石膏分为生石膏和熟石膏两种。口腔临床所采用的均为熟石膏。熟石膏是由生石膏经开放式加热脱水锻烧而成的。其方法是将生石膏研磨成粉末，置于110～120℃的温度下，驱除一部分结晶水而得。
熟石膏主要成分为半水硫酸钙，由于锻烧方法的不同，可得到a-或β-半水硫酸钙两种熟石膏。将生石膏在常压下置于壶、桶或旋转炉内加热，可得到β-半水硫酸钙。β-半水硫酸钙的结晶疏松，形状不规则，熟石膏为β-半水硫酸钙。
1.熟石膏的组成：
石膏分为生石膏和熟石膏两种。口腔临床所采用的均为熟石膏。熟石膏是由生石膏经开放式加热脱水锻烧而成的。其方法是将生石膏研磨成粉末，置于110～120℃的温度下，驱除一部分结晶水而得。
熟石膏主要成分为半水硫酸钙，由于锻烧方法的不同，可得到a-或β-半水硫酸钙两种熟石膏。将生石膏在常压下置于壶、桶或旋转炉内加热，可得到β-半水硫酸钙。β-半水硫酸钙的结晶疏松，形状不规则，熟石膏为β-半水硫酸钙。
1.熟石膏的组成：
半水石膏：半水硫酸钙、即含
结晶水的硫酸钙75～85%。
生石膏： 未脱水的二水硫酸钙、即含2分子结晶水的硫酸钙5～8%。
无水石膏：过度脱水的无水硫酸钙、即不含结晶水的硫酸钙5～8%。
2.影响熟石膏质量的因素：
（1） 生石膏的质量：采用纯度高，杂质少的生石膏制成的熟石膏质量好，反之质量差。
（2）加热脱水的温度、时间：将生石膏逐步加热到110～120℃进行均匀脱水，就能得到高质量的熟石膏。若加温不够，时间过短所含生石膏多，均可影响熟石膏的质量，反之加温过高、时间过长、含无水石膏多，也会影响熟石膏的质量。而且使石膏细粉颗粒的晶体形成不规则的松孔性和凸凹不平的不定形晶体，这样增大了表面积，在凝固过程中，就需要吸收更多的水（即使晶粒粉碎后也是一样），其膨胀变大、强度减小、影响熟石膏的质量。
3.临床使用方法：先将水放入干净的橡皮碗内，然后逐渐放入熟石膏粉。按熟石膏粉100克，水40～50毫升（克毫升比2∶1）调合。临床操作比例是以观察熟石膏粉浸入水中后，表面没有过多的水为准。然后轻轻振荡排除气泡，再用调拌刀均匀搅拌1分钟，在振荡器或手振荡的情况下，立即在印模内灌注石膏。一般在15分钟内逐渐产生初凝，一小时就基本凝固，在24小时后才能完全凝固，其强度达到最高。初凝时，石膏处于逐渐变稠，失去表面光泽和可塑性，此时能用刀切割，但到终凝阶段时，则不易用器械修整。
4.凝固原理：半水硫酸钙是轻度溶水0.9克/100毫升，在与水混合后，过量的水使其达到一定的溶解度后，很快出现饱和状态转为二水硫酸钙，二水硫酸钙的溶解度又仅是半水硫酸钙的1/40.2克/100毫升，很快形成过饱和溶液。因为物质溶解度越小，溶解很少的物质，就能达到饱和状态。结晶在过饱和溶液中析出，在凝固的过程中原有的石膏晶体，即为结晶作用的核心，然后以结晶核为中心析出二水硫酸钙的整体结晶，针状的二水硫酸钙的晶体彼此交织成网，成为致密坚硬的固体。在整个反应过程中，二水硫酸钙不断析出晶体，半水硫酸钙不断进行水化，生成二水硫酸钙，随着二水硫酸钙的凝胶沉淀与结晶生成，新的半水硫酸钙又通过溶液进行水化作用，形成凝胶并析出结晶，反应物向生成方向移动，直到半水硫酸钙全部生成二水硫酸钙，二水硫酸钙形成结晶，彼此交织变硬，整个反应过程可用下式表示：
半水石膏：半水硫酸钙、即含
结晶水的硫酸钙75～85%。
