Introduction

C’est le français TAVEAU qui propose en 1836 l'amalgame d'argent (binaire argent-mercure). Les performances sont médiocres.

En 1896, BLACK améliore cet amalgame et définit les limites de composition de l'alliage (65 % en poids d’argent, 29% d’étain, moins de 6% de cuivre) en parallèle avec les formes de préparation des cavités.Jusqu’au début des années 60, cette composition a très peu évolué.

L’amalgame dentaire résulte de la combinaison d’une poudre d’alliage métallique (dont la base est l’argent associé avec l’étain et le cuivre) avec un métal liquide à température ambiante, le mercure. 

La qualité finale d’une obturation en amalgame dépend des diverses propriétés de l’amalgame donc du type d’alliage utilisé, mais également de sa manipulation qui est essentielle pour un résultat optimal. 

1  -  Les différents amalgames dentaires

1 . 1  -  Les amalgames à faible teneur en cuivre, dits conventionnels


Ce sont des amalgames basés sur la composition définie par BLACK. Ils sont caractérisés par une faible teneur en cuivre, toujours inférieure à 12% et le plus souvent inférieure à 6%.  

  • Composition

- La poudre d’alliage est constituée d'argent, d'étain, de cuivre et d’un peu de zinc. L’argent (40 à 70 %) se combine avec le mercure pour former la matrice et procure la résistance mécanique. L’étain (22 à 30 %) facilite l'amalgamation, donne une plus grande plasticité, réduit l'expansion et le temps de prise. Le cuivre peut se combiner avec l'étain l'empêchant de se lier avec le mercure. Le zinc (toujours inférieur à 2 %) a un rôle de désoxydant durant la coulée.La poudre est le plus souvent sous forme de limailles, la technique la plus simple pour obtenir une poudre métallique.

La poudre de type limaille est obtenue en versant le métal fondu dans des creusets, donnant après solidification des lingots. Ces lingots subissent un traitement thermique d’homogénéisation. Ils sont ensuite usinés mécaniquement par des fraises rotatives pour donner des copeaux qui subissent également un traitement thermique pour supprimer les contraintes. Ces copeaux ou limailles sont tamisés pour contrôler la granulométrie.

La composition métallurgique de l'alliage est à base d’Ag3Sn (phase γ). Le diagramme de phase Ag-Sn (figure 1) montre que cette phase γ, composé intermétallique Ag3Sn, est dans un domaine de composition étroit. Cette phase, la plus adaptée à la confection d’un amalgame, est obtenue par un refroidissement lent en dessous de 480°C.

Figure 1. Diagramme de phase Ag-Sn

- Le mercure représente un peu plus de 50% en poids du mélange avec la poudre. Il doit être utilisé très pur sinon une couche de contaminants en surface interfère avec la réaction de prise.

  • Réaction de prise (figure 2)

Immédiatement après la trituration, la poudre d'alliage coexiste avec le mercure. Le mercure attaque la surface des particules d’alliage. Des transformations physico-chimiques apparaissent et conduisent à un matériau plastique qui durcit progressivement après la condensation dans la cavité.

La réaction de prise se décompose en :
- Imprégnation. L'argent et l'étain des particules diffusent dans le mercure et le mercure diffuse dans les particules d'alliage. Cette diffusion se fait par l'intermédiaire des lacunes.
- Amalgamation. Le mercure a une solubilité limitée dans l'argent et dans l'étain. Quand la solubilité est dépassée, les cristaux des deux composés métalliques binaires précipitent dans le mercure avec apparition du composé Ag2Hg3 (phase γ 1) et du composé Sn7-8Hg (phase γ 2). Comme la solubilité de l'argent dans le mercure est plus basse que celle de l'étain, la phase γ 1 précipite la première et la phase γ 2 ensuite.

Figure 2. Réaction de prise d’un amalgame conventionnel

-Cristallisation. Les cristaux de γ 1 et γ 2 grandissent au fur et à mesure de la dissolution des particules par le mercure. Ainsi l’amalgame durcit au fur et à mesure de la diminution du mercure.
L'alliage est habituellement mélangé avec le mercure selon un rapport 1/1. Ce taux de mercure est insuffisant pour complètement consommer les particules d'alliages.

La réaction peut être exprimée par :

Réaction de prise
  • Microstructure

On obtient une structure polyphasée de type composite avec une matrice et des charges.
La matrice est constituée de gros grains équiaxes de phase γ 1 enveloppant les charges que constituent les particules de phase γ résiduelle de forme et taille hétérogènes. La phase γ 2 apparaît sous forme de petits grains plus allongés.
La répartition des phases est proche de γ 1 = 70%, γ = 20% et γ 2 = 10% pour une proportion de mercure de 50%. La quantité de mercure est un facteur essentiel, pour une proportion de 62% de mercure, la phase γ disparaît presque complètement.  

  • Propriétés

Ce ne sont pas les propriétés des métaux purs qui influent sur les propriétés des amalgames mais bien celles des phases binaires. Les propriétés mécaniques, physico-chimiques et biologiques sont dépendantes de la composition et du pourcentage des différentes phases et de leurs propriétés.
Pour les propriétés mécaniques, plus il reste de phase g non consommé dans la structure finale, plus l'amalgame est résistant (γ = 170 MPa, γ1 = 30 MPa, γ2 = 20 MPa en résistance à la traction).
Pour les propriétés électrochimiques, les phases γ et γ1 sont stables dans le milieu buccal.
La phase γ2 est la plus faible mécaniquement et la moins stable électrochimiquement et peut subir une forte corrosion spécialement dons les crevasses de la restauration.
Du fait de la présence importante de phase γ2, les amalgames conventionnels présentent une faible résistance à la corrosion, un fluage élevé et des propriétés mécaniques insuffisantes.
Type : New True Dentalloy (SSWhite)
Des tentatives ont été effectuées pour améliorer ces amalgames en modifiant le type de poudre, la granulométrie et la quantité de cuivre, sans dépasser 12%, mais sans résultats probants.

L’obligation d’utilisation de l’amalgame sous forme de capsule prédosée (décision du 14 décembre 2000) pour des raisons liées à l'émission de vapeurs de mercure lors de la préparation des amalgames dentaires conditionnés en vrac, fait que ces amalgames conventionnels ont disparu du marché.

Les amalgames traditionnels démontrent des propriétés mécaniques faibles et une forte tendance à la corrosion. Ils ne sont plus commercialisés.

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