Эмаль состав и свойства

Эмаль состав и свойства

ЭМАЛЬ

Строение, химический состав, биохимические особенности тканей зуба.

БИОХИМИЯ ТВЕРДЫХ ТКАНЕЙ ПОЛОСТИ РТА

Сравнение минерального состава зрелой эмали, дентина, кости( в % ).

Са 2+ Фосфат н СО3 2- белок цитрат вода
эмаль 36 -38 15 -18 3 -4 0,3 -1,3 0,5 1-2( до3,8)
дентин 12 — 16 3-5 18 -22 около 1
кость 15 -17 3 -4 20 -26 около 1

ЭМАЛЬ –твердая, минерализованная, устойчивая к изнашиванию, самая твердая по сравнению с другими тканями организма, но хрупкая. Ее поддерживает более упругий слой дентина.

Отнесение эмали к ткани является условным, т.к. эмаль не содержит клеток, к самостоятельной регенерации при повреждении неспособна. Однако, в эмали происходит непрерывный обмен с двух сторон:

Два процесса находятся в динамическом равновесии:

( поступление ионов) ( удаление ионов )

Для понимания воздействия различных факторов на состояние эмали, надо знать

— состав и строение эмали

— как формируется эмаль

Содержит минеральных веществ — 95%

органических веществ – 1,2 %

воды связанной и свободной — 3,8%

Минеральные вещества ( в% ) гидроксиапатит — 75

карбонат апатит – 19

( состав минеральных компонентов изучен в теме « Биохимия костной ткани»)

В составе гидроксиапатита мольное отношение Са /Р = 1, 67. При отношении

Са/ Р = 1,33 эмаль не сопротивляется разрушению. Показатель используется для оценки состава эмали и резистентности к кариесу.

Основными минеральными веществами эмали являются соли:

Устойчивость солей к ионному обмену падает в ряду:

Возможно замещение иона Са 2+ на ионы Mg 2+ , Zn 2+ , Cd 2+ , Cu 2+ , Al 3+

ОН — — F — и другие анионы

Вследстаие изоморфного замещенияиона кальция на другие катионы отношение Са/ Р уменьшается и это влияет на качество эмали- снижается устойчивость к кариесу.

Замещение гидроксида-иона на фторид имеет весьма положительное значение.

При замещении образуется фторапатит. Это соединение обладает меньшей растворимостью, чем гидроксиапатит. В этом, как считают, заключается профилактическое действие фтора.

Литературные данные свидетельствуют, что замещение даже одной из 50 гидроксигрупп в составе гидроксиапатита достаточно для резкого повышения резистентности эмали к растворению.

При значительном избытке фторида образуется вместо гидроксиапатита новая соль- фторид кальция, которая легко растворяется с поверхности эмали

Кристаллы гидроксиапатита в эмали в 10 раз крупнее, чем в кости, дентине, цементе.

Эмалевая минерализованная призмочка диаметром 4 – 6 мкм имеет исчерченность, которая отражает суточный ритм отложения солей. Кристалл покрыт гидратной оболочкой толщиной 1 нм и кристаллы располагаются на расстоянии 2.5 нм друг от друга.. В целом структура эмали – сито, объем микропространства составляет 0,2 – 0,8 %.

Кристаллическая решетка более плотная во внешних слоях и в области эмаль-дентинное соединение. Расположение кристаллов в эмалевых призмочках упорядоченное — по их длиннику в виде «елочки».

Органическое вещество эмали содержит

полисахара в количестве 1,7 г/100г эмали

липиды – 0,6 % ( фосфолипиды)

Углеводы находятся в виде гликопротеинов, присутствует обычный для них

набор моносахаров: глюкоза, галактоза, манноза, глюкуроновая кислота, небольшие количества фукозы и ксилозы.

Аминокислотный состав белков эмали: присутствуют все заменимые и незаменимые аминокислоты, в том числе оксипролин

Трехмерная тонкая белковая сеть располагается между кристаллами.

