manphys4 - zahntechnikskript.de

23
manphys4.doc
Dichte von Stoffen.
Unterschiedliche Stoffe sind unterschiedlich schwer,d.h. sie unterscheiden sich dadurch, daß
sie bei gleichem Volumen ein unterschiedliches Gewicht haben.Physikalisch ausgedrückt
heißt das, unterschiedliche Stoffe unterscheiden sich in ihrer Dichte.
Unter der Dichte von Stoffen versteht man die Masse eines Stoffes bezogen auf seinen
Rauminhalt.
Als Formel ausgedrückt heißt das :
Dichte 
Masse
Volumen

m
V
daraus ergibt sich die Maßeinheit für die Dichte:
 
m
1g
1kg
 3
V
cm
dm3
Bei gleicher Temperatur hat jeder Stoff eine für ihn charakeristische Dichte. Die Dichte eines
Stoffes ist also eine Werkstoffkonstante, die man aus den entsprechenden Tabellenbüchern
entnehmen kann und mit der man einen Stoff bestimmen kann.
Einige Beispiele für Dichten von Stoffen:
Stoff
Wasser
Gold
Platin
Silber
Kupfer
Bienen wachs
Dichte in g/ cm³
1,0
19,3
21,4
10,5
8,9
0,96
Beachte: Wasser hat die Dichte  = 1 g/cm³. Ein Stoff mit der Dichte  < 1 schwimmt,
siehe Bienenwachs. Ein Stoff mit > 1 sinkt in Wasser.
Mit steigender Temperatur nimmt die Dichte eines Stoffes ab, da das Volumen zunimmt.
Alle Stoffe dehnen sich aus mit steigender Temperatur.
Die Dichte von Stoffen ist deshalb auf eine Teperatur von 0° C bezogen.
Manphys4.doc: Teichmann, März 99
24
Bestimmen eines Stoffes anhand seiner Dichte:
Das Bestimmen eines Stoffes anhand seiner Dichte spielt in der Zahntechnik eine wichtige
Rolle, da man auf diese Weise unterschiedliche unbekannte Edelmetallegierungen bestimmen
kann:
Verfahren:
1. Bestimmen der Masse durch wiegen.
2. Bestimmen des Volumens.
a) Bei symmetrischen Körpern (Kugel, Zylinder, Kegel u.s.w.) mit der entsprechenden
Volumenformel.
b) Bei unsymmetrischen Körpern (z.B. Zahnersatz: Brücken,Kronen u.s.w.)
experimentelle Bestimmung mit dem Meßzylinder.
Pegelunterschied
der verdrängten
Flüssigkeitsmenge
zu
bestimmender
Zahnersatz
Die durch den eingetauchten Zahnersatz verdrängte Flüssigkeitsmenge entspricht im Volumen
dem zu bestimmenden Zahnersatz.
3. Errechnen der Dichte mit der Formel  
m
.
V
4. Bestimmen des Werkstoffs anhand der errechneten Dichte mit den entsprechenden
Legierungstabellen.
Dichten von Dentalen Edelmetallegierungen.
Dentale Edelmetallegierungen lassen sich eindeutig anhand ihrer Dichten bestimmen.Diese
sind in den jeweiligen Legierungstabellen der Hersteller angegeben.
Hierbei sind die Vollgußlegierungen als auch die Aufbrennlegierungen in jeweils drei
Gruppen eingeteilt,die sich in den Dichten unterscheiden.
Je höher die Dichte, umso wertvoller, umso korrosionbeständiger und umso teurer ist die
entsprechende Legierung.
Edelmetallegierungen
Dichten in g/cm³
Hochgoldhaltige Gold-Platin-Legierungen
von 14,5 bis 18,5
Edelmetallreduzierte Gold-Palladium-Legierungen von 13,5 bis 14,5
(Spargoldlegierungen)
Silber-Palladium und Palladium-Basisvon 11
bis 13,5
Legierungen
NEM-Legierungen: z.B. Co -Cr -Mo- Legierungen  = 8,5 g/cm³
Manphys4.doc: Teichmann, März 99
25
Der doppelte Spareffekt bei sogenannten Spargoldlegierungen.
Bei Spargoldlegierungen ( Edelmetallreduzierten Legierungen) spricht man von einem
doppelten Spareffekt:
1. Sie haben einen geringeren Grammpreis, wegen dem geringeren Gold und Platingehalt.
2. Sie erfordern eine geringere Legierungsmenge in Gramm,wegen der geringeren Dichte.
Dieser doppelte Spareffekt gilt natürlich noch mehr für Silber und Palladiumlegierungen.
Bei Zahersatz sollte aber nicht nur der Kostenfaktor eine Rolle spielen sondern mehr noch die
Korrosionsbeständigkeit und physilogische Verträglichkeit.
Berechnung der erforderlichen Legierungsmenge für den zahntechnischen Guß aus dem
Gewicht des Wachsmodells:
Die erforderliche Legierungsmenge kann grundsätzlich aus dem Wachsgewicht berechnet
werden:
Hierbei gilt folgender Lösungsansatz:
Bei korrekt abgelaufenem Gießvorgang ist grundsätzlich:
VolumenWachsmodell = VolumenGußobjekt
mit  
m
V
 V
m

