) type(s) de liaisons inter-atomiques caractérise(nt) une céramique ? Quelles sont les propriétés générales d’une céramique ?
Il s’agit des lésions :
- Ioniques
- Iono-covalentes
Propriétés :
- Résistance mécanique et thermique élevée (réfractaires)
- Généralement isolants électrique et thermique
- Mécaniques :
• Module d’élasticité élevé
• Dureté élevée
• Module de rupture en compression très élevée
• Module de rupture en traction faible
• Module de rupture en flexion intermédiaire
• Tenacité faible
• Résistance aux chocs thermiques mauvaise
• Résistance aux chocs mécaniques mauvaise - Toutes les propriétés optiques
Donner la définition d’une céramique dentaire
Matériau chimiquement composé d’oxydes (99%) mis en forme à partir d’une poudre synthétique dont la consolidation mécanique fait appel à :
- Frittage en phase liquide -> Feldspathiques
- Frittage en phase liquide puis injection -> Vitrocéramiques
- Frittage en phase solide -> alumine
- Frittage en phase solide et usinage -> Zircone
- Frittage partiel en phase solide et infiltration de verre -> In Ceram
Donner la définition d’une vitro-céramique
Matériau mis en forme à l’état de verre, qui va ensuite subir une cristallisation volontaire, contrôlée et partielle par un traitement thermique appelé céramisation.
Ce n’est pas un verre chargé.
Comparer les propriétés mécaniques des différentes céramiques
Céramiques feldspathiques
A quoi servent les céramiques feldspathiques ?
Les céramiques feldspathiques sont indiquées pour :
- Emaillage d’infrastructures
- la réalisation de facettes
- éventuellement de petits inlays.
Peut-on faire une facette en céramique en méthode artisanale ? Si oui, comment s’appelle(nt) le(s) procédé(s) ?
Détailler les étapes.
C’est possible.
- Céramique feldspathique : Il s’agit du procédé d’émaillage.
• Mélange poudre + liquide à pâte
• Pâte déposée au pinceau par petits apports
• Agglomération des grains (« condensation »)
• Séchage
• Four
- Vitrocéramique :
• Céramisation
§ Augmentation douce de la température (3 à 6°C/min)
§ Palier de germination : formation des noyaux/embryons de cristaux là où
l’on a mis des germinateurs de croissance
§ Remontée douce de la température (3 à 6°C/min)
§ Palier de croissance : croissance des cristaux
§ Baisse de la température pour obtenir des cristaux
• Pressée § Maquette en cire § Mise en revêtement § Insertion dans un four avec lingotin § Piston qui envoi la pâte quand la T° est atteinte
- Céramiques infiltrées et polycristallines : Spinell : Technique de la barbotine (procédé In Ceram) • Montage avec Barbotine • Frittage partiel en phase solide • Infiltration de verre • Frittage
Peut-on faire un onlay en céramique en méthode artisanale ?
Si oui, comment s’appelle(nt) le(s) procédé(s) ? Détailler les étapes.
C’est possible.
- Céramique feldspathique : Il s’agit du procédé d’émaillage.
• Mélange poudre + liquide à pâte
• Pâte déposée au pinceau par petits apports
• Agglomération des grains (« condensation »)
• Séchage
• Four
- Vitrocéramique :
• Céramisation
§ Augmentation douce de la température (3 à 6°C/min)
§ Palier de germination : formation des noyaux/embryons de cristaux là où
l’on a mis des germinateurs de croissance
§ Remontée douce de la température (3 à 6°C/min)
§ Palier de croissance : croissance des cristaux
§ Baisse de la température pour obtenir des cristaux
• Pressée § Maquette en cire § Mise en revêtement § Insertion dans un four avec lingotin § Piston qui envoi la pâte quand la T° est atteinte
- Céramiques infiltrées et polycristallines : Spinell : Technique de la barbotine (procédé In Ceram) • Montage avec Barbotine • Frittage partiel en phase solide • Infiltration de verre • Frittage
Qu’est-ce qui caractérise une céramique feldspathique ?
- Faible propriétés mécaniques
- Bonnes propriétés optiques
- Frittage en phase liquide
- Matrice vitreuse + charges cristallines dispersées -…
Quelle est la principale utilisation des céramiques feldspathiques ? Sous quelle forme sont-elles commercialisées pour cette utilisation ?