Белки эмали не относятся к коллагеновым, но присутствие оксипролина определяет частичное сходство с коллагеном.

Выделяют три группы белков :

— нерастворимые в кислотах и растворе ЭДТА

— водорастворимые ( М 20 кД, доля 0,3% от общей массы эмали)

Функции кальцийсвязывающих белков:

— участие в связывании кальция. Образуют в нейтральной среде ( в опытах in vitro)

ди-, три-, тетрамеры с М 40-80 кД., связывает 8 – 10 ионов кальция.

— создание начальных участков нуклеации при формировании кристаллов

— способствуют ориентации растущих кристаллов

— формируют среду для образования крупных кристаллов и их плотной упаковки

Наиболее полно изучены белки энамелины, амелогенины, фосфопротеины.

Амелогенины( М 5 – 10 кД ) содержат много пролина, глутаминовой кислоты, гистидина.

Белки подвижные, гидрофильные, мигрируют по эмали. Составляют 90% всех белков эмали. По мере минерализации гидролизуются протеолитическими ферментами.

Энамелины( 20 – 70 кД ) содержат много глутаминовой кислоты, аспарагиновой, серина. Связаны с кристаллами гидроксиапатита.

При созревании эмали изменяется соотношение белков.

В незрелой эмали А : Э = 9 : 1

В зрелой эмали А : Э = 1 : 1

Фосфопротеины (содержат до 40 АК ) участвуют в агрегации и дезагрегации органической и минеральной фаз.

Белковая оболочка окружает каждый кристалл эмали, выполняя определенные барьерные и буферные функции. Белок предотвращает деминерализацию эмали, т.к. способен связывать ионы водорода, предотвращая проникновение из в эмаль в обмен на выделение катиона кальция. При деструкции межпризменных пространств эмали. происходит их заполнение оргпническим веществом, защищая от дальнейшего выделения минеральных веществ.

Существует мнение, что белковая матрица является основой формирования и построения эмали.

Формирование эмали называется амелогенез. Выделяют три стадии:

1 стадия— стадия секреции и первичной минерализации эмали.

Читайте также:  Какова подошва у фальцгебеля

Энамелобласты секретируют органическую основу эмали, которая сразу подвергается первичной минерализации.

2 стадия – стадия созревания ( вторичной минерализации) за счет удаления органического матрикса и увеличения доли минеральных веществ.

3 стадия— стадия окончательного созревания (третичная минерализация)- осуществляется только после прорезывания зуба. Завершение минерализации осуществляется преимущественно поступлением ионов из слюны.

Созревание эмали включает срок до 10 лет, третья стадия – 3 года, особенно интенсивным является первый год нахождения зуба в полости рта.

Степень проницаемости эмали снижается в последовательности:

эмаль непрорезанного зуба — эмаль временного зуба – эмаль постоянного зуба молодого

человека – эмаль постоянного зуба пожилого человека.

В формировании эмали участвуют энамелобласты, которые проходят стадии превращения:

Эмалевый эпителий – преэнамелобласты – энамелобласты.( enamelum – эмаль)

Процесс дифференциации и созревания энемелобластов тесно связан с одонтобластами.

Как только одонтобласты начинают образовывать предентин, коллаген и протеогликаны, поступает сигнал начала дифференциации энамелобластов в течение последующих 24 – 36 часов.

Функция дифференции заключается

— в угнетении синтеза ГАГ и коллагена 1V типа, который характерен для плазматической

— возникновении синтеза специфических белков эмали- энамелинов(Э) и

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ И МИНЕРАЛИЗАЦИИ ЗУБОВ

Эмаль зуба является уникальным сложносоставным биокерамическим материалом и самой твёрдой тканью человеческого организма. В отличие от других твёрдых тканей организма эмаль не обладает клеточной структурой.

