introdução ao estudo dos metais

INTRODUÇÃO AO ESTUDO DOS METAIS
Considerações
 “É de responsabilidade do dentista, a indicação de ligas para a
confecção de peças protéticas, e não função do protético, pois será o
dentista quem fará a instalação deste material na boca do paciente.”
Introdução
► O que são os metais?
 Opacos
 Brilhantes
 Bom condutores de calor
 Bom condutores de eletricidade
 Bom refletores de luz (se polidos)
► Dos 103 elementos ~ 81 são metais
METAL
“É UMA SUBSTÂNCIA QUÍMICA, BOA CONDUTORA DE CALOR E
ELETRICIDADE E, QUANDO POLIDA, BOA REFLETORA DE LUZ”
(Metals Handbook, 1992)
CARACTERÍSTICAS DOS METAIS
- Sólidos cristalinos;
- Brilho quando polido;
- Ruído próprio quando percutido;
- Bons condutores térmicos e elétricos;
- Alta resistência à fratura
- Os elétrons da última camada podem ser facilmente liberados (camada de
valência)
 Metal Básico:
Metal que se oxida ou dissolve facilmente, liberando íons.
 Metal Nobre:
Metais do grupo do ouro e da platina (platina, paládio, ródio, rutênio, irídio e
ósmio) que são altamente resistentes à oxidação e dissolução em ácidos
orgânicos.
ANUSAVICE, K. J. Phillips’ Science of Dental Materials, 11a ed. 2005.
USOS EM ODONTOLOGIA
► Metais na Odontologia
 Laboratório
► próteses

Restaurações
► diretas
► indiretas

Instrumentos
União metálica e microestrutura
► A ligação metálica pode ser simplificada como uma coleção de íons
positivos “cimentados” por uma nuvem de elétrons móveis.
► A estrutura dos metais difere da estrutura de outras substâncias, pelo
fato de elétrons de valência dos átomos metálicos não estarem
localizados em cada átomo
Ligas Metálicas
O que são ligas metálicas?
“Material sólido formado pela combinação de um metal com um ou mais metais
ou com um ou mais não metais, e que são solúveis entre sí quando em estado
líquido
2 componentes  binária (Cromo/Cobalto)
3 componentes  ternária (Ouro/Prata/Cobre)
4 componentes  quaternária (amálgama)
CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAS
 Classificação de acordo com:
– Uso
– Componente principal
– Nobreza
– Três elementos principais
– Sistema de fase dominante
 Uso:
–
–
–
–
–
–
Inlays de metal
Coroas e pontes
Restaurações metalocerâmicas
Próteses parciais removíveis
Implantes
Outros
 Componente principal:
– Ouro
– Paládio
– Prata
– Níquel
– Cobalto
– Titânio
 Nobreza:
– Altamente nobre
– Nobre
– Predominantemente de metais básicos
 Classificação das ligas odontológicas para fundição - ADA
Tipo de liga
Conteúdo total de metal nobre
Metal altamente nobre
Contém ≥40% de Au e ≥60% dos elementos metálicos
nobres (Au + Ir + Os + Pa + Pt + Rh + Ru)
Metal nobre
Contém ≥ 25% de elementos metálicos nobres
Predominantemente de metais
básicos
Contém < 25% de elementos metálicos nobres
 CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAS
 Três elementos principais:
– Ouro-prata-paládio
– Paládio-prata-estanho
– Níquel-cromo-berílio
– Cobalto-cromo-molibdênio
– Titânio-alumínio-vanádio
– Ferro-níquel-cromo
 Sistema de fase dominante
– Isomorfo - Fase Única
– Eutética
– Peritética
– Intermetálica
 Números de elementos:
– Binária
– Ternária
– Quaternária
 SOLUÇÃO SÓLIDA
 Solvente - Soluto
– Solvente:
» Metal cujo arranjo espacial persiste
» Metal cujos átomos ocupam mais da metade da grade
espacial
–
Soluto:
» Metal que se dispersa na grade do outro
» Metal cujos átomos ocupam menos da metade da grade
espacial
 CONDIÇÕES DE SOLUBILIDADE DOS SÓLIDOS
 Tamanho do átomo:
– deve diferir em apenas 15% ou outras fases aparecerão
 Valência:
– Metais de mesma valência são mais próprios
 Afinidade química:
– se apresentarem alta afinidade química, tendem a formar um
composto intermetálico
 Tipo de grade:
– Somente metais com o mesmo tipo de grade formam soluções
sólidas
Propriedades dependem:
 % dos componentes
► quantidade de soluto  dureza e ductilidade
► Ex.: Ouro endurecido com cobre
 Tempo de resfriamento
► Mais rápido  dureza e ductilidade
► Segregação de fases  homogeneização
 Temperatura de uso
► Propriedades micro-estruturais
 Ligas Eutéticas
- Metais solúveis (miscíveis) no estado líquido e insolúveis no estado sólido.
