Härteänderung an gefrästem und gegossenem Titan durch keramische Verblendung*

Während der keramischen Verblendung ist Titan thermischen und chemischen Einflüssen ausgesetzt, die sich makroskopisch durch eine Veränderung der Härte darstellen. Es stellt sich die Frage, ob gefrästes oder gegossenes Titan dabei unterschiedlich reagiert. Dazu wurden gegossene (Castmatic, Dentaurum) und industriell nahtlos kalt tiefgezogene Titanrohre (Fa. Tisto) von 5 mm Durchmesser, einer Wandstärke von 1 mm und ca. 10 mm Länge – in etwa einem Prämolarenstumpf entsprechend – ohne weitere Verarbeitung, mit keramischer Verblendung (Duceratin) und thermischer Belastung, die den einzelnen Keramikbränden entspricht, ohne jedoch die Keramikmassen aufzutragen, im Keramikofen angefertigt. Härteprofile nach Vickers mit 0,1N Prüflast und einer Lastdauer von 15 s (M400G, Fa. Lecco) wurden an metallurgischen Schliffen senkrecht von der Oberfläche bzw. der Grenzfläche Keramik/Titan bis 96 µm mit 12 Messpunkten ins Materialinnere angefertigt. Je Gruppe wurden mindestens 9 Messprotokolle erstellt, graphisch in Box-Plot-Diagrammen dargestellt und deskriptiv statistisch ausgewertet. Die Mikrohärte nahm bei allen thermisch behandelten Proben im Grenzbereich Titan-Keramik, sowie an der Titanoberfläche stark zu und zwar beim gefrästen Material nach keramischer Verblendung auf einen Mittelwert von 427 HV und nach thermischer Belastung auf 413 HV. Darüber hinaus findet hier im Kern nach thermischer Belastung eine Rekristallisation statt, die sich in geringeren Härtewerten dokumentiert. Die Härte des Ausgangsmateriales lag im Mittel bei 174 HV. Gegossenes Titan weist ohne weitere Behandlung Härtewerte von durchschnittlich 611 HV am ersten Messpunkt als Ausdruck der alpha-case auf, die sich bei keramischer Verblendung mit 624 HV kaum ändern, aber durch thermische Behandlung mit 830 HV, stärker als bei gefrästem Material nach keramischer Verblendung oder thermischer Belastung, ansteigen. Beim gegossenen Titan sind darüber hinaus Härtesteigerungen im gesamten Härteprofil zu finden. Aufgrund der bisherigen Erfahrungen für Verbundwerkstoffe ist das gegossene Material mit einer nahezu kontinuierlichen Härtesteigerung zur äußerst harten Keramik für keramische Verblendungen vorzuziehen.