La principale utilisation des céramiques feldspathiques est l’émaillage des armatures métalliques des restaurations cérame-métalliques. Mélange poudre-liquide -> pate
Les céramiques feldspathiques peuvent-elles être mises en forme par CFAO ? Si oui, sous quelle forme sont-elles commercialisées ?
Oui, elles sont alors commercialisées sous forme de blocs d’usinages.
Comparer les propriétés des vitrocéramiques mises en forme par CFAO à celles mises en
forme par voie artisanale. Expliquer
- Il existe des phénomènes de micro-fracturations au moment de l’usinage
- Les propriétés mécaniques des vitrocéramiques artisanales sont inférieures aux propriétés mécaniques des vitrocéramiques usinées.
- Concernant la résistance en flexion, elles sont sensiblement identiques.
- Même module d’élasticité
- Même CDT
Quel inconvénient voyez-vous aux facettes en céramiques réalisées par CFAO ? Est-ce un inconvénient pour les inlays ?
La facette est une restauration très fine. Il vaut mieux éviter l’usinage, ça risque de casser.
Citer 3 types de céramiques vitreuses renforcées. Quelles sont les 2 plus résistantes ?
- Céramique feldspathique renforcée : Finesse de Dentsply
- Vitrocéramique renforcée à la Leucite : Empress 1
- Vitrocéramique renforcée en disilicate de lithium : Empress 2
Les 2 les plus résistantes sont les vitrocéramiques.
Que peut-on réaliser avec une céramique au disilicate de lithium ?
On peut réaliser des :
- Inlays,
- Onlays,
- Couronnes antérieures et postérieures (si le patient de bruxe pas)
- Petits bridges antérieurs cantilever (1 seul pilier) et non traditionnels
Que peut-on réaliser avec une céramique vitreuse renforcée à la leucite ?
On peut réaliser des :
- Inlays
- Onlays
- Petits overlays dans des conditions favorables
- Couronnes antérieures
Quelle est la caractéristique du bloc de vitrocéramique enrichie en disilicate de lithium ? Pourquoi ?
Le bloc de vitrocéramique enrichie au disilicate de lithium est plus résistant mécaniquement que les autres blocs de vitrocéramique : les cristaux représentent 65 à 70 % de son volume.
Citer les 3 catégories de céramiques infiltrées
- Spinell
- Alumina
- Zirconia
Quel est le nom, et le principe, du procédé artisanal qui permet de mettre en oeuvre les céramiques infiltrés?
Il s’agit de la technique de la barbotine (suspension dans un solvant), procédé In Ceram.
- Montage avec la barbotine
- Frittage partiel en phase solide
- Infiltration de verre
- Frittage
Les céramiques infiltrées sont-elles accessibles par CFAO ?
Oui mais on est tout de même obligé d’appliquer le verre.
Dans le cas d’un support coloré, et si vous deviez utiliser une céramique infiltrée, vous
choisiriez plutôt une infrastructure en In Ceram Spinell ou en In Ceram Zirconia ? Expliquer.
Je choisirai In Ceram Zirconia. Il est plus opaque.
Citer 2 types de céramiques polycristallines. Classer les suivant leurs propriétés
mécaniques
Alumine
Quelles différences faites-vous entre zirconium, zircon et zircone ?
Zirconium est l’atome présent à l’état naturel
Zircon est le silicate de zirconium
Zircone est le dioxyde de zirconium fabriqué à partir du zircon (sous forme tétragonale en dentaire)
Quel est le nom du procédé artisanal qui permet de mettre en oeuvre la zircone ?
Il n’y en a pas
la zircone n’est-elle accessible que par CFAO ?
Oui
Pourquoi utilise t’on le plus souvent un bloc de zircone préfrittée ? De quel ordre de grandeur sera la rétraction lors du frittage final ? Comment faire pour compenser la rétraction de la céramique lors du frittage final ?
Les grains ont été partiellement fusionnés : forme non complètement dense, poreuse (craie), facile à usiner = moins de temps, moins cher, use moins de fraises.
Mais on a une rétraction au moment du frittage de 27 à 30% (les grains finissent d’être frittés ensemble) : on passe d’un état peu dense à complètement dense. On surdimensionne donc le modèle informatique pour compenser le taux de rétraction suivant le taux de rétraction de la poudre utilisée par le fabricant.
Donner l’ordre de grandeur de la résistance en flexion de la zircone, d’une céramique feldspathique et d’un composite direct ?
