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Rôles des constituants
Les alliages cristallisent en donnant des structures dendritiques. Parfois au sein de cette matrice dendritique peuvent apparaître des précipitations plus ou moins fines de composés intermétalliques. Les zones interdendritiques sont constituées par des précipités massifs ou par des eutectiques lamellaires. C'est à leur niveau que l'on observe des ruptures de type fragile.
Les joints de grains peuvent aussi être le siège d'un phénomène de précipitation.
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Eléments constituant la matrice dendritique et interdendritique
Le nickel constitue avec le chrome et le molybdène la matrice dendritique et interdendri¬tique des alliages Ni-Cr-Mo, sous la forme d'une solution solide de substitution. Il en est de même pour le Cobalt au sein des alliages Co-Cr-Mo.
Eléments participant à la formation des précipités dans la matrice
Ces éléments sont le molybdène, le chrome, le silicium, le bore, le carbone et l'aluminium.
- Le molybdène associé au nickel et au chrome participe à la formation des phases intermédiaires qui se forment dans les zones interdendritiques des alliages base Ni-Co.
- Le carbone participe également avec le chrome et le molybdène à la formation des carbures principalement du type M23C6. Ces carbures peuvent également précipiter aux joints de grains et modifient ainsi les propriétés mécaniques de l'alliage.
- Le silicium, peut également former avec le nickel des précipités très fins Ni3B-Ni5Si2 [4] dans ces zones. Il améliore la coulabilité.
- Le bore forme avec le nickel des composés intermétalliques Ni3B qui contribuent à abaisser le point de fusion de l'alliage.
- Le chrome va conférer à l'alliage la résistance à haute température [9].
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Propriétés mécaniques et physiques des alliages Ni-Cr et Co-Cr
Les propriétés des alliages Ni-Cr et Co-Cr sont reportées dans le tableau 6.
Ces valeurs, très variables d'un alliage à l'autre, ont un intérêt essentiellement comparatif. Aussi est-il fortement conseillé aux utilisateurs de consulter la fiche technique de l'alliage pour des informations plus précises sur ces données.
Il faut également ajouter que celles-ci sont fortement dépendantes des conditions d'élaboration par fonderie. Cette procédure associe un ensemble de phénomènes comme la solidification, la refusion, et éventuellement des traitements thermiques. Tous ces phénomènes interfèrent sur la microstructure et les propriétés mécaniques des pièces coulées.
Parmi les propriétés thermiques, le coefficient d'expansion thermique (CET) intéresse plus particulièrement les alliages destinés à la technique céramo-métallique (tableau 7). Les valeurs du CET sont comparables à celles des alliages précieux et permettent donc l'utilisation des mêmes céramiques.
Les intervalles de fusion et les températures de coulée figurent dans le tableau 8. Ces dernières ne constituent plus des difficultés particulières si elles sont comparées à celles des alliages précieux, les systèmes de chauffe actuels permettant d'atteindre aisément ces températures.
Pour les châssis destinés à la prothèse amovible, les propriétés des alliages cobalt-chrome ne peuvent être ni améliorées ni contrôlées par un traitement thermique. En revanche, il est possible de faciliter le travail et la finition des alliages nickel-chrome par un recuit à 982°C pendant 15 minutes, suivi par un durcissement à 704°C pendant 15 minutes et une trempe pour améliorer la résistance [9:10].
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Aptitudes à la liaison céramo-métallique
La valeur d'adhésion céramo-métallique, définie dans la norme ISO-DIS 9693, se situe aux alentours de 25MPa [1].
L'utilisation d'un bonding, matériau pour favoriser l'adhésion sur les alliages Co-Cr, est nécessaire [4].
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Corrosion
Le chrome est le principal responsable de la passivité des alliages nickel-chrome en milieu buccal. A partir d'une teneur suffisante (13 %), c'est le recouvrement complet de la surface de l'alliage par une fine pellicule d'oxyde qui lui confère cette propriété [6].
La présence de molybdène augmente la résistance du nickel à la corrosion dans des solutions d'acides (chlorhydrique et sulfurique) ou dans des solutions salines (chlorures de sodium) ou salivaires artificielles [8].
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Biocompatibilité - toxicité- allergie
Malgré les interrogations concernant l'innocuité des alliages Ni-Cr et en particulier sur leur potentiel allergisant, on peut admettre aujourd'hui que les alliages contenant plus de 20 % de chrome peuvent être considérés comme stables en milieu buccal, tout comme les alliages cobalt-chrome.
Certains alliages nickel-chrome sont actuellement commercialisés avec des certificats de biocompatibilité [11].
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