ISO 6872:2008
(Main)Dentistry — Ceramic materials
Dentistry — Ceramic materials
ISO 6872:2008 specifies the requirements and the corresponding test methods for dental ceramic materials for fixed all-ceramic and metal-ceramic restorations and prostheses.
Art dentaire — Produits céramiques
L'ISO 6872:2008 spécifie les exigences et les méthodes d'essai correspondantes relatives aux céramiques dentaires pour les restaurations fixes tout céramique, de céramique-métal et des prothèses dentaires.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6872
Third edition
2008-09-01
Dentistry — Ceramic materials
Art dentaire — Produits céramiques
Reference number
ISO 6872:2008(E)
©
ISO 2008
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ISO 6872:2008(E)
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Published in Switzerland
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ISO 6872:2008(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
3.1 Material . 1
3.2 Processing. 3
3.3 Properties . 3
4 Types, classes and their identification. 4
5 Requirements . 5
5.1 Uniformity . 5
5.2 Freedom from extraneous materials. 5
5.3 Mixing and condensation properties, type I ceramics. 5
5.4 Physical and chemical properties. 5
5.5 Biocompatibility. 5
6 Sampling. 6
6.1 Type I ceramics . 6
6.2 Type II ceramics. 6
7 Test methods. 6
7.1 Preparation of test specimens . 6
7.2 Radioactivity of dental ceramic. 7
7.3 Flexural strength. 7
7.4 Linear thermal expansion coefficient . 13
7.5 Glass transition temperature. 13
7.6 Chemical solubility . 14
8 Information and instructions . 15
8.1 Information . 15
8.2 Instructions for use . 16
9 Packaging, marking and labelling. 16
9.1 Packaging . 16
9.2 Marking and labelling . 16
Annex A (informative) Fracture toughness. 17
Annex B (informative) Weibull statistics. 22
Bibliography . 24
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ISO 6872:2008(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 6872 was prepared by Technical Committee ISO/TC 106, Dentistry, Subcommittee SC 2, Prosthodontic
materials.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 6872:1995) and Amendment 1:1997 which
have been technically revised.
iv © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 6872:2008(E)
Introduction
Specific qualitative and quantitative requirements for freedom from biological hazard are not included in this
International Standard, but it is recommended that, in assessing possible biological or toxicological hazards,
reference be made to ISO 10993-1 and ISO 7405.
© ISO 2008 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 6872:2008(E)
Dentistry — Ceramic materials
1 Scope
This International Standard specifies the requirements and the corresponding test methods for dental ceramic
materials for fixed all-ceramic and metal-ceramic restorations and prostheses.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 1942, Dentistry — Vocabulary
ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1942 and the following apply.
3.1 Material
3.1.1
addition ceramic
dental ceramic material that is fired at a reduced temperature and is normally applied to restore contact points
on a dental restoration or prosthesis
3.1.2
dental ceramic
inorganic, non-metallic material that is specifically formulated for use, when processed according to
manufacturer's instructions, to form the whole or part of a dental restoration or prosthesis
3.1.3
dental porcelain
predominantly glassy dental ceramic material used mainly for aesthetics in a dental restoration or prosthesis
3.1.4
dentine ceramic
dental ceramic material used to form the overall shape and basic colour of a dental restoration or prosthesis,
simulating the natural tooth dentine
3.1.5
enamel ceramic
dental ceramic material used to overlay either partially or wholly the dentine ceramic and also to form the
more translucent incisal third of a dental restoration or prosthesis, simulating the natural tooth enamel
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ISO 6872:2008(E)
3.1.6
flame-sprayed dental ceramic
dental ceramic core or substructure layer formed via the technique of flame spraying
3.1.7
glass-ceramic (dental)
dental ceramic material formed by the action of heat treatment on a glass, in order to cause initiation and
growth of a wholly or predominantly crystalline microstructure
3.1.8
glass-infiltrated dental ceramic
dental ceramic core or substructure layer, which is porous and is subsequently densified by the infiltration of
specialized glass at elevated temperature
3.1.9
glaze ceramic
dental ceramic material that is overlayed and fired at a reduced temperature compared to dentine or enamel
ceramic, to produce a thin coherent sealed surface, the level of gloss being determined by the firing conditions
3.1.10
liner
dental ceramic material used on all-ceramic substructure forming a layer that provides a background colour
upon which dentine or opaceous dentine ceramic can be applied to achieve overall aesthetics
3.1.11
modelling fluid
liquid with which a dental ceramic powder is mixed, in order to shape or model it into its required form prior to
firing
3.1.12
opaceous dentine ceramic
dental ceramic material having a higher opacity than a dentine ceramic material, but which can still be used to
contribute to the overall shape and basic colour of a dental restoration or prosthesis, simulating the natural
tooth dentine
3.1.13
opaque dental ceramic
dental ceramic material that, when applied to a metallic substructure in accordance with manufacturer’s
instructions, acts to bond to the metal surface forming a layer that provides a background colour and interface
upon which other dental ceramic materials can be applied to achieve overall aesthetics
3.1.14
shoulder ceramic
dental ceramic material used to form shape and colour at the marginal area of the dental restoration or
prosthesis, simulating natural tooth dentine in this area
3.1.15
stain ceramic