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЭМАЛИ

Основная масса неорганических компонентов представлена кристаллами гидроксиапатита (75%), карбонатного апатита (12%), фторапатита (1%) и других форм апатитов, прочно связанных с органической матрицей. Имеются и аморфные участки неорганического матрикса. Тонкие, длинные кристаллы гидроксиапатитов эмали имеют размеры от десятков до сотен нанометров и отличаются от кристаллов других плотных тканей своими размерами.

Основной функцией эмали является защита дентина и пульпы зуба от воздействия внешних раздражителей в окружении большого количества бактерий без катастрофических последствий для организма.

В зрелой эмали определяется до 3,8% воды, из них примерно 3,0-3,3% составляет связанная вода, присутствующая в гидратной оболочке на поверхности кристаллов. В незрелой эмали количество воды достигает 20%; с возрастом её количество уменьшается. Около 0,5% приходится на свободную воду, располагающуюся в микропространствах. Жидкость, присутствующую в эмали и содержащую ионы, называют «эмалевым ликвором», или «эмалевой жидкостью». Кристаллы гидроксиапатита создают в эмали эффект молекулярного сита, через которое в эмалевую жидкость проникают небольшие органические молекулы и минеральные ионы. Эмалевая жидкость распределяется неравномерно. В поверх- ностных участках эмали жидкости немного и её количество увеличивается по направлению к эмалево-дентинной границе. В отличие от воды гидратных оболочек кристаллов, эмалевая жидкость более подвижна и её можно удалить, прогревая зубные ткани при относительно невысоких температурах. Движение жидкости обусловлено капиллярным

механизмом, и по жидкости диффундируют ионы и молекулы. Хотя эмаль не содержит клеток и не способна к регенерации, однако в ней постоянно происходит обмен веществ. В эмаль поступают ионы, пре- имущественно из слюны, а также через дентин из пульпы зуба.

Химический состав эмали

Неорганические вещества зрелой эмали составляют 94-95%, в незрелой формирующейся эмали их намного меньше — всего 5%, а в эмали молочных зубов — 80%. После удаления минеральных компонентов остается тонкая сеть органической матрицы.

Кроме солей фосфата кальция в составе эмали обнаружены свыше 30 разных элементов. В относительно больших количествах при- сутствуют ионы Mg 2+ , Na + , а также Cl — , K — , Zn 2+ и Fe 2+ . Минеральный состав эмали может колебаться в зависимости от характера питания, но процентное соотношение кальция, фосфора и карбоната довольно постоянно. Содержание Sr 2+ , Pb 2+ и некоторых других микроэлементов в эмали колеблется значительно и зависит от их количества в почве данной местности.

Минеральные вещества в эмали распределены неравномерно. Поверхностные более плотные слои содержат меньше воды, карбонатов и больше фтора. Количество неорганических компонентов уменьшается в направлении от поверхности к зоне перехода эмали в дентин (табл. 1).

Содержание кальция и фосфора в эмали соответственно составляет 33,6-39,4 и 16,1-18,0% по отношению к остальным элементам эмали и в направлении от поверхности зуба к дентину их содержание снижается. Обычно снаружи она для ионов Ca 2+ составляет 37,8, а внутри — 34,5% и для фосфатов — 18 и 15%. Однако при этом соотношение кальция и фосфатов остаётся постоянным (2,1 и 2,3 — весовое и 1,62-1,78 — молярное соотношение). Такая же закономерность распределения концентрационного градиента в эмали относится и к хлоридам. Напротив, содержание карбонатов, натрия, магния и железа в эмали увеличивается по направлению к дентину. Свинец присутствует в низких концентрациях. Он накапливается в поверхностных слоях эмали, в то время как медь и стронций равномерно распределяются по всей толщине эмали.

Эмаль — тонкое стекловидное покрытие на поверхности металла, получаемое высокотемпературной обработкой.

