Dentistry — Compatibility testing for metal-ceramic and ceramic-ceramic systems

This document specifies requirements and test methods to assess the thermomechanical compatibility between a veneering ceramic and a metallic or ceramic substructure material used for dental restorations. This document applies only to the materials used in combination. Conformity cannot be claimed for a single material. For requirements for ceramic materials, see ISO 6872. For requirements for metallic materials see ISO 22674.

Médecine bucco-dentaire — Essais de compatibilité pour systèmes métallo-céramiques et céramo-céramiques

Le présent document spécifie des exigences et des méthodes d'essai qui permettent d'évaluer la compatibilité thermomécanique entre une céramique de recouvrement et un matériau d'infrastructure métallique ou céramique utilisés pour des restaurations dentaires. Le présent document s'applique uniquement aux matériaux combinés. La conformité ne peut pas être déclarée pour un matériau individuel. Pour obtenir les exigences relatives aux matériaux céramiques, voir l'ISO 6872. Pour obtenir les exigences relatives aux matériaux métalliques, voir l'ISO 22674.

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Status
Published
Publication Date
24-Oct-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
25-Oct-2019
Completion Date
25-Oct-2019
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ISO 9693:2019 - Dentistry -- Compatibility testing for metal-ceramic and ceramic-ceramic systems
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ISO 9693:2019 - Médecine bucco-dentaire -- Essais de compatibilité pour systemes métallo-céramiques et céramo-céramiques
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9693
Third edition
2019-10
Dentistry — Compatibility testing for
metal-ceramic and ceramic-ceramic
systems
Médecine bucco-dentaire — Essais de compatibilité pour systèmes
métallo-céramiques et céramo-céramiques
Reference number
ISO 9693:2019(E)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 9693:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

below or ISO’s member body in the country of the requester.
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 9693:2019(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Requirements .......................................................................................................................................................................................................... 2

4.1 Biocompatibility .................................................................................................................................................................................... 2

4.2 Physical properties .............................................................................................................................................................................. 2

4.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 2

4.2.2 Thermal expansion ........................................................................................................................................................ 2

4.2.3 De-bonding/crack-initiation test ....................................................................................................................... 2

4.2.4 Thermal shock resistance ........................................................................................................................................ 3

5 Sampling ........................................................................................................................................................................................................................ 3

5.1 Metallic substructure material .................................................................................................................................................. 3

5.2 Ceramic substructure material ................................................................................................................................................. 3

5.3 Veneering ceramic ................................................................................................................................................................................ 3

6 Test methods ............................................................................................................................................................................................................. 3

6.1 Linear thermal expansion ............................................................................................................................................................. 3

6.1.1 Metallic materials ............................................................................................................................................................ 3

6.1.2 Ceramic materials ........................................................................................................................................................... 3

6.2 Glass transition temperature ...................................................................................................................................................... 3

6.3 Young's modulus .................................................................................................................................................................................... 3

6.4 De-bonding/crack-initiation test ............................................................................................................................................ 3

6.4.1 Apparatus ............................................................................................................................................................................... 3

6.4.2 Preparation of test specimens .............................................................................................................................. 4

6.4.3 Determination of fracture force .......................................................................................................................... 4

6.4.4 Test report ............................................................................................................................................................................. 6

6.5 Thermal shock testing ...................................................................................................................................................................... 6

6.5.1 General...................................................................................................................................................................................... 6

6.5.2 Preparation of test specimen ................................................................................................................................ 7

6.5.3 Thermocycling test with fixed temperature interval........................................................................ 7

6.5.4 Thermocycling test with increasing temperature interval .......................................................... 7

7 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 8

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................10

© ISO 2019 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9693:2019(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.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

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. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso

.org/iso/foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 106, Dentistry, Subcommittee SC 2,

Prosthodontic materials.

This third edition cancels and replaces ISO 9693-1:2012 and ISO 9693-2:2016, which have been

technically revised.
The main changes compared to the previous editions are as follows:

— this document focuses only on the compatibility of veneering ceramics fired on to metallic or ceramic

substrate materials. Tests of dental veneering ceramics themselves, whether for either metal or

ceramic substructures, are now contained in ceramics standard ISO 6872;

— some clauses are relevant for all materials (e.g. measurement of thermal expansion coefficients);

— the de-bonding test (formerly denoted the Schwickerath bond characterization test) for veneering

ceramic fired to a substrate is retained for metallic substrates and for ceramic substrates with an

elastic modulus less than 250 GPa;

— a new requirement has been added for metal-ceramic systems to undergo thermal shock testing

according to either of two protocols.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 9693:2019(E)
Introduction

Dental veneering ceramics and metal alloys or substructure ceramics are suitable materials for the

fabrication of dental restorations. Compatibility between the veneering ceramic and the substructure

material under mechanical and thermal loading is essential if they are to function in a prosthetic

construction.