dental ceramic powder or paste that is normally intensely coloured and that is formulated to be used either
internally or externally, during the build up of a dental restoration or prosthesis, to simulate details within or on
the surface as are respectively found in natural teeth
3.1.16
substructure (core) dental ceramic
predominantly polycrystalline dental ceramic material that forms a supporting substructure upon which one or
more layers of dental ceramic or dental polymer material are applied, either partially or totally, to form a dental
restoration or prosthesis
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ISO 6872:2008(E)
3.2 Processing
3.2.1
air firing dental ceramic
firing of dental ceramics under ambient atmospheric pressure
3.2.2
CAD/CAM dental ceramic
computer aided design/computer aided manufacture (CAD/CAM) procedures to manufacture a dental
restoration or prosthesis normally including the following stages:
1) a digital scanning procedure of the model or wax-up to produce a 3D data set
2) software manipulation of the 3D data set to design the prosthesis
3) a computer directed machine tool that performs the manufacturing process
3.2.3
condensation of dental ceramic
powder process whereby a slurry of dental ceramic powder is vibrated to compact the powder prior to
sintering
3.2.4
injectable, castable or pressable dental ceramic
dental ceramic material, normally in the form of a pellet or ingot (often pre-sintered), designed for use in a
specialized furnace, which enables the pellet or ingot to be injected/cast/pressed into a mould, prepared via
the lost wax technique
3.2.5
sintering of a dental ceramic
process whereby heat and potentially other process parameters (e.g. pressure and atmosphere) are applied
to a ceramic powder or powder compact, in order to densify the ceramic into its required form
NOTE “Firing” and “sintering” are used interchangeably in this document (“firing” connotating the application of heat
to drive sintering).
3.2.6
vacuum firing dental ceramic
firing of dental ceramics at reduced pressure (i.e. under vacuum) to yield the required density and associated
aesthetics, especially the degree of translucency
NOTE Dental ceramics for vacuum firing have a specific particle size distribution to reduce the entrapment of porosity.
3.3 Properties
3.3.1
class of dental ceramic
classification of a dental ceramic material according to its intended function
3.3.2
fracture toughness
conventional fracture mechanics parameter indicating the resistance of a material to crack extension
(propagation)
3.3.3
glass transition temperature
approximate mid-point of the temperature range over which a glass transforms between elastic and
viscoelastic behaviour, characterized by the onset of a rapid change in its coefficient of thermal expansion
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ISO 6872:2008(E)
3.3.4
glaze (medium)
surface appearance obtained when the gloss is clinically and aesthetically acceptable
4 Types, classes and their identification
For the purposes of this International Standard, dental ceramics are designated into two types:
⎯ Type I: ceramic products that are provided as powders, pastes or aerosols;
⎯ Type II: all other forms of ceramic products.
Ceramics are divided into six classes according to their intended clinical use according to descriptions in
Table 1. If colour is added to a ceramic powder for identification purposes, the colour coding given in Table 2
is recommended.
Table 1 — Classification of ceramics for fixed prostheses by intended clinical use
Mechanical and chemical properties
Flexural strength Chemical solubility
Class Recommended clinical indications
minimum (mean) maximum
−2
MPa
µg·cm
a) Aesthetic ceramic for coverage of a metal
or a ceramic substructure.
1 50 100
b) Aesthetic-ceramic: single-unit anterior
prostheses, veneers, inlays, or onlays.
a) Aesthetic-ceramic: adhesively cemented,
single-unit, anterior or posterior 100 a) 100
prostheses.
2
b) Adhesively cemented, substructure
ceramic for single-unit anterior or 100 b) 2 000
posterior prostheses.
Aesthetic-ceramic: non-adhesively cemented,
3 300 100
single-unit, anterior or posterior prostheses.
a) Substructure ceramic for non-adhesively
cemented, single-unit, anterior or
posterior prostheses.
4 300 2 000
b) Substructure ceramic for three-unit
prostheses not involving molar
restoration.
Substructure ceramic for three-unit prostheses
5 500 2 000
involving molar restoration.
Substructure ceramic for prostheses involving
6 800 100
four or more units.
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Table 2 — Recommended colour coding for the identification of Type I dental ceramic powders
Material Colour coding
Dentine Pink
Enamel Blue
Fluorescent Yellow
Highly chromatic dentine Orange
Opalescent enamel Blue-green
Modifying enamel (e.g., translucent, clear) Purple
5 Requirements
5.1 Uniformity
The inorganic pigment(s) used to produce the colour of a fired dental ceramic and any organic colorants (for
colour coding) shall be uniformly dispersed throughout the dental ceramic material and, in powdered ceramic
products, no segregation of the pigment(s) shall take place when the powder is mixed as described in 7.1.4.
Check by visual inspection.
5.2 Freedom from extraneous materials
5.2.1 Dental ceramic materials shall be free from extraneous materials, when assessed by visual inspection.
−1
5.2.2 Dental ceramic materials shall not have an activity concentration of more than 1,0 Bq⋅g of
238
uranium . Test in accordance with 7.2.2.
5.2.3 Any colorants used to colour code the ceramic powder as listed in Table 2 are recommended to be
food quality organic materials.
5.3 Mixing and condensation properties, type I ceramics
When mixed as described in 7.1.4, with water or the modelling fluid recommended by the manufacturer, a
dental ceramic powder shall not form lumps or granules when assessed by visual inspection.