also gilt mit obigem Lösungsansatz :

mGuß 
Guß  mwachs
 wachs
wachs
damit ist
mGuß
mwachs
Guß
Rechenbeispiel hierzu:
Gegeben ist ein Wachsmodell einer Brücke (ohne Gußkanäle) mit einem Wachsgewicht
von 1,8 g (Dichte des Wachses 0,96 g/cm³ ).
Die Brücke soll aus Degulor M gegossen werden.(Dichte 15,7 g/cm³,Preis je g 32,50 DM)
Wieviel Legierung wird für die Brücke benötigt und wie hoch sind die Materialkosten.
Wieviel Legierung und wie teuer ist die Brücke, wenn diese aus Palliag (eine SilberPalladium-Legierung ) gegossen wird. (Dichte 11,5 g/cm³, Preis je g 17 DM) ?
Manphys4.doc: Teichmann, März 99
26
Lösung:
Menge und Kosten bei Verwendung von Degulor M:
mGuß 
Guß  mwachs

wachs
g
 1,8 g
cm3
 29,43g
g
0,96 3
cm
15,7
Materialkosten :
Materialkosten  29,43g  32,50
DM
 956,48 DM
g
Legierungsmenge und Materialkosten bei Verwendung von Palliag:
mGuß 
Guß  mwachs

wachs
g
 1,8 g
cm3
 21,56 g
g
0,96 3
cm
11,5
Materialkosten:
Materialkosten  21,56 g  17
DM
 366,52 DM
g
Das Rechenbeispiel zeigt den doppelten Spareffekt bei Verwendung von
Edelmetallegierungen mit geringerer Dichte.Die Materialkosten sind fast nur ein Drittel bei
der Verwendung von Palliag als bei der Verwendung von Degulor M.
Jedoch Einbuße an Korrosionsbeständigkeit: Nachteil für den Patienten.
Prüfungsfragen:
1. Dichte
a) Definieren Sie die Dichte mit Hilfe der Formel und den dazugehörenden SI-Einheiten.
b) Worin besteht der "doppelte Spareffekt" von "edelmetallreduzierten" Legierungen ?
2. Dichte
a) Unterschiedliche Stoffe haben unterschiedliche Dichten.
Erläutern Sie anhand der physikalischen Formel , was unter Dichte zu verstehen ist.
b) Für Legierungen sind folgende Dichten angegeben ( 18 g/cm³ , 14 g/cm³ , 11 g/cm³ )
Welchen Legierungsgruppen können die Dichten zugeordnet werden ?
Manphys4.doc: Teichmann, März 99