生石膏： 未脱水的二水硫酸钙、即含2分子结晶水的硫酸钙5～8%。
无水石膏：过度脱水的无水硫酸钙、即不含结晶水的硫酸钙5～8%。
矿物质： 碳酸盐、硫化物、二氧化硅、其它金属盐4%。
2.影响熟石膏质量的因素：
（1） 生石膏的质量：采用纯度高，杂质少的生石膏制成的熟石膏质量好，反之质量差。
（2）加热脱水的温度、时间：将生石膏逐步加热到110～120℃进行均匀脱水，就能得到高质量的熟石膏。若加温不够，时间过短所含生石膏多，均可影响熟石膏的质量，反之加温过高、时间过长、含无水石膏多，也会影响熟石膏的质量。而且使石膏细粉颗粒的晶体形成不规则的松孔性和凸凹不平的不定形晶体，这样增大了表面积，在凝固过程中，就需要吸收更多的水（即使晶粒粉碎后也是一样），其膨胀变大、强度减小、影响熟石膏的质量。
3.临床使用方法：先将水放入干净的橡皮碗内，然后逐渐放入熟石膏粉。按熟石膏粉100克，水40～50毫升（克毫升比2∶1）调合。临床操作比例是以观察熟石膏粉浸入水中后，表面没有过多的水为准。然后轻轻振荡排除气泡，再用调拌刀均匀搅拌1分钟，在振荡器或手振荡的情况下，立即在印模内灌注石膏。一般在15分钟内逐渐产生初凝，一小时就基本凝固，在24小时后才能完全凝固，其强度达到最高。初凝时，石膏处于逐渐变稠，失去表面光泽和可塑性，此时能用刀切割，但到终凝阶段时，则不易用器械修整。
4.凝固原理：半水硫酸钙是轻度溶水0.9克/100毫升，在与水混合后，过量的水使其达到一定的溶解度后，很快出现饱和状态转为二水硫酸钙，二水硫酸钙的溶解度又仅是半水硫酸钙的1/40.2克/100毫升，很快形成过饱和溶液。因为物质溶解度越小，溶解很少的物质，就能达到饱和状态。结晶在过饱和溶液中析出，在凝固的过程中原有的石膏晶体，即为结晶作用的核心，然后以结晶核为中心析出二水硫酸钙的整体结晶，针状的二水硫酸钙的晶体彼此交织成网，成为致密坚硬的固体。在整个反应过程中，二水硫酸钙不断析出晶体，半水硫酸钙不断进行水化，生成二水硫酸钙，随着二水硫酸钙的凝胶沉淀与结晶生成，新的半水硫酸钙又通过溶液进行水化作用，形成凝胶并析出结晶，反应物向生成方向移动，直到半水硫酸钙全部生成二水硫酸钙，二水硫酸钙形成结晶，彼此交织变硬，整个反应过程可用下式表示：
在反应过程中还有晶体间水或溶剂与分散剂凝结在结晶体之间，此时石膏的强度受到影响，即石膏的初凝阶段。当晶体间的水挥发后晶体得到连接，石膏的强度增加。另外，反应过程中，半水硫酸钙的水化与二水硫酸钙（生石膏）的脱水反应相反，是放热反应过程，水化时放出热量，每克分子熟石膏放出的热量为3900卡。其凝固时温度的变化。（图69）
在反应过程中还有晶体间水或溶剂与分散剂凝结在结晶体之间，此时石膏的强度受到影响，即石膏的初凝阶段。当晶体间的水挥发后晶体得到连接，石膏的强度增加。另外，反应过程中，半水硫酸钙的水化与二水硫酸钙（生石膏）的脱水反应相反，是放热反应过程，水化时放出热量，每克分子熟石膏放出的热量为3900卡。其凝固时温度的变化。（图69）
图69 石膏凝固时温度的上升
反应过程中的需水量，按化学反应的理论量计算，100克半水硫酸钙，应加水18.6毫升。计算结果如下：实际的需水量是理论值的2～3倍，其原因是半水硫酸钙对水的溶解度很低，在20℃时，只有0.9克/100毫升，因此，需要过量的水，使其达到一定的溶解度，形成饱和及过饱和溶液。当所有的半水硫酸钙变为二水硫酸钙结晶后，多余的水凝结在结晶体之间，并逐步挥发，使石膏强度增加。