Читайте также:  Как постирать подклад у кожаной куртки

В художественной керамике эмалями иногда называют непрозрачные (глухие), обычно белые, блестящие глазури за их свойство перекрывать цвет керамического черепка.

  • В переносном смысле эмалями нередко называют практически все стекловидные покрытия по металлам, используемые в бытовых целях (эмалированная посуда, ванна и т. д.).

Содержание

История [ править | править код ]

Эмальерное дело начиналось в Древнем Египте и Византии и только к началу XII века пришло в Европу через Германию. Но вскоре из-за технической и технологической трудоёмкости пришло в упадок и лишь в XIX веке возродилось в эпоху господства стиля «модерн» в Париже, Брюсселе, Вене.

Первое упоминание о русских перегородчатых и выемчатых эмалях встречается в Московской Ипатьевской Летописи 1175 года. В те времена в Московии все виды художественных эмалей назывались «финифть», и только в XIX веке старинное название «финифть» сменилось на новый термин «эмаль». В России развитие эмальерного дела относится к XVI—XVII векам, а расцвет его как искусства, связан с Сольвычегодской («усольской») расписной эмалью. С XVIII века это ремесло получило развитие в Ростове Великом (ростовская финифть), где изготовлялись иконы и другие изделия в технике эмали уже на основе эмалевых красок из отечественных материалов, разработанных М. В. Ломоносовым. Был учреждён эмальерный класс в Императорской Академии Художеств (впервые упомянут в 1781 году). На рубеже XIX—XX веков изделия из серебра и эмали стали изготовлять ювелирные фирмы К. Фаберже, И. П. Хлебникова, П. А. Овчинникова, Грачёвых.

События революции 1917 года в России привели к спаду в эмальерном искусстве. Но впоследствии центром возрождения эмали становится и остаётся по настоящее время Ростов Великий, где есть собственная школа художников и фабрика по изготовлению различных украшений из финифти и сюжетной миниатюры [1] .

Эмалис [ править | править код ]

Эмалис — музей и школа эмальерного искусства в Ярославле в 1992 году. «Эмалис» открыл новую современную ярославская школу по работе с горячей эмалью [2] [3] . С 1998 года в «Эмалисе» проходят ежегодные практические симпозиумы по работе с эмалями, в которых принимают участие художники из 28 городов России, а также художники из Бельгии, Голландии, Германии, Испании, Италии и Японии. Центром организовано и проведено 28 симпозиумов, организовано более 100 выставок, из которых около 20 — международные [4] . На базе «Эмалиса» проводится программа прохождения практики по обучению эмальерному искусству студентов Екатеринбургского университета (с 2008).

Эмаль в искусстве Китая и Японии [ править | править код ]

В Китай перегородчатая эмаль, вероятно, пришла из Персии к началу Минской династии (1368-1643). В этой технике изготовлялись вазы, блюда, декоративные панно, а также культовые сосуды. С всё более широким распространением употребления нюхательного табака во второй половине 18 века, в период правления императора Цяньлун перегородчатой эмалью украшались и табакерки в форме флаконов, однако их производство не носило массового характера ввиду технической сложности при изготовлении маленьких объектов.

Роспись эмалевыми красками по металлу, изобретённая в Европе в 16 веке, была принесена в Китай миссионерами-иезуитами в начале 18 века и вызвала большой интерес у ценителя искусств императора Канси. В 1713 году он распорядился основать в Пекине императорскую мастерскую эмалевой росписи, которая поначалу испытывала большие технические трудности. С целью их преодоления были вызваны мастера из Кантона (Гуанчжоу), где, по-видимому, подобные мастерские к тому времени уже существовали. В 1717 году в Пекин прибыл французский мастер-эмальер Жан-Батист Гравро, благодаря которому техника эмалевой росписи была существенно улучшена. Металлической основой для эмалевой росписи обычно служила медь, покрывавшаяся несколькими слоями одноцветной, как правило, белой эмали, служившей фоном для росписи. Помимо удовлетворения потребностей внутреннего рынка, в Кантоне был налажен массовый экспорт предметов декоративно-прикладного искусства в Европу, ставших известными под общим названием "кантонская эмаль".