Ex: prata e cobre
- Menor temperatura de fusão.
Líquido = solução sólida α + solução sólida β
 Ligas Peritéticas:
- São incomuns em odontologia
– Exceção para o sistema Prata-Estanho
– Líquido + solução sólida β = solução sólida α
Corrosão
► O que é corrosão?
- Processo químico ou eletroquímico pelo qual o metal é atacado por agentes
externos (ar, saliva, etc.), resultando em dissolução, deteriorização ou
enfraquecimento de substâncias sólidas.
 Ex.: ferrugem
► Boca  meio propício à corrosão
 Úmida, quente, sujeita à mudança de pH
 Produtos da corrosão  nocivos à saúde?
► Ligas nobres
 Baixa susceptibilidade à corrosão
► Ligas contendo ouro, paládio, platina, irídio, ósmio, ródio
e/ou rutênio.
Obs.: prata reage com o ar, água e enxofre = não-nobre
► Manchamentos
 Não é corrosão, pois não decompõe o metal
► Obs.: é, porém, uma indicação precoce de corrosão 
acúmulo de elementos/compostos
► Tipos de corrosão mais comuns
 Química (seca)
 Eletroquímica (úmida)
► Corrosão química
 Oxidação, halogenização ou sulforação
 Ex.: formação de sulfetos na prata
► Corrosão eletroquímica
 Transferência de elétrons através de um meio condutor
 Ex.: amálgama/ouro pela saliva
► Corrosão Eletroquímica
 Corrosão Galvânica
► Pilha galvânica
► Na boca  obturações feitas de metais diferentes
 Composição heterogênea
 Corrosão por Tensão
 Corrosão devida à célula de concentração
► Corrosão de fenda
 Acúmulo de resíduos
 Obs.: polir a restauração
 HISTÓRICO:
– Mudanças tecnológicas das próteses
– Avanços metalúrgicos
– Variações dos preços dos metais nobres a partir de 1968
– Anos 50: introdução do recobrimento por cerâmica
– Introdução das ligas de metais básicos
– Introdução de metais nobres livres de ouro
 PROPRIEDADES DESEJÁVEIS DAS LIGAS DE FUNDIÇÃO
- Compatibilidade
- Pouca contração de solidificação
- Mínima reatividade com o material de revestimento
- Boa resistência ao desgaste
- Alta dureza
- Resistência à deflexão
 PROPRIEDADES DESEJÁVEIS DAS LIGAS DE FUNDIÇÃO
Excelente resistência ao manchamento e corrosão
 Facilidade de:
» Fusão
» Fundição
» Soldagem
» Polimento
 LIGAS DE OURO TIPO II E III
 CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAS PARA FUNDIÇÃO
Tipo I: Macia (baixas tensões: inlays)
Tipo II: Média (tensões moderadas: onlays)
Tipo III: Dura (altas tensões: onlays, coroas, PPR de pouca extensão)
Tipo IV: Extradura (tensão extrema: núcleos e pinos intracanais, coroas
veneer, PPF de longa extensão e PPR)
 QUILATE - PERMILAGEM
- Quilate: partes de ouro puro em 24 partes da liga
- Permilagem: partes de ouro puro em 1000 partes de liga
 METAIS NOBRES
 São 8 os metais nobres:
- Ouro
- Platina
- Palátio
- Prata
- Ródio
- Rutênio
- Irídio
- Ósmio
Prata: na cavidade oral é mais reativa, deste modo não é considerada nobre
 TRATAMENTO TÉRMICO PARA LIGAS DE OURO
Tratamento térmico amaciador:
- 700°C por 10 min
resfriamento brusco
–
–
–
Conseqüências
Fases intermediárias transformam-se em soluções sólidas
desordenadas
Diminuição da resistência à tração, limite proporcional e dureza
Aumento da ductilidade
 Tratamento térmico endurecedor:
– Armazenamento à temperatura específica (200-450°C) durante 15
a 30 minutos antes do resfriamento brusco.