- Zircone : 1000 MPa
- Céramique feldspathique : 100 MPa
- Composite direct : 100 MPa
A quoi sert l’oxyde d’Yttrium dans la zircone ?
Oxyde d’Yttrium : Y2O3, perme de stabiliser la Zircone sous sa forme tétragonale.
Citer les 3 variétés allotropiques de la zircone. Dans quelle variété cherche-t-on à la
stabiliser ? Quelle est la forme la plus volumineuse et dans quelle proportion ?
Tétragonale, monoclinique et cubique.
On cherche à la stabiliser sous forme tétragonale qui est plus résistante. La forme monoclinique est plus volumineuse d’environ 4 à 5%.
Décrire le mécanisme qui confère à la zircone la propriété de « cicatriser » les fissures
Autour de la fissure se produit une transformation martensitique des cristaux tétragonaux vers la forme monoclinique.
è Augmentation de 3 à 5 % en volume : expansion qui permet de « cicatriser » la fissure
La salive a-t-elle un effet sur la vitrocéramique ? Si oui, à court ou long
terme ? Expliquer
non
La salive a-t-elle un effet sur la zircone ? Si oui, à court ou long terme ? Expliquer.
Oui : transformation auto-catalytique induite par l’humidité.
La salive a un effet à long terme. Les projections de la durée de vie de la Zircone en bouche atteignent tout de même 20 ans grâce à la résistance mécanique de départ très élevée.
Que veut dire Y-TZP ?
Y-TZP : Yttria Tetragonal Zirconia Polycristal
Quel est le traitement thermique que l’on peut faire pour enlever ces « cicatrices » sur la zircone ?
On peut résorber ces cicatrices en faisant un recuit (repassage de la Zircone à 1000°C pendant 15 min) pour retrouver les cristaux sous forme tétragonale avant assemblage de la prothèse.
Quel est l’inconvénient de la zircone au niveau optique ? Application clinique ?
La zircone est opaque. On va l’utiliser comme armature/infrastructure et rajouter une couche de céramique d’émaillage.
Qu’est-ce que le chipping ?
C’est la céramique d’émaillage qui casse en général à la limite entre l’infrastructure en zircone et la couche d’émaillage.
Quelles sont les causes possibles du chipping ?
- Design de l’infrastructure
- Mismatch CDT entre infrastructure et cosmétique
Quelle épaisseur minimale de l’infrastructure de zircone peut-on préconiser ?
Épaisseur minimale : 0,7 mm
Quels critères les connexions d’un bridge à infrastructure zircone doivent-elles remplir ?
Pourquoi ?
Pour les bridges il faut faire attention à la taille des connexions, c’est la principale cause d’échec qui va entrainer une fracture de la Zircone. La taille de la connexion doit être > 3x3 mm
Sur un schéma, dessiner comment doit être le dessin d’une infrastructure en zircone pour une molaire ?
dessin
Quels sont les facteurs de risque de fracture d’une infrastructure en zircone ?
- Épaisseur
Citer les céramiques permettant de réaliser une infrastructure dans le cadre des CCC.
- Zircone
- Vitrocéramiques (en particulier enrichie en leucite, voire en silicate de lithium)
- L’alumine
- Les céramiques infiltrées (en particulier l’In Ceram Alumina et l’In Ceram Zirconia)
Quelles sont les différentes méthodes pour réaliser une superstructure sur une infrastructure en zircone ?
- Céramique feldspathique : émaillage
- Vitrocéramique :
• Pressée
• Usinage
Peut-on faire une couronne sur implant en vitrocéramique ? Si oui, comment ?
Oui, par usinage CFAO
Quels sont les rôles du métal et de la céramique dans une CCM ?
- Métal : infrastructure : tenue mécanique + support de cuisson
- Céramique : suprastructure : cosmétique
Vous demandez à votre prothésiste de réaliser une couronne céramo-métallique.
− Sur quels critères doit-il choisir l’alliage ?
- Il doit former une couche d’oxydes
- Solidus
Vous demandez à votre prothésiste de réaliser une couronne cérame-métallique.
− Quels procédés de mise en forme peut-il employer pour réaliser l’infrastructure ?
- Technique de la feuille d’or
- Coulée à cire perdue
- Électro-dépôt / électro-érosion
- CFAO : alliages Co-Cr et base titane
Vous demandez à votre prothésiste de réaliser une couronne cérame-métallique.