В Японии техника перегородчатой эмали была известна ещё в период Эдо, однако её взлёт наступил уже в эпоху Мэйдзи с открытием страны для внешнего мира. В 70-х годах 19 века японская перегородчатая эмаль ещё выполнялась в китайском стиле, но уже в 80-х годах японские мастера развили оригинальный национальный стиль, эстетика которого резко отличалась от китайской. Выдающуюся роль в технологическом развитии японской перегородчатой эмали сыграл немецкий химик Готфрид Вагенер (1831-1892). Эпоха высшего расцвета искусства японской перегородчатой эмали длилась всего около 40 лет (1880-1920), но в это время были созданы непревзойдённые шедевры. Его выдающимися представителями были Намикава Ясуюки (1845-1927), Хаяши Коденджи (1831-1915), Намикава Сосукэ (1847-1910), Каваде Шибатаро (1856–1921) и Гонда Хиросукэ (1865-1937).

Технология [ править | править код ]

Эмаль представляет собой стекловидный порошок, получаемый измельчением стекловидных пластин до необходимой фракции. Измельченная в порошок эмаль смачивается водой до нужной консистенции и наносится в ячейки. Работа обжигается в печи или производится локальный обжиг эмали в каждой ячейке посредством газовой или бензиновой горелки. Разные виды и цвета эмали требуют и разную температуру обжига, которая колеблется в диапазоне от 700 до 900 градусов по Цельсию. После обжига, порошок эмали сплавляется в цветной стекловидный слой, в зависимости от типа эмали: прозрачный, или так называемый «глухой» — цветной непрозрачный слой эмали. Во время обжига эмалевый слой подвергается усадке, будучи насыпан до обжига по верхний край перегородки, он «опускается», становится ниже перегородки. Для полного заполнения ячейки требуется неоднократный обжиг и пополнение обжигаемой эмали в ячейке. В зависимости от сложности композиции и задач, стоящих перед мастером, работа подвергается от пяти до ста обжигам. Мастер не имеет возможности вмешиваться во взаимодействие эмали и высокой температуры, он может лишь основываясь на опыте и интуиции регулировать время и температуру обжига. Именно это и формирует уникальность каждого произведения из эмали. В последние десятилетия XX века техника горячей эмали вышла за рамки традиционного круга своего применения. Горячая эмаль сочетает в себе много различных техник и способов обработки, как металла, так и самой эмали, дающих возможность разнообразных решений, как декоративных, так и сложно-живописных.

Читайте также:  Болезни голубых елей и их лечение фото

Виды эмалей [ править | править код ]

Технические эмали для бытовых изделий (посуда) и для специального назначения.

Ювелирная эмаль — легкоплавкое прозрачное или глухое стекло, которое наносят на медь, серебро, золото, реже на алюминий при температуре 500—800 °C.

Выемчатая эмаль — относительно простая техника: на пластине-основе гравируется, чеканится или выпиливаются углубления, которые потом заполняют эмалью разных цветов. В производстве бижутерии используются штампованные заготовки или заготовки, изготовленные литьем.

Перегородчатая эмаль — трудозатратная и сложная эмальерная техника, не поддающаяся механизации. Для её создания на тонкой металлической пластине-основе из меди, золота, реже серебра, мельхиора или высококачественной стали, процарапывают, гравируют или прорезают насквозь контур-эскиз будущего изображения. Далее по этому контуру напаивают металлические полоски-перегородки. Толщина подобных полосок зависит от задумки автора, но редко превышает 1 миллиметр. Полоски создают как замкнутые, так и открытые ячейки различных форм и размеров. Каждую ячейку заполняют эмалью до верхнего края перегородок и производят обжиг.