–
–
Conseqüências
Aumentar da resistência à tração, limite proporcional e dureza
Diminuir da ductilidade
 CONTRAÇÃO DE SOLIDIFICAÇÃO
 Ocorre em 3 estágios:
– Contração térmica do metal líquido entre a temperatura em que
foi aquecido e a temperatura do liquidus
– Contração inerente as suas alterações do estado líquido para
sólido
– Contração térmica do metal sólido que ocorre até a temperatura
ambiente,
 Ligas a base de Metais Nobres
• Componentes mais utilizados como ligação as ligas de ouro:
– Prata
– Cobre
– Platina
– Paládio
– Zinco
• Ouro
– alta resistência a corrosão
– Proporciona boa ductibilidade
– alta da densidade
– Cor dourada
• Prata
– Embranquecedor da liga
– alta ductibilidade
– baixa resistência a corrosão
• Cobre
– aumenta resistência e a dureza
– baixo ponto de fusão
– Permite o tratamento térmico endurecedor
– Quantidade máxima de 16%
– Colocação avermelhada da liga
• Platina
– Endurecedor
– alta resistência
– alta temperatura de fusão
– Embranquecedor da liga (3 a 4%)
• Paládio
– Substitui a platina pelo custo
– alta dureza
– alta zona de fusão
– Embranquecedor (5%)
• Zinco
– Purificador
- Impede a oxidação
- Melhora a fusibilidade do metal
• Vantagens:
– Dureza
– Estável e inerte a altas temperaturas
– Baixo custo
• Desvantagens:
– Técnica complexa
– Alta temperatura de fusão
– Equipamento especial para polimento
 Ligas de Metais predominantemente Básicos
• Composição: 75% de metais básicos
- custo
- Influência no peso
- Influência na resistência
- Influência na rigidez
- Influência na formação de óxidos
 Ligas de Metais predominantemente Básicos
• Cobalto – Cromo
• Níquel - Cromo
• Ligas de titânio
• Titânio comercialmente puro
• Ligas de titânio – alumínio - vanádio
 Ligas de Metais predominantemente Básicos
Ligas de COBALTO – CROMO
– Surgiram (1930) para substituir as ligas de ouro tipo IV
• Indicações:
– P.P.R.
– Coroas
– Próteses Fixas
Ligas de Níquel-Cromo
• Substituição do cobalto pelo níquel
• Alta resistência mecânica
• Baixo módulo de elasticidade
• Baixa dureza
• Baixa temperatura de fusão
• Alta ductibilidade
Ligas de Metais
 Ligas de Titânio Puro (Ti C.P.)
• Não se inclui em metais básicos
• Excelente biocompatibilidade
• Alta Resistência
• Baixa Densidade
• Baixo coeficiente de expansão térmica
 Ligas Nobres
1 - Liga de Prata / Paládio

É uma boa liga alternativa ao uso do ouro. Essas ligas tem sido
empregadas em restaurações metálicas unitárias, tais como: MOD,
Coroas totais, 4/5, pinos intra canais e próteses fixas pouco extensas.
Ex: Palliag, Albacast, etc.
2 – Liga de Prata/Estanho
 Essas ligas inicialmente eram compostas de estanho e prata, depois
foram incorporados, à elas, outros elementos como cobre e zinco, com
finalidade de melhorar suas propriedades físico-quimicas.
 O resfriamento dessa liga após a fundição deve ser lento para não haver
precipitação do estanho e assim, evitar processos de oxidação e
corrosão da restauração.
 Essas ligas são indicadas para as restaurações metálicas tipo MOD,
Coroa total e 4/5. Não devem ser usadas em próteses parciais fixas.São
ligas macias de fácil brunimento.
Ex: Primalloy, DFL Alloy, Pratalloy, etc.
 Ligas Básicas
1 - Liga de Cobre/Alumínio/Zinco
 Essas ligas foram introduzidas no mercado com a finalidade de baratear
o custo das RMFs e são indicadas para restaurações unitárias, pinos
intra-canais e próteses fixas metaloplásticas.
 Apesar de seus problemas inerentes: contração de fundição, oxidação e
corrosão, continuam sendo usadas pela maioria dos protéticos.
Ex: Duracast, Goldent, Idealloy, etc.
2 - Liga de Níquel/Cromo
 São ligas de alta fusão utilizadas como alternativa às ligas de ouro para
cerâmica (Tipo V), em trabalhos metalocerâmicos, e para confecção de
PPRs.
Basicamente o níquel, entra na formulação entre 67 a 80 % e o cromo
entre 12 a 23 %, outros metais podem fazer parte da formulação, tais como o
alumínio, manganês e titânio.
Ex: Durabond, Resistal P, Nicrodent, etc.
3 - Liga de Cromo/Cobalto
 São ligas de alta fusão, constituída de 53% a 67% de cobalto e 25% a
32% de cromo e 2 a 6% de molibdênio, possuindo a mesma indicação
das ligas de níquel/cromo.
Perigos Biológicos ao protético
• Pó de berílio e níquel
• Vapor de berílio
- Disfunções pulmonares;
- Pneumonia grave;
 Riscos aos pacientes
• Níquel
- Hipersensibilidade
- Potencial carcinogênico
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA
 Materiais dentários – editora interamericana – autor: O’brien.
 Materiais dentários restauradores – ed. Santos – autor: Robert g. CRAIG
e John m. Powers.
 ANUSAVICE, Kenneth J.; PHILLIPS, Ralph W. Phillips materiais
dentários. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998.
 ANUSAVICE, Kenneth J.; PHILLIPS, Ralph W. Phillips materiais
dentários. Rio de Janeiro: Elsevier, 2005.
 PHILLIPS, Ralph W. Materiais dentários. 9. ed. Rio de Janeiro:
Guanabara Koogan, 1993