− Après avoir obtenu l’infrastructure, que doit-il faire avant d’appliquer l’opaque ? Pourquoi ?
Il faut obtenir une couche d’oxyde externe, à la surface de l’infrastructure. Elle permet d’obtenir la lésion entre l’infrastructure métallique et la couche d’oxyde de la céramique d’émaillage.
Vous demandez à votre prothésiste de réaliser une couronne cérame-métallique.
− Quelles sont les propriétés d’une couche d’oxydes résistante ?
- Être Externe, se former à la surface de l’infrastructure
- Avoir une épaisseur limitée
- Être continue et adhérente
- Pas susceptible de colorer la céramique
Vous demandez à votre prothésiste de réaliser une couronne cérame-métallique.
− Comment obtenir une telle couche d’oxyde si vous avez choisi un alliage précieux ?
Il faut ajouter 1 à 8 % d’éléments : l’Indium (In), l’Etain (Sn) et le Galium (Ga), qui ont tendance à créer une oxydation.
Vous demandez à votre prothésiste de réaliser une couronne cérame-métallique.
− Comment obtenir une telle couche d’oxyde si vous avez choisi un alliage Ni-Cr ?
Il faut ajouter 2 à 3 % d’éléments :
l’Aluminium (Al), le Silicium (Si), le Béryllium (Be) ou des terres rares (Yttrium (Y), Cérium (Ce), Lanthane (La)), qui ont tendance à limiter l’oxydation.
Vous demandez à votre prothésiste de réaliser une couronne cérame-métallique.
− Quel élément cancérigène pourrait être contenu dans l’alliage et inquiéter votre patient ?
Il s’agit du Titane (Ti).
Vous demandez à votre prothésiste de réaliser une couronne cérame-métallique.
− Pourquoi l’opaque est-il opaque ?
L’opaque est opaque parce que l’on rajoute 20 à 30% de charges opacifiantes (oxydes de Titane, d’Etain ou de Zirconium) qui font 1 à 10 microns d’épaisseur. Leur fonction va être de masquer l’infrastructure. Cela empêche les photons de traverser et d’être réfléchit par l’infrastructure métallique.
Quelle caractéristique les céramiques d’émaillage des alliages base titane doivent-elles présenter ? Pourquoi ?
Le CDT de la céramique d’émaillage doit être autour de 8 (à cause de CDT du titane) pour éviter les contraintes lors du refroidissement.
Vous voulez rectifier l’occlusion d’une couronne céramométallique ancienne. Quelle précaution devez-vous prendre ?
Pourquoi ?
Bien régler l’occlusion (car prématurité ou interférence = risque de fracture)
Veiller à conserver une certaine épaisseur de céramique (car matériau fragile, faible épaisseur = risque de fracture)
Ne pas arriver jusqu’à l’infrastructure métallique.
Vous voulez rectifier les limites d’une couronne céramométallique ancienne, qui présente un léger sur-contour et entraine une inflammation gingivale locale. Quelle précaution devez-vous prendre ? Pourquoi ?
Veiller à conserver une certaine épaisseur de céramique (car matériau fragile, faible épaisseur = risque de fracture)
Respecter une certaine embrasure car la gencive a besoin d’être stimulée sans être agressée
Quelles sont les situations cliniques qui majorent le risque de fracture d’une restauration céramo-céramique ? Quelles précautions prendre ?
- Bruxisme
- Prématurité/Interférence
- Piercing
- Trauma
Citez 3 critères cliniques qui pourront orienter votre choix de céramique si vous devez réaliser un overlay sur une 14 ?
- Critère esthétique
- En fonction de l’âge de la dent
- Propriétés mécaniques/tribologiques
Quelle céramique pouvez-vous choisir pour réaliser :
− une couronne postérieure tout céramique ?
− une infrastructure de couronne antérieure ?
− une infrastructure de couronne postérieure ?
− un inlay ?
− un onlay ?
− une facette ?
− un overlay de fine épaisseur ?
− une couronne postérieure tout céramique ?
Full Zircone
− une infrastructure de couronne antérieure ?
Zircone
− une infrastructure de couronne postérieure ?
Zircone
− un inlay ?
Vitro-céramique
− un onlay ?
Vitro-céramique
− un overlay de fine épaisseur ?
Vitro-céramique
− une facette ?
Céramique feldspathique