The paste so formed shall be suitable for making the indicated restorations and prostheses by condensation
of successive layers. When the paste is condensed as in 7.1.5, it shall not crack or crumble during drying, as
later assessed by visual inspection.
5.4 Physical and chemical properties
The physical and chemical properties of ceramic test specimens tested in accordance with the relevant
methods, detailed for Type I and Type II ceramics in Clause 7, shall comply with the requirements specified in
−6 −1
Table 1. The coefficient of thermal expansion of the ceramics shall not deviate by more than 0,5 × 10 K
from the value stated by the manufacturer [see 8.2.2 d)]. The glass transition temperature of the ceramics
shall not deviate by more than 20 °C from the value stated by the manufacturer [see 8.2.2 d)].
5.5 Biocompatibility
See the Introduction for guidance on biocompatibility.
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ISO 6872:2008(E)
6 Sampling
6.1 Type I ceramics
Take a sufficient amount of ceramic to carry out the necessary tests. Where there is more than one shade in a
class of dental ceramic, combine equal quantities of each shade.
Sufficient quantities of essential modelling fluids shall be obtained, if their use is recommended by the
manufacturers. The quantities shall be those recommended by the manufacturer concerned.
6.2 Type II ceramics
All of a material procured for testing in accordance with this International Standard shall be of the same lot.
7 Test methods
7.1 Preparation of test specimens
7.1.1 General
For detailed instructions, see the individual test methods.
For Type I specimens (unless otherwise stated or inconsistent with the text) the apparatus detailed in 7.1.3
along with the conditions for mixing, condensation and firing (7.1.4 to 7.1.6) apply to all test methods.
7.1.2 Components of test specimens, Type I ceramics
The liquid used in the preparation of test specimens shall be water that complies with the requirements for
grade 3 water (see ISO 3696) or, when applicable, the modelling fluid recommended by the manufacturer of
the dental ceramic powder. The required amount of powder shall be taken from the appropriate pool of
powder obtained in accordance with 6.1.
7.1.3 Apparatus for mixing
All apparatus for mixing shall be clean and dry.
7.1.3.1 Glass slab or mixing palette.
7.1.3.2 Spatula, made from a material that is not readily abraded by the dental ceramic powder (glass is
recommended). Instruments used for the mixing procedure shall be made of materials that do not contaminate
the ceramic material.
7.1.3.3 Open multipart mould, from which the condensed specimen can be removed without distortion.
7.1.3.4 Vibration system (vibration table or mechanical brush), capable of vibrating at a frequency of
50 Hz to 60 Hz or in accordance with the manufacturer’s instructions.
7.1.4 Method of mixing
Combine the water or modelling liquid and the ceramic powder in the proportions recommended by the
manufacturer. Avoid vigorous mixing which will tend to incorporate air bubbles with the paste and, both during
and after mixing, examine for compliance with 5.1 and 5.2.1.
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ISO 6872:2008(E)
7.1.5 Procedure for specimen fabrication
Overfill the mould (7.1.3.3) with dental ceramic paste, and vibrate. When excess liquid appears at the free
surface of the specimen, place a paper tissue (or similar absorbent material) on the surface of the specimen,
and remove the excess liquid continually by replacing the tissue as soon as it becomes saturated with liquid.
Continue vibration and absorption until no further liquid can be removed, and then level the free surface of the
condensed specimen by means of a suitable instrument (a bevelled glass microscope slide is ideal for this
purpose). After removing the specimen from the mould, place it on a firing tray, dry it and check for
compliance with 5.3.
NOTE Other forming methods, such as dry pressing, are acceptable for specimen fabrication.
7.1.6 Firing
Position the specimens in the furnace so that they will be uniformly fired, and on a substrate to which they will
not adhere and from which there will be no pick-up of material. Obtain guidance from the manufacturer for the
firing of test specimens. These specimens shall be fired according to manufacturer's instructions so that their
final density and thermal history is representative of that found for indicated restorations or prostheses.
7.2 Radioactivity of dental ceramic
7.2.1 Preparation of samples
7.2.1.1 Type I ceramics
A 50 g sample as-manufactured is suitable, collected as described in 6.1.
7.2.1.2 Type II ceramics
Mill powder using tungsten carbide milling media or other appropriate media (to avoid contamination by
radioactive species). Sieve and obtain 50 g of powder with a particle size less than 75 µm.
7.2.2 Counting procedure
238
Use a sample volume of 50 g bulk powder and determine the activity concentration of uranium by neutron
activation or gamma spectroscopy (with gamma spectroscopy, techniques shall be used to screen for
adulteration).
7.2.3 Assessment of results
Each sample tested shall comply with the requirement in 5.2.2.
7.3 Flexural strength
7.3.1 General
Three flexural test methods are acceptable:
a) three-point bending;
b) four-point bending;
c) biaxial flexure (piston-on-three-ball).
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ISO 6872:2008(E)
7.3.2 Three-point and four-point bending tests
7.3.2.1 Apparatus
7.3.2.1.1 Universal mechanical testing machine, capable of a cross-head speed of (1 ± 0,5) mm/min and
able to measure applied loads of between 10 N and 1 000 N (± 0,1 N).
