Les Alliages Précieux – Biomatériaux Dentaire

Les Alliages Précieux – Biomatériaux Dentaire

Introduction

Le terme « métaux précieux » s’applique à des métaux qui se distinguent par des propriétés exceptionnelles. On distingue traditionnellement par métaux précieux l’or (Au), l’argent (Ag) et le platine (Pt). On a aussi l’ensemble des métaux dits « de la mine du platine », le palladium (Pd), le rhodium (Rh), l’iridium (Ir), le ruthénium (Ru) et l’osmium, qui, avec le platine, forment la famille des six platinoïdes.

Classification

Selon la spécification n°5 de l’ADA (Association Dentaire Américaine), les alliages d’or sont divisés en quatre types en fonction de leur dureté VICKERS : VHN ou VPN (Vickers Pyramidal Number). Cette dureté est déterminée par un pénétrateur constitué par une pyramide de diamant à base carrée dont les faces opposées font un angle de 136°, permettant un essai très court et donnant une empreinte peu profonde.

• Type I (mou) : 50 < VHN < 90
• Type II (moyen) : 90 < VHN < 120
• Type III (dur) : 120 < VHN < 150
• Type IV (extra dur) : VHN > 150

Composition

Dans les quatre types d’alliage, le pourcentage global d’or et de platine ne doit pas être inférieur à un minimum établi. Pour les alliages d’or à usage céramo-métallique, ils contiennent, outre l’or, l’argent, le platine, le palladium, une faible addition d’étain, d’iridium et de fer. Les différents constituants ont une action complémentaire expérimentalement vérifiée. Quant aux alliages dits or blanc, ce sont des alliages d’argent-palladium de 60 à 70 % en pourcentage global avec seulement 10 à 20 % d’or.

Propriétés Physiques

La structure des alliages d’or est en réalité variable selon qu’on la considère à l’état brut de coulée ou après traitement thermique de durcissement.

À l’état brut de coulée

C’est une solution solide désordonnée dont la structure dendritique est caractéristique de l’état coulé avec des dendrites, orientées dans des directions privilégiées avec des grains équiaxes, généralement gros, sauf si l’alliage comporte environ 50 ppm d’iridium ou de ruthénium qui ont pour effet d’augmenter le nombre de germes de cristallisation et donc de permettre l’obtention de grains beaucoup plus fins. Dans les alliages ternaires Au-Ag-Cu (or-argent-cuivre), la solution solide est cubique à face centrée et son paramètre croît avec la teneur en argent.

Après traitement thermique de durcissement

Il y a apparition d’une « structure » ou phase ordonnée type Au-Cu (or-cuivre) développée aux dépens de la solution solide désordonnée. À 400°C, la structure de la maille cristalline est cubique à face centrée, les atomes de Cu (cuivre) et d’Au (or) occupant indifféremment les sommets et les centres. En dessous de 400°C, les atomes de Cu (cuivre) occupent les centres des faces du cube et les atomes d’or les sommets, ce qui provoque un tassement de la maille et la structure devient quadratique.

Masse volumique

La masse volumique varie de 15 g/cm³ pour le type IV et de 17 g/cm³ pour le type II, plus riche en or.

Propriétés Thermiques

Intervalle de fusion

Selon la spécification n°5 de l’Association Dentaire Américaine (ADA), la température de fusion doit être :

• Type I : 930°C
• Types II et III : 900°C
• Type IV : 870°C

Quant aux alliages d’or pour céramo-métallique, leur intervalle de fusion dépasse 1000°C.

Dilatométrie thermique

Le flux d’énergie calorifique traversant une unité de surface par unité de temps est proportionnel au gradient de température. Le coefficient de dilatométrie thermique peut varier de 18 à 19 × 10⁻⁶/°C selon le type, celui de l’or pur est de 14,3 × 10⁻⁶/°C, celui de la dent 11,2 × 10⁻⁶/°C.

Retrait de coulée

Le retrait linéaire de coulée peut varier de 1,37 à 1,56 % entre les types II et I, et 1,42 % pour le type III. En moyenne, un retrait de coulée de 1,4 ± 0,2 % est acceptable.

Conductibilité thermique

Elle est de 25 W/m·K (watts par mètre kelvin) pour les alliages de type III et IV, 50 fois celle de la dentine et plus de 25 fois celle de l’émail.

Conductibilité électrique

La conductibilité électrique augmente avec le degré de l’ordre qui rétablit la périodicité du potentiel interne. La conductibilité de la phase Au-Cu est trois fois plus grande que celle de l’alliage désordonné.

Traitements Thermiques

Ils sont de deux ordres : d’homogénéisation et de durcissement.

Traitement thermique d’homogénéisation

Pour des raisons mécaniques et électrochimiques, il est tout d’abord nécessaire d’homogénéiser les alliages d’or, en les maintenant 15 minutes à 700°C, suivie d’une trempe à l’eau, pour éviter le grossissement de grain qu’entraînerait un refroidissement lent.

Traitement thermique de durcissement

Réservé aux alliages de type III et IV, il consiste, après le traitement précédent (d’homogénéisation), en un réchauffage de l’alliage à 400°C pendant 15 minutes, de préférence dans un bain de sels fondus, suivi d’une trempe à l’eau.

Propriétés Mécaniques

Pour ce qui concerne les alliages à usage céramo-métallique, leur module d’élasticité peut dépasser 110 GPa et leur résistance à la rupture atteindre 450 MPa et 520 MPa (limite élastique) après traitement thermique, ce qui est très inférieur à ceux des alliages Ni-Cr (nickel-chrome).

Propriétés Chimiques et Électrochimiques

Corrosion chimique

La corrodabilité des alliages d’or augmente par paliers lorsque la teneur en or diminue. Sur le plan de la corrosion électrochimique, le traitement thermique d’homogénéisation est absolument nécessaire, si l’on veut éviter le ternissement en bouche des pièces coulées.

Propriétés Biologiques

Les alliages d’or sont très bien tolérés en bouche, à condition que la teneur globale en or et en métaux nobles ne soit pas inférieure à 75 %. Pour éviter les phénomènes liés à la corrosion électrochimique (goût métallique, picotement de la langue), un traitement d’homogénéisation est indispensable.

Indications

• Type I : Inlays proximaux sur incisives (classe III) et inlay de collet (discutable).
• Type II : Inlays de tous types de reconstruction unitaire.
• Type III : Couronnes et travées de longue portée.
• Type IV : Châssis métalliques coulés, barres linguales et crochets coulés.
• Ors spéciaux : Couronnes céramo-métalliques.

Conclusion

Aujourd’hui, l’utilisation des alliages d’or a laissé place à des alliages beaucoup moins onéreux, biologiquement tolérés, et d’utilisation plus facile, remplissant les impératifs mécaniques les plus rigoureux avec de faibles épaisseurs, et une légèreté appréciable pour le confort du patient.

Les Alliages Précieux – Biomatériaux Dentaire

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