This document specifies requirements and test methods for assessing the risk of failure associated with

masticatory forces and the oral environment.
© ISO 2019 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 9693:2019(E)
Dentistry — Compatibility testing for metal-ceramic and
ceramic-ceramic systems
1 Scope

This document specifies requirements and test methods to assess the thermomechanical compatibility

between a veneering ceramic and a metallic or ceramic substructure material used for dental

restorations.

This document applies only to the materials used in combination. Conformity cannot be claimed for a

single material.

For requirements for ceramic materials, see ISO 6872. For requirements for metallic materials see

ISO 22674.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements 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 6872:2015, Dentistry — Ceramic materials

ISO 22674:2016, Dentistry — Metallic materials for fixed and removable restorations and appliances

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1942, ISO 6872, ISO 22674

and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at http: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
veneering ceramic
full structure of fired ceramic layers applied to a substrate material
3.2
conditioning

process of treating the substructure to enhance the bonding of the veneering ceramic (3.1)

3.3
liner

substance, applied to the substructure and fired under appropriate time-temperature conditions,

with the purpose to improve aesthetics and/or adherence of the veneering ceramic to the coated

substructure-surface
© ISO 2019 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 9693:2019(E)
4 Requirements
4.1 Biocompatibility

Specific qualitative and quantitative test methods for demonstrating freedom from unacceptable

biological risks are not included in this document, but it is recommended that, for the assessment of

such biological risks, reference be made to ISO 10993-1 and ISO 7405.
4.2 Physical properties
4.2.1 General

The individual component materials shall fulfil the requirements of ISO 6872 for ceramics or ISO 22674

for metallic materials. The materials shall also be in accordance with the requirements of 4.2.2 to 4.2.4

where applicable.

In particular, the elastic modulus of the substrate material shall be determined in order to interpret the

measurements in the de-bonding test.
4.2.2 Thermal expansion

The coefficients of thermal expansion of the substructure ceramic and the veneering ceramic shall be

determined according to ISO 6872.
The coefficients of thermal expansion of th
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 9693
Troisième édition
2019-10
Médecine bucco-dentaire — Essais de
compatibilité pour systèmes métallo-
céramiques et céramo-céramiques
Dentistry — Compatibility testing for metal-ceramic and ceramic-
ceramic systems
Numéro de référence
ISO 9693:2019(F)
ISO 2019
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ISO 9693:2019(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 9693:2019(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Exigences ...................................................................................................................................................................................................................... 2

4.1 Biocompatibilité..................................................................................................................................................................................... 2

4.2 Propriétés physiques ......................................................................................................................................................................... 2

4.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 2

4.2.2 Dilatation thermique .................................................................................................................................................... 2

4.2.3 Essai d’adhésion ............................................................................................................................................................... 2

4.2.4 Résistance au choc thermique.............................................................................................................................. 3

5 Échantillonnage ..................................................................................................................................................................................................... 3

5.1 Matériau d’infrastructure métallique .................................................................................................................................. 3

5.2 Matériau d’infrastructure céramique .................................................................................................................................. 3

5.3 Céramique de recouvrement....................................................................................................................................................... 3

6 Méthodes d’essai .................................................................................................................................................................................................. 3

6.1 Dilatation thermique linéaire ..................................................................................................................................................... 3

6.1.1 Matériaux métalliques ................................................................................................................................................ 3

6.1.2 Matériaux céramiques ........................................................................................................................................... ...... 3

6.2 Température de transition vitreuse ...................................................................................................................................... 3

6.3 Module de Young ................................................................................................................................................................................... 3

6.4 Essai d’adhésion..................................................................................................................................................................................... 3

6.4.1 Appareillage ......................................................................................................................................................................... 3

6.4.2 Préparation des éprouvettes ................................................................................................................................. 4

6.4.3 Détermination de la force de rupture ............................................................................................................ 4

6.4.4 Rapport d’essai .................................................................................................................................................................. 6

6.5 Essai de résistance au choc thermique .............................................................................................................................. 6

6.5.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 6

6.5.2 Préparation de l’éprouvette ................................................................................................................................... 7

6.5.3 Essai de thermocyclage avec intervalles de température fixes................................................ 7

6.5.4 Essai de thermocyclage avec intervalles de température croissants ................................. 8

7 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................... 8

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................10

© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
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ISO 9693:2019(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 (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

L'attention est attirée 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. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 106, Médecine bucco-dentaire, sous-

comité SC 2, Produits pour prothèses dentaires.

Cette troisième édition annule et remplace l’ISO 9693-1:2012 et l’ISO 9693-2:2016, qui ont fait l’objet

d’une révision technique.