7.3.2.1.2 Flexural test fixtures
a) for three-point bending, consisting of support rollers 1,5 mm to 5 mm (± 0,2 mm) in diameter positioned
with their centres 12,0 mm to 40,0 mm (± 0,5 mm) apart, the load shall be applied at the midpoint
between the supports by means of a third roller 1,5 mm to 5 mm (± 0,2 mm) in diameter. Rollers shall be
made from hardened steel or other hard material having a hardness greater than 40 HRC (Rockwell C
scale) and have a smooth surface with a roughness less than 0,5 µm Ra.
b) for four-point bending, consisting of a ¼-point test configuration, the test piece is loaded by two inner
bearing rollers located ¼ of the total span, L, from the outer support bearing rollers (see Figure 1).
Support rollers 1,5 mm to 5 mm (± 0,2 mm) diameter shall be positioned with their centres 16,0 mm to
40,0 mm (± 0,5 mm) apart. Rollers shall be made from hardened steel or other hard material having a
hardness greater than 40 HRC and have a smooth surface with a roughness less than 0,5 µm Ra. The two
loading rollers, of identical material and size to the support rollers, shall be located at the quarter points
yielding an inner span (L/2 in Figure 1) of 8,0 mm to 20,0 mm (± 0,2 mm). The loading arrangement shall
ensure that equal forces are applied to the loading rollers and that torsional loading is minimized.
NOTE Moment arm = L/4.
Figure 1 — Schematic of the four-point-1/4-point fixture configuration
7.3.2.2 Preparation of test specimens
7.3.2.2.1 Test specimen dimensions and test parameters
7.3.2.2.1.1 Dimensions
Specimens for three-point and four-point bending testing have a rectangular cross section and most preferably
an edge chamfer as shown in Figure 2 and given in the dimensions listed below.
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ISO 6872:2008(E)
Width w = 4,0 mm ± 0,2 mm (dimension of the side at right angles to the direction of the applied load)
Thickness b = 1,2 mm to 3,0 mm ± 0,2 mm (with 3,0 mm recommended; dimension of the side parallel to
the direction of the applied load)
Chamfer c = 0,09 mm to 0,15 mm
Figure 2 — Specification of indicated dimensions
7.3.2.2.1.2 Test parameters
Test span:
For four-point bending, L in millimetres (centre-to-centre distance between outer support roller, see Figure 1.
In the four-point ¼ configuration specified, the moment arm = L/4).
For three-point bending, l in millimetres (centre-to-centre distance between support rollers).
Breaking load, P in Newtons
Specimen lengths shall be at least 2 mm longer than the test span (L or l) and the ratio of thickness to length
(b/L or b/l) shall be u 0,1.
7.3.2.2.2 Type I ceramics
Prepare at least ten and preferably thirty specimens of dimensions as specified in 7.3.2.2.1. Use a mould
appropriately sized to allow for dimensional changes resulting from sintering and finishing. Fire the specimens
at least once under vacuum and once at atmospheric pressure in air in accordance with the manufacturer’s
instructions modified as needed due to specimen dimensions. Grind each specimen so as to produce a
rectangular test piece as specified in 7.3.2.2.1. Final grind on diamond-embedded media, having a nominal
grit size of 30 µm to 40 µm, and final polish on media having 15 µm to 20 µm diamond grit. Ensure that
opposing faces of the test pieces are flat and parallel to within 0,05 mm. Thoroughly clean the test pieces,
ensuring that all traces of grinding debris are removed.
7.3.2.2.3 Type II ceramics
Prepare according to the manufacturer’s instructions at least ten and preferably thirty specimens of
dimensions as specified in 7.3.2.2.1. In the case of ceramic material produced for machining, prepare the
specimens from ceramic blocks made by the manufacturer. Grind each specimen to produce test pieces using
the protocol specified in 7.3.2.2.2.
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7.3.2.3 Procedure
Measure the cross-sectional dimensions of each test piece to ± 0,01 mm, then place a test piece centrally on
the bearers of the test machine so that the load is applied to a 4 mm wide face along a line perpendicular to
the long axis of the test piece, and determine to ± 0,1 N, the load required to break the test piece. Use a
crosshead speed of (1 ± 0,5) mm/min. Repeat the procedure with the remaining test pieces.
7.3.2.4 Calculation of strength
7.3.2.4.1 Three-point flexure
From Equation (1) calculate the flexural strength, σ, in megapascals, and report the mean and standard
deviation of the strength data. Means shall be equal to or exceed the requirements listed in Table 1. In
addition, if at least fifteen specimens have been tested, the Weibull characteristic strength and Weibull
modulus may also be reported as indicated in Annex B.