图69 石膏凝固时温度的上升
反应过程中的需水量，按化学反应的理论量计算，100克半水硫酸钙，应加水18.6毫升。计算结果如下：实际的需水量是理论值的2～3倍，其原因是半水硫酸钙对水的溶解度很低，在20℃时，只有0.9克/100毫升，因此，需要过量的水，使其达到一定的溶解度，形成饱和及过饱和溶液。当所有的半水硫酸钙变为二水硫酸钙结晶后，多余的水凝结在结晶体之间，并逐步挥发，使石膏强度增加。
半水硫酸钙凝固的需水量，必须按比例准确计量，才能使模型抗压强度高，表面硬度大。半水硫酸钙与水的比例可以用混水率来表示。混水率（w/p）是水的体积除以半水硫酸钙粉末重量所得的分数。如100克的熟石膏与60毫升的水混合时，混水率为0.6；实践证明，对于石膏类模型材料其混水率越大，凝固时间越长，最后的生成物越脆，强度越低。这是由于混水率大，材料的结构疏松，形成饱和溶液时需要较多的水，由于水量增加使二水硫酸钙的结晶核减少，结晶体间的相互交结现象也少，使材料强度降低。同时当多余的水挥发后，会形成一些微小的孔隙，称石膏的多孔性。混水率、多孔性以及材料强度之间的关系，是混水率越高，孔隙越多，材料的强度越低。（表68）
表68 混水率对石膏多孔性的影响
半水硫酸钙凝固的需水量，必须按比例准确计量，才能使模型抗压强度高，表面硬度大。半水硫酸钙与水的比例可以用混水率来表示。混水率（w/p）是水的体积除以半水硫酸钙粉末重量所得的分数。如100克的熟石膏与60毫升的水混合时，混水率为0.6；实践证明，对于石膏类模型材料其混水率越大，凝固时间越长，最后的生成物越脆，强度越低。这是由于混水率大，材料的结构疏松，形成饱和溶液时需要较多的水，由于水量增加使二水硫酸钙的结晶核减少，结晶体间的相互交结现象也少，使材料强度降低。同时当多余的水挥发后，会形成一些微小的孔隙，称石膏的多孔性。混水率、多孔性以及材料强度之间的关系，是混水率越高，孔隙越多，材料的强度越低。（表68）
表68 混水率对石膏多孔性的影响
5.影响凝固速度的因素：
（1）熟石膏粉的质量：(www.xing528.com)
在制造熟石膏粉时，当加热脱水不够，含生石膏多，凝固速度过快。反之加热脱水过度，含硬石膏多，凝固缓慢甚至不凝固，若熟石膏粉在存放运输过程中受潮吸水，造成部分熟石膏粉发生凝固而变性，也影响凝固的速度，甚至不凝。
（2）熟石膏粉与水调合的比例不当：
①水量过多，凝固时间延长，抗压强度和表面硬度明显降低。
②水量过少，凝固时间加快，膨胀率增大，而且气泡多，脆性大，表面粗糙，硬度不能达到最大。
（3）搅拌时间和速度的影响：搅拌时间愈长，搅拌速度愈快，形成的结晶中心愈多，凝固速度愈快。但膨胀率也愈大，强度就愈低。
（4）水温的影响：
①0～30℃凝固速度，随水温升高而加快。
②30～50℃凝固速度，与水温升高无明显关系。
③50～80℃凝固速度，随水温的升高而变慢（温度高反应剧烈，二水硫酸钙晶体被冲碎，反而减少结晶中心的形成，所以凝固变慢）。
④80℃以上因高温，又再脱水，形成半水硫酸钙而不凝固。
6.临床操作注意问题：
（1）水粉比例不合适的处理：在熟石膏粉与水调合后，若发现水粉比例不合适时，应重取量调合。因为此时再加入石膏粉或水，会造成反应所形成的结晶中心的时间和数量不一致，形成不均匀的块状物。这种块状物的晶体间凝聚力减少，并且凝固时间不同步，导致石膏强度降低。