После этого эмаль шлифуется и окончательно отполировывается таким образом, чтобы эмаль и верх перегородок находились в одной плоскости. Полное, без углублений, заполнение эмалью ячеек и является отличительным признаком перегородчатых эмалей. Полученное разноцветное изображение из эмали напоминает инкрустацию драгоценными камнями.

Витражная или оконная эмаль — разновидность перегородчатой эмали, но без металлической основы. Своё название эта техника получила из-за сходства с витражами из стекла, так как насквозь просвечивающая цветная эмаль, находящаяся в гнёздах металлических перегородок, напоминает цветное витражное стекло в обрамлении металла.

В данной технике эмалью заполняют ажурный орнамент металлической формы (каркаса), полученный или выпиливанием в металле, или путём монтирования и пайки из сканой (скрученной) проволоки. Металлический каркас для витражной эмали делают из золота, серебра или меди. Промежутки между перегородками заполняют цветной прозрачной эмалью.

В производстве витражной эмали обжиг изделия производится каждый раз после нанесения очередного слоя эмали.

Художественная эмаль имеет много общего с живописью. На пластину-основу наносится защитный слой эмали, по которому производится роспись жаропрочными красками. Защитным слоем служит фондон — бесцветная прозрачная эмаль, образующая блестящее покрытие на металле после обжига.

Сеяная эмаль выполняется поочерёдным распылением порошков разноцветных эмалей на основу-трафарет. Каждый слой закрепляется клеем.

Составы эмалей [ править | править код ]

Эмаль по одному из старинных рецептов приготавливается из одной части кварцевого песка, одной части борной кислоты и двух частей свинцового сурика. Для придания цвета добавляются пигменты: окись кобальта (синий-чёрный), окиси кадмия (красный), окиси меди (зелёный).

Современные эмали состоят из диоксида кремния, борного ангидрида, окиси титана, окиси алюминия, оксидов щелочных и щёлочноземельных металлов, цинка, свинца, различных фторидов. Эмалевые покрытия используются везде, где необходимо добиться долговременной химической стойкости покрытия — трубы, химические реакторы и т. д. [5]

Применение [ править | править код ]

Для нанесения шликера в производстве эмали используют различные способы: окрашивание погружением, обливом, пульверизатором, электростатическое нанесение. После сушки эмаль обжигают (сплавляют) при температурах от 750 до 950 °C.

Применение эмали для защиты чёрных металлов от коррозии в ряде случаев позволяет заменить дорогостоящие сплавы. В этом случае в качестве основы можно использовать обычное железо (точнее, недорогую низкоуглеродистую сталь).

Галерея [ править | править код ]

Эмалированная стальная кружка со сколами белой эмали в местах деформации

Чугунная ванна, покрытая белой эмалью

Октябрятский значок. Красная и белая эмаль, латунь. Латвия

Ваза с декоративным многоцветным эмалевым покрытием по технологии перегородчатой эмали

Иисус Христос (эмалевая миниатюра Пала д’Оро)

Орден Отечественной войны I степени. Рубиново-красная и белая эмаль, золото.

Ссылка на основную публикацию
Электромагнитный замок на распашные ворота
Купить замок для распашных ворот Locinox – значит выбрать превосходное качество продукции, быструю и легкую установку, надежность, эстетичный вид и...
Эксплуатируемая кровля что это
Кровля — верхний элемент крыши (покрытия), защищающий здание от проникновения атмосферных осадков. Источник: ТСН 31 322 2001: Рулонные и мастичные...
Экстра подъем тостов что это
Хлеб в тостере греется за счет конвекции и инфракрасного излучения от открытых нагревательных элементов. Степень прожарки зависит от толщины ломтей....
Электромагнитный замок с герконом
На сайте продавца доступен "Онлайн консультант".Для перехода на сайт нажмите "В магазин" На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.Для перехода...
Adblock detector