3Pl
σ= (1)
2
2wb
where
P is the breaking load, i
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6872
Troisième édition
2008-09-01
Art dentaire — Produits céramiques
Dentistry — Ceramic materials
Numéro de référence
ISO 6872:2008(F)
©
ISO 2008
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ISO 6872:2008(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
3.1 Produits . 1
3.2 Mise en œuvre. 3
3.3 Propriétés . 3
4 Types, classes et leur identification . 4
5 Exigences . 5
5.1 Uniformité . 5
5.2 Absence de corps étrangers . 5
5.3 Caractéristiques de mélange et de condensation, céramiques dentaires de Type I. 5
5.4 Propriétés physiques et chimiques . 5
5.5 Biocompatibilité . 5
6 Échantillonnage . 6
6.1 Céramique dentaire de Type I. 6
6.2 Céramiques dentaires de Type II. 6
7 Méthodes d'essai . 6
7.1 Préparation des éprouvettes . 6
7.2 Radioactivité de la céramique dentaire . 7
7.3 Résistance à la flexion . 7
7.4 Coefficient de dilatation thermique linéaire. 13
7.5 Température de transition vitreuse. 14
7.6 Solubilité chimique. 15
8 Informations et instructions . 15
8.1 Informations . 15
8.2 Instructions d'utilisation . 16
9 Emballage, marquage et étiquetage . 16
9.1 Emballage . 16
9.2 Marquage et étiquetage. 16
Annexe A (informative) Ténacité à la rupture . 18
Annexe B (informative) Analyse statistique de Weibull . 24
Bibliographie . 26
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ISO 6872:2008(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 6872 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 106, Art dentaire, sous-comité SC 2, Produits pour
prothèses dentaires.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 6872:1995) ainsi que
l’Amendement 1:1997, qui ont fait l'objet d'une révision technique.
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés
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ISO 6872:2008(F)
Introduction
Aucune exigence qualitative ou quantitative spécifique relative à l'absence de risques biologiques n'est
incluse dans la présente Norme internationale, mais il est recommandé que, pour l'évaluation des éventuels
risques biologiques ou toxicologiques, référence soit faite à l'ISO 10993-1 et à l'ISO 7405.
© ISO 2008 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 6872:2008(F)
Art dentaire — Produits céramiques
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les exigences et les méthodes d'essai correspondantes relatives
aux céramiques dentaires pour les restaurations fixes tout céramique, de céramique-métal et des prothèses
dentaires.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1942, Art dentaire — Vocabulaire
ISO 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 1942 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1 Produits
3.1.1
céramique de correction
céramique dentaire cuite à une température plus faible et appliquée normalement pour restaurer les points de
contact sur une restauration ou une prothèse dentaire
3.1.2
céramique dentaire
matériau inorganique, non métallique, spécialement conçu pour être utilisé, conformément aux instructions du
fabricant, afin de former tout ou partie d'une restauration ou une prothèse dentaire
3.1.3
porcelaine dentaire
matériau à dominante vitrocéramique, utilisé essentiellement pour l'esthétique d'une restauration ou une
prothèse dentaire
3.1.4
céramique-dentine
céramique dentaire utilisée pour obtenir la forme générale et les teintes de base d'une restauration ou une
prothèse dentaire, de façon à simuler la dentine naturelle de la dent
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ISO 6872:2008(F)
3.1.5
céramique-émail
céramique dentaire utilisée pour couvrir en partie ou en totalité la céramique-dentine et former ainsi un tiers
incisif plus translucide d'une restauration ou une prothèse dentaire, simulant l'émail naturel de la dent
3.1.6
céramique dentaire projetée à chaud
couche de céramique dentaire opaque ou couche de sous-structure mise en forme selon la technique de
projection à chaud
3.1.7
vitrocéramique (dentaire)
céramique dentaire obtenue par traitement thermique d'un verre, en vue d'initier l'amorçage et la croissance
d'une microstructure totalement ou essentiellement cristalline
3.1.8
céramique dentaire infiltrée par un verre
couche de base ou couche de sous-structure en céramique dentaire poreuse qui est ensuite densifiée par
infiltration d'un verre spécifique à haute température
3.1.9
glaçure
céramique dentaire cuite à température réduite en comparaison de celle de la céramique-dentine ou de la
céramique-émail, afin d'obtenir une surface mince, uniforme et lisse, le degré de brillant étant déterminé par
les conditions de cuisson
3.1.10
fond protecteur
produit céramique dentaire utilisé sur les chapes tout céramique et formant une couche qui donne une couleur
de fond sur laquelle la dentine ou la dentine opaque céramique peuvent être appliquées en vue d'obtenir une
esthétique d'ensemble
3.1.11
liquide de modelage
liquide auquel la céramique dentaire en poudre est mélangée, en vue de la façonner ou de la modeler avant
la cuisson
3.1.12
céramique-dentine opaque
céramique dentaire plus opaque que la céramique-dentine, mais qui peut encore être utilisée pour contribuer
à donner la forme générale et les teintes de base d'une restauration ou une prothèse dentaire, simulant la
dentine naturelle de la dent
3.1.13
céramique dentaire opaque
céramique dentaire qui, lorsqu'elle est appliquée sur une sous-structure métallique, conformément aux
instructions du fabricant, assure une liaison avec la surface métallique formant une couche qui donne une
couleur de fond et une interface sur laquelle d'autres produits céramiques dentaires peuvent être appliqués en
vue d'obtenir une esthétique d'ensemble
3.1.14
céramique d'épaulement
céramique dentaire utilisée pour obtenir la forme et les teintes au bord cervical d'une restauration ou une
prothèse dentaire, afin de simuler la dentine naturelle de la dent dans cette zone
3.1.15
colorant
