低贵金属铸造合金体外变色的评价

小兵

　　〔摘要〕　目的：提供一种评价合金变色的客观、精确、易行的方法；探讨低贵合金变色的影响因素。方法: 用色差计，能谱分析及金相显微观察的方法研究8 种合金体外变色。结果:①随合金贵金属含量下降，合金抗变色能力也下降；②显微结构均匀的单相组织比多相组织抗晦暗性高；③变色主要发生于富Cu 相与富Ag 相。结论: ①低贵合金的晦暗不仅与贵金属含量有关而且与显微结构相关；②色差计可作为客观评价合金变色的可行方法。
　　变色（discoloration）又称晦暗（tarnish）是指金属或合金表面由于电化学反应产生不溶性产物沉积于表面，导致金属或合金失去光泽，颜色改变［1］。晦暗的发生不仅影响了修复体的美观，更重要的是它标志着金属腐蚀的开始。基于这个重要性,许多学者对变色进行了实验研究。研究证实合金的贵金属含量和显微组织结构都是影响其耐变色能力的重要因素［2～5］。本文运用色差计对8 种铸造合金体外变色进行评价。
　　1　材料与方法
　　1.1 材料与设备
　　1.1.1 8 种牙科铸造合金（4 种实验金合金，2 种银钯合金，2 种铜基合金)成份见表1。
表1　各种合金成分及含量
合金名称主要成分及含量（wt%）贵金属含量（金+钯）
金合金-1 Au 31Pd 9Ag 43.7 Cu 14.240
金合金-2Au 30 Pd 14Ag 50 Cu 544
金合金-3Au 25Pd 14 Ag 50Cu 1039
金合金-4Au 30Pd 5Ag 28Cu 3635
银钯合金-1Ag 60 Pd 24Cu 16　24
银钯合金-2 Ag 68Pd 26 　　26
NPG合金Cu 79.3Al 7.8Ni4.3　-
YUNG合金 Cu 70 Al 23Ni 2　-

1.1.2 腐蚀介质采用Na2S水溶液［6］。
　　1.1.3 自制Tuccillo-Nielson腐蚀轮［5］，配有可调速电机。
　　1.1.4 MINOLTA CR-100色彩色差计，照明采用C光源。
　　1.1.5 MEF2金相显微镜（Austria）
　　1.1.6 Link-ISIS能谱仪 (Oxford)
　　1.2 方法
　　1.2.1 试件制备　将8 种合金按照牙科常规精密铸造方法铸造成12 mm×12 mm×1 mm 薄片，每种合金4 个试件,依次经320 目、400 目、600 目、800 目耐水砂纸，1000 目金相砂纸打磨，布轮抛光后，无水乙醇超声清洁，蒸馏水冲洗，吹干后备用。
　　1.2.2 色差计测每个试件两面色空坐标L*、a*、b*值。将试片固定于Tuccillo-Nielson腐蚀轮上，调节电机转速和介质液面水平，使每个试片没入介质中15 s/min，经72 h后，无水乙醇擦试表面，蒸馏水冲洗两次后吹干，再测试件两面的L*、a*、b*值。
　　1.2.3 变色分级　对8 种合金目测评价，依据视觉对颜色改变的觉察程度分为三个等级：无变色, 觉察, 严重。
　　1.2.4 金相观察及成份测定　对两种银钯合金进行金相观察并对银钯合金-1两相结构变色后的成份含量进行能谱分析。
　　1.2.5 统计分析　对各种合金检测结果用t检验进行统计分析。
　　2　结　果
　　2.1 根据色差公式　ΔE=［（L1*－L2*）2+（a1*－a2*）2+（b1*－b2*）2］1/2计算色差ΔE及明度差ΔL，表 2为仪器评价与目测评价的对照表。
表2　8 种合金变色的色差、明度差及目测评价结果(±s)
合 金色差(△E)明度差(△L*)目测评价
金合金-18.23±0.677.80±1.30觉　察
金合金-2 3.23±0.852.56±0.43无变色
金合金-3 4.25±1.26①2.50±0.73无变色
金合金-4 33.80±2.9032.95±2.95 严　重
银钯合金-19.55±0.25②9.30±0.40觉　察
银钯合金-2 3.14±0.432.87±0.23 无变色
NPG合金 43.86±1.3537.85±1.44 严　重
YUNG合金 43.70±0.10 38.68±0.06 严　重

① 与金合金-1比 P ＜0.01，②与银钯合金-2比 P＜0.012.2 图1示贵金属含量与色差ΔE的关系。