（2）搅拌速度的影响：搅拌的速度不宜过快，应均匀进行，以免人为带入气泡，以及形成过多的结晶中心而导致石膏膨胀，造成强度下降。
（3）灌注石膏时应注意的问题：在灌注石膏时，应从一侧逐渐到另一侧，而且不断振荡，才能排除气泡，使其灌满各细微部分。形状复杂的印模，可采用分段灌模，在印模的组织面灌注超硬石膏，其它部分灌注普通熟石膏，以保证模型取出时不被折断。
（4）体积膨胀的处理：石膏在凝固过程中存在体积膨胀。这是石膏水化时所产生的二水石膏晶体的长大以及水分蒸发后气孔的体积有所增大所致。石膏凝固膨胀的大小，与水粉比例有关，粉多时，由于结晶体迅速相遇而使凝固的石膏膨胀，水多时，结晶间的距离较大，互相间的推动力减小而降低膨胀，因此发现石膏模型的膨胀影响修复体制作的精确时，可加入少量的减膨胀剂或增膨胀剂，重新灌注石膏模型。（表69）
表69 石膏膨胀的调整
5.影响凝固速度的因素：
（1）熟石膏粉的质量：
在制造熟石膏粉时，当加热脱水不够，含生石膏多，凝固速度过快。反之加热脱水过度，含硬石膏多，凝固缓慢甚至不凝固，若熟石膏粉在存放运输过程中受潮吸水，造成部分熟石膏粉发生凝固而变性，也影响凝固的速度，甚至不凝。
（2）熟石膏粉与水调合的比例不当：
①水量过多，凝固时间延长，抗压强度和表面硬度明显降低。
②水量过少，凝固时间加快，膨胀率增大，而且气泡多，脆性大，表面粗糙，硬度不能达到最大。
（3）搅拌时间和速度的影响：搅拌时间愈长，搅拌速度愈快，形成的结晶中心愈多，凝固速度愈快。但膨胀率也愈大，强度就愈低。
（4）水温的影响：
①0～30℃凝固速度，随水温升高而加快。
②30～50℃凝固速度，与水温升高无明显关系。
③50～80℃凝固速度，随水温的升高而变慢（温度高反应剧烈，二水硫酸钙晶体被冲碎，反而减少结晶中心的形成，所以凝固变慢）。
④80℃以上因高温，又再脱水，形成半水硫酸钙而不凝固。
6.临床操作注意问题：
（1）水粉比例不合适的处理：在熟石膏粉与水调合后，若发现水粉比例不合适时，应重取量调合。因为此时再加入石膏粉或水，会造成反应所形成的结晶中心的时间和数量不一致，形成不均匀的块状物。这种块状物的晶体间凝聚力减少，并且凝固时间不同步，导致石膏强度降低。
（2）搅拌速度的影响：搅拌的速度不宜过快，应均匀进行，以免人为带入气泡，以及形成过多的结晶中心而导致石膏膨胀，造成强度下降。
（3）灌注石膏时应注意的问题：在灌注石膏时，应从一侧逐渐到另一侧，而且不断振荡，才能排除气泡，使其灌满各细微部分。形状复杂的印模，可采用分段灌模，在印模的组织面灌注超硬石膏，其它部分灌注普通熟石膏，以保证模型取出时不被折断。
（4）体积膨胀的处理：石膏在凝固过程中存在体积膨胀。这是石膏水化时所产生的二水石膏晶体的长大以及水分蒸发后气孔的体积有所增大所致。石膏凝固膨胀的大小，与水粉比例有关，粉多时，由于结晶体迅速相遇而使凝固的石膏膨胀，水多时，结晶间的距离较大，互相间的推动力减小而降低膨胀，因此发现石膏模型的膨胀影响修复体制作的精确时，可加入少量的减膨胀剂或增膨胀剂，重新灌注石膏模型。（表69）
表69 石膏膨胀的调整
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