poudre ou pâte de céramique dentaire qui est normalement très colorée et qui est conçue pour être utilisée à
l'intérieur ou à l'extérieur pendant la confection d'une restauration ou une prothèse dentaire, afin de reproduire
les détails à l'intérieur ou à l'extérieur de la surface tels qu'ils sont observés sur les dents naturelles
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ISO 6872:2008(F)
3.1.16
céramique dentaire de sous-structure
chape de support tout céramique
céramique dentaire principalement sous forme polycristalline (phase cristalline généralement > 70 %) qui
forme une sous-structure (chape) d'appui sur laquelle une ou plusieurs couches de céramique ou de
polymère dentaire sont appliquées, partiellement ou totalement, pour former une restauration ou une prothèse
dentaire
3.2 Mise en œuvre
3.2.1
cuisson à l'air d'une céramique dentaire
cuisson de la céramique dentaire à pression atmosphérique ambiante
3.2.2
CAO/FAO d'une céramique dentaire
techniques de conception assistée par ordinateur/fabrication assistée par ordinateur (CAO/FAO) destinées à
la confection d'une restauration ou d'une prothèse dentaire, comportant en général les étapes suivantes:
1) la numérisation d'un modèle en cire pour créer un ensemble de données en 3D;
2) la manipulation des données en 3D au moyen d'un logiciel afin de concevoir une prothèse;
3) la fabrication réalisée par une machine-outil à commande numérique
3.2.3
condensation de céramique dentaire
traitement de la poudre consistant à faire vibrer une suspension de poudre céramique dentaire pour
compacter la poudre, avant le frittage
3.2.4
céramique dentaire injectable, moulable ou pour systèmes de pression
céramique dentaire généralement sous forme de pastilles ou de lingot (souvent préfrittée), conçue pour être
utilisée dans un four particulier, qui permet à la pastille ou au lingot d'être injecté/coulé/pressé dans un moule,
préparé grâce la technique de la cire perdue
3.2.5
frittage de la céramique dentaire
procédé par lequel la chaleur et d'autres paramètres (par exemple la pression et l'atmosphère) sont appliqués
à la céramique en poudre ou à la poudre compactée, afin d'accroître la densité de la céramique dans la forme
requise
NOTE Les deux termes «cuisson» et «frittage» sont interchangeables dans le présent document («la cuisson»
sous-entend l'application de la chaleur pour la mise en œuvre du «frittage»).
3.2.6
cuisson sous vide d'une céramique dentaire
cuisson de la céramique dentaire sous pression réduite (c'est-à-dire sous vide partiel) destinée à atteindre la
densité et l'esthétique requises, spécialement les degrés de translucidité
NOTE La céramique dentaire pour cuisson sous vide possède une distribution granulométrique spécifique destinée à
réduire la présence de porosités.
3.3 Propriétés
3.3.1
classe de céramique dentaire
classification d'une céramique dentaire selon la fonction à laquelle elle est destinée
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ISO 6872:2008(F)
3.3.2
ténacité à la rupture
paramètre de mécanique classique de la rupture, indiquant l'aptitude d'un matériau à résister à la propagation
des fissures
3.3.3
température de transition vitreuse
point médian approximatif de la plage de températures où le verre passe d'un état élastique à un état
viscoélastique, caractérisé par l'apparition d'un changement rapide de son coefficient de dilatation
3.3.4
glaçure (milieu)
aspect de la surface obtenu lorsque le brillant est cliniquement et esthétiquement acceptable
4 Types, classes et leur identification
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les céramiques dentaires sont classées en deux types:
⎯ Type I: céramiques dentaires fournies sous forme de poudre, de pâte ou en aérosols;
⎯ Type II: toutes les autres formes de céramiques.
Les céramiques dentaires sont divisées en six classes en fonction de l'usage clinique auquel elles sont
destinées, conformément aux descriptions du Tableau 1. Dans le cas où un colorant est ajouté à la poudre
pour l'identifier, il est recommandé d'utiliser les couleurs indiquées dans le Tableau 2.
Tableau 1 — Classification des céramiques pour prothèses fixes en fonction de l'usage clinique prévu
Propriétés mécaniques et chimiques
Résistance à la flexion Solubilité chimique
Classe Indications cliniques recommandées
minimum (moyenne) maximum
−2
MPa en µg·cm
a) Céramique esthétique pour recouvrir une
chape en métal ou en céramique.
1 50 100
b) Céramique dentaire esthétique: prothèses
antérieures unitaires, facettes, inlays ou
onlays.
a) Céramique dentaire esthétique: prothèses
antérieures ou postérieures unitaires, 100 a) 100
collées.
2
b) Céramique esthétique pour chape tout
céramique pour prothèses antérieures ou 100 b) 2 000
postérieures unitaires collées.
Céramique dentaire esthétique: prothèses
3 antérieures ou postérieures unitaires non 300 100
collées.
a) Chape tout céramique pour prothèses
antérieures ou postérieures unitaires non
collées.
4 300 2 000
b) Chape tout céramique pour prothèses trois
éléments sans restauration molaire.
Céramique pour bridge tout céramique trois
5 500 2 000
éléments avec restauration molaire.
Céramique pour bridge tout céramique
6 800 100
impliquant au moins quatre éléments.
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ISO 6872:2008(F)
Tableau 2 — Code couleur recommandé pour l'identification des poudres de
céramique dentaire de Type I
Produit Code couleur
Dentine Rose
Émail Bleue
Fluorescent Jaune
Dentine à valeur chromatique élevée Orange
Émail opalescent Bleu-vert
Émail modificateur
Violet
(par exemple translucide, transparent)
5 Exigences
5.1 Uniformité
Les pigments inorganiques employés pour obtenir la coloration de la céramique dentaire pendant sa cuisson
ainsi que tous les colorants organiques (code couleur) doivent être uniformément répartis dans la céramique
dentaire; dans le cas de céramiques dentaires en poudre, il ne doit pas se produire de séparation du ou des
pigments, lorsque la poudre est mélangée comme indiqué en 7.1.4. Effectuer un examen visuel.