Les principales modifications par rapport aux éditions précédentes sont les suivantes:

— le présent document traite uniquement de la compatibilité des céramiques de recouvrement mises

en œuvre par cuisson sur des substrats métalliques ou céramiques. Les essais portant sur les

céramiques dentaires de recouvrement elles-mêmes, destinées à des infrastructures métalliques

ou céramiques, figurent désormais dans la norme relative aux matériaux céramiques, l’ISO 6872;

— certains paragraphes sont applicables à tous les matériaux (par exemple, le mesurage des coefficients

de dilatation thermique);

— l’essai d’adhésion (anciennement appelé essai de caractérisation de la liaison de Schwickerath)

applicable à la céramique de recouvrement cuite sur un substrat est maintenu pour les substrats

métalliques et pour les substrats céramiques ayant un module d’élasticité inférieur à 250 GPa;

— une nouvelle exigence a été ajoutée pour les systèmes métallo-céramiques: la réalisation d’essais de

résistance au choc thermique selon l’un de deux protocoles.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 9693:2019(F)
Introduction

Les céramiques dentaires de recouvrement et les alliages métalliques ou les céramiques d’infrastructure

dentaires conviennent pour fabriquer des restaurations dentaires. Leur compatibilité sous charge

mécanique et thermique est primordiale dans les cas où ils sont destinés à être utilisés dans une

restauration prothétique.

Le présent document spécifie des exigences et des méthodes d’essai permettant d’évaluer les risques de

défaillance liés aux forces masticatoires et à l’environnement buccal.
© ISO 2019 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 9693:2019(F)
Médecine bucco-dentaire — Essais de compatibilité pour
systèmes métallo-céramiques et céramo-céramiques
1 Domaine d’application

Le présent document spécifie des exigences et des méthodes d’essai qui permettent d’évaluer la

compatibilité thermomécanique entre une céramique de recouvrement et un matériau d’infrastructure

métallique ou céramique utilisés pour des restaurations dentaires.

Le présent document s’applique uniquement aux matériaux combinés. La conformité ne peut pas être

déclarée pour un matériau individuel.

Pour obtenir les exigences relatives aux matériaux céramiques, voir l’ISO 6872. Pour obtenir les

exigences relatives aux matériaux métalliques, voir l’ISO 22674.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences 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, Médecine bucco-dentaire — Vocabulaire
ISO 6872:2015, Médecine bucco-dentaire — Matériaux céramiques

ISO 22674:2016, Médecine bucco-dentaire — Matériaux métalliques pour les restaurations fixes et

amovibles et les appareillages
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 1942, l’ISO 6872,

l’ISO 22674 ainsi que les suivants, s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1
céramique de recouvrement
matériau céramique destiné à être stratifié et cuit sur une infrastructure
3.2
traitement préparatoire

procédé de traitement de l’infrastructure visant à améliorer l’adhésion de la céramique de

recouvrement (3.1)
3.3
couche de liner

substance, appliquée sur l’infrastructure et cuite à une température et pendant une période appropriées,

dans le but d’améliorer l’esthétique et/ou l’adhésion de la céramique de recouvrement à la surface de

l’infrastructure recouverte
© ISO 2019 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 9693:2019(F)
4 Exigences
4.1 Biocompatibilité

Le présent document n’inclut pas de méthodes d’essai qualitatives et quantitatives spécifiques

permettant de démontrer l’absence de risques biologiques inacceptables, mais il est recommandé, lors

de l’évaluation de ces risques biologiques, de se reporter à l’ISO 10993-1 et à l’ISO 7405.

4.2 Propriétés physiques
4.2.1 Généralités

Chaque matériau doit satisfaire aux exigences de l’ISO 6872 relatives aux matériaux céramiques ou de

l’ISO 22674 relative aux matériaux métalliques. Les matériaux doivent également être conformes aux

exigences de 4.2.2 à 4.2.4, le cas échéant.

En particulier, le module d’élasticité du substrat doit être déterminé afin d’interpréter les mesurages

effectués lors de l’essai d’adhésion.
4.2.2 Dilatation thermique

Les coefficients de dilatation thermique de la céramique d’infrastructure et de la céramique de

recouvrement doivent être déterminés selon l’ISO 6872.

Les coefficients de dilatation thermique du matériau d’infrastructure métallique doivent être

déterminés selon l’ISO 22674.

Le même protocole de mesure doit être utilisé pour les matériaux de recouvrement et d’infrastructure

(par exemple la même température minimale).
Effectuer l’essai conformément à 6.1.

NOTE Les valeurs obtenues lors du mesurage des coefficients de dilatation thermique linéaire sont

comparées aux valeurs indiquées par le fabricant et ainsi utilisées comme moyen de contrôler la qualité, mais

ces valeurs ne constituent pas une garantie que l’infrastructure céramique ou métallique et la céramique de

recouvrement sont compati
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.