5.2 Absence de corps étrangers
5.2.1 Les céramiques dentaires doivent être exemptes de corps étrangers, une fois effectué l'examen visuel.
5.2.2 L'activité globale de rayonnement radioactif des produits de céramique dentaire ne doit pas dépasser
−1 238
1,0 Bq ⋅ g d'uranium . Effectuer les essais conformément à 7.2.2.
5.2.3 Il est recommandé d'utiliser des produits organiques de qualité alimentaire pour tous les colorants
donnant le code couleur de la céramique en poudre, indiqué dans le Tableau 2.
5.3 Caractéristiques de mélange et de condensation, céramiques dentaires de Type I
Lorsqu'elle est mélangée comme indiqué en 7.1.4 avec de l'eau ou un fluide de modelage recommandé par le
fabricant, une céramique dentaire ne doit former ni grumeaux ni granulés visibles à l'examen visuel.
La pâte ainsi obtenue doit permettre la fabrication, par la condensation de couches successives, des
restaurations et des prothèses indiquées. Lorsque la pâte est condensée comme indiqué en 7.1.4, elle ne doit
ni se fissurer ni se désagréger lorsqu'elle est vérifiée visuellement au cours du séchage.
5.4 Propriétés physiques et chimiques
Les propriétés physiques et chimiques des éprouvettes de céramique dentaire, préparées à partir des
céramiques de Type I et II et soumises à essai conformément aux méthodes appropriées décrites dans
l'Article 7, doivent satisfaire aux exigences fixées dans le Tableau 1. Le coefficient de dilatation thermique des
−6 −1
céramiques ne doit pas s'écarter de plus de 0,5 × 10 K de la valeur déclarée par le fabricant (voir 8.2.2).
La température de transition vitreuse des céramiques ne doit pas s'écarter de plus de 20 °C de la valeur
déclarée par le fabricant (voir 8.2.2).
5.5 Biocompatibilité
Voir l'Introduction pour toute indication sur la biocompatibilité.
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ISO 6872:2008(F)
6 Échantillonnage
6.1 Céramique dentaire de Type I
Prélever une quantité suffisante de céramique dentaire pour effectuer les essais nécessaires. S'il existe plus
d'une teinte dans une des classes de céramique dentaire, prélever une quantité égale de chaque teinte.
Prélever les quantités suffisantes de fluides de modelage nécessaires, si leur emploi est recommandé par le
fabricant. Les quantités doivent être celles recommandées par les fabricants concernés.
6.2 Céramiques dentaires de Type II
Toutes les céramiques utilisées pour effectuer les essais conformément à la présente Norme internationale
doivent provenir du même lot.
7 Méthodes d'essai
7.1 Préparation des éprouvettes
7.1.1 Généralités
Pour des instructions détaillées, se reporter aux méthodes d'essai individuelles.
Pour les éprouvettes de Type I, (sauf indication contraire ou incompatible avec le texte), l'appareillage décrit
en 7.1.3, ainsi que les conditions de mélange, condensation et cuisson (de 7.1.4 à 7.1.6) s'appliquent à
l'ensemble des méthodes d'essai.
7.1.2 Composition des éprouvettes, céramique dentaire de Type I
Le liquide utilisé pour préparer les éprouvettes doit être de l'eau satisfaisant aux exigences relatives à l'eau de
qualité 3 (voir l'ISO 3696) ou, le cas échéant, le fluide de modelage recommandé par le fabricant de la poudre
céramique dentaire. La quantité de poudre nécessaire doit être prélevée à partir de la masse totale de poudre
appropriée, obtenue conformément à 6.1.
7.1.3 Appareillage pour le mélange
Tout l'appareillage utilisé pour effectuer les mélanges doit être propre et sec.
7.1.3.1 Plaque de verre ou palette de mélange.
7.1.3.2 Spatule, fabriquée avec une matière (le verre est recommandé) qui ne s'use pas facilement par
abrasion par la céramique dentaire en poudre. Les instruments utilisés pour les opérations de mélange
doivent être fabriqués avec une matière qui ne contamine pas la céramique dentaire.
7.1.3.3 Moule ouvert en plusieurs parties, dont on peut extraire l'éprouvette condensée sans la
déformer.
7.1.3.4 Système de vibration (table de vibration ou outil vibrant), capable de vibrer à une fréquence
allant de 50 Hz à 60 Hz ou conformément aux instructions du fabricant.
7.1.4 Méthode de mélange
Mélanger l'eau ou le liquide de modelage avec la céramique en poudre dans les proportions recommandées
par le fabricant. Éviter de mélanger trop énergiquement, ce qui risquerait d'introduire des bulles d'air dans la
pâte et, pendant et après le mélange, vérifier la conformité à 5.1 et à 5.2.1.
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7.1.5 Mode opératoire pour la fabrication de l'éprouvette
Remplir le moule (7.1.3.3) jusqu'à ce qu'il déborde de pâte de céramique dentaire et faire vibrer. Lorsque le
liquide en excès apparaît à la surface libre de l'éprouvette, placer un papier absorbant (ou un matériau
absorbant semblable) sur la surface de l'éprouvette et enlever continuellement le liquide en excès, en
remplaçant le papier aussitôt qu'il est saturé par le liquide. Continuer la vibration et l'absorption jusqu'à ce que
l'on ne puisse plus enlever de liquide; niveler alors la surface libre de l'éprouvette condensée à l'aide d'un
instrument approprié (une lamelle de verre biseautée de microscope est parfaitement adaptée à cet effet).
Après avoir retiré l'éprouvette du moule, la placer sur un plateau de cuisson, la laisser sécher et vérifier la
conformité à 5.3.
NOTE D'autres méthodes de façonnage, telles que la compression à sec, sont acceptables pour la fabrication
d'éprouvettes.
7.1.6 Cuisson
Disposer les éprouvettes dans le four de manière qu'elles soient cuites uniformément, en les plaçant sur un
support auquel elles n'adhéreront pas et qui ne les contaminera pas. Pour la cuisson des éprouvettes, se
renseigner auprès du fabricant. La cuisson de ces éprouvettes doit être effectuée conformément aux
instructions du fabricant et leur densité finale et l'histoire thermique doivent être représentatives de celles
trouvées pour les restaurations et les prothèses dentaires indiquées.
7.2 Radioactivité de la céramique dentaire
7.2.1 Préparation des échantillons
7.2.1.1 Céramique dentaire de Type I
Un échantillon brut de fabrication de 50 g convient, prélevé comme décrit en 6.1.
7.2.1.2 Céramiques dentaires de Type II
Broyer la poudre dans un moulin de carbure de tungstène ou de tout autre matériau approprié (afin d'éviter la
contamination par des substances radioactives). Tamiser et obtenir 50 g de poudre avec des particules d'une
taille inférieure à 75 µm.
7.2.2 Mode de comptage
238
Utiliser un volume d'échantillon de poudre de 50 g et déterminer la concentration radioactive de l'uranium
par bombardement de neutrons ou par spectroscopie gamma (les techniques de spectroscopie gamma
doivent être utilisées pour révéler certaines adultérations).
7.2.3 Expression des résultats
Chaque échantillon soumis à essai doit être conforme aux exigences de 5.2.2.
7.3 Résistance à la flexion
7.3.1 Généralités
Trois méthodes d'essais de flexion sont acceptables:
a) celle de la flexion trois points;
b) celle de la flexion quatre points;
c) celle de la flexion biaxiale (piston sur trois billes).
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ISO 6872:2008(F)
7.3.2 Essais de flexion trois et quatre points
7.3.2.1 Appareillage
7.3.2.1.1 Machine universelle d'essais mécaniques, pouvant atteindre une vitesse de descente du
poinçon destiné à appliquer la charge de (1 ± 0,5) mm/min et capable de mesurer des charges appliquées
comprises entre 10 N et 1 000 N (± 0,1 N).
7.3.2.1.2 Montage pour essai de flexion
a) Le montage pour essai de flexion trois points comprend des galets de support de 1,5 mm à 5 mm
(± 0,2 mm) de diamètre positionnés avec leurs centres distants de 12,0 mm à 40,0 mm (± 0,5 mm). La
charge doit être appliquée au point médian situé entre les supports au moyen d'un troisième galet d'un
diamètre de 1,5 mm à 5 mm (± 0,2 mm). Les galets doivent être fabriqués en acier trempé ou en d'autres
matériaux durs ayant un indice de dureté supérieur à 40 HRC (sur l'échelle Rockwell C) et une surface
lisse dont la rugosité, Ra, est inférieure à 0,5 µm.
b) Le montage pour essai de flexion quatre points comprend une configuration d'essai à 1/4 de point
telle que l'éprouvette est chargée par deux galets de roulement intérieurs situés au quart (1/4) de la
distance totale, L, par rapport aux galets de roulement support extérieurs (voir Figure 1).
Les galets de support de 1,5 mm à 5 mm (± 0,2 mm) de diamètre doivent être positionnés de manière à avoir
leurs centres distants de 16,0 mm à 40,0 mm (± 0,5 mm). Il convient que les galets soient fabriqués en acier
trempé ou en d'autres matériaux durs ayant un indice de dureté supérieur à 40 HRC (sur l'échelle Rockwell C)
et une surface lisse dont la rugosité, Ra, est inférieure à 0,5 µm. Les deux galets de chargement, dont les
dimensions et le matériau sont identiques à ceux des galets de support, doivent être placés au quart de la
longueur de chaque côté, donnant une distance intérieure (L/2 à la Figure 1) de 8,0 mm à 20,0 mm
(± 0,2 mm). Le dispositif de chargement doit garantir que les forces appliquées aux galets de chargement sont
égales et que l'effort de torsion est réduit au minimum.
NOTE Bras du moment = L/4.
Figure 1 — Représentation schématique de la configuration
du montage d'essai en flexion quatre points 1/4
7.3.2.2 Préparation des éprouvettes
7.3.2.2.1 Dimensions des éprouvettes et paramètres d'essai
7.3.2.2.1.1 Dimensions
Les éprouvettes pour essai de flexion trois points et quatre points ont une section rectangulaire, de préférence,
un chanfrein conforme à la Figure 2 et les dimensions indiquées ci-dessous.
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