PROPRIETES MECANIQUES
matériaux dentaires, une complexité qui implique les mathématiques de l'ingénierie, la science des matériaux, et des arts de la dentisterie (sans l'un des autres sont inutiles) chacun d'entre eux est dépendait de l'autre seulement ensemble peuvent-ils être efficace alors laissez-nous explorer la complexité mathématique des matériaux dentaires
propriétés mécaniques DM
sur les quatre catégories de biens matériels communs à savoir physiques, chimiques mécaniques et biologiques. Nous discutons les propriétés mécaniques Définition
: propriétés mécaniques sont sous-ensemble de propriétés physiques qui sont basées sur les lois de la mécanique qui est la science physique qui traite de l'énergie et de forces et leurs effets sur les organismes. Ils sont la réponse mesurée, à la fois
élastique réversible
retrait de la force et
élastique plastique irréversible ou non de matériau sous une force appliquée sont la répartition des forces.
< br /> propriétés mécaniques sont exprimées le plus souvent dans des unités de stress et aux taches.
Ils peuvent représenter la mesure de
1) La déformation élastique ou réversible (unité proportionnelle résilience et module d'élasticité)
2 ) en plastique sont une déformation irréversible (pourcentage d'allongement et la dureté)
3) une combinaison de déformation élastique et plastique telle que la dureté et la limite d'élasticité
Pour discuter de ces propriétés, il faut d'abord comprendre les concepts de tress et la souche
Selon les forces de trois types simples de tresses sont classés
a) contrainte de compression
b) contrainte de traction
c) contrainte de cisaillement
d ) flexion (flexion) contrainte
contrainte de compression: si un corps est placé sous une charge de la tendance à comprimer sont
raccourcir, la résistance interne à une telle charge est appelée une «contrainte de compression" une contrainte de compression est associé à la souche ici forces sont dirigées vers l'autre en ligne droite
contrainte de traction: une contrainte de traction est causée par une charge qui tend à étirer ou allonger un corps. Une stree de traction est toujours accompagné d'une déformation de cisaillement, ici forces agissent paralled à chaque
d) Flexion contrainte de flexion
est produite par des forces de flexion et peut générer trois types de stress dans une structure . Il peut se produire dans les prothèses partielles fixes ou structures cantilever
Comme le montre le dessus figure. une contrainte de traction se développe sur le côté basal de l'affichage à écran plat. Et la contrainte de compression se développe sur le côté occlusal.
Pour un FPD cantilever la contrainte de traction maximale se développe avec la surface occlusale si vous pouvez visualiser l'unité de pliage vers le bas vers le tissu de la surface supérieure devient plus convexe ou étiré et la surface opposée devient comprimé
propriétés mécaniques à base de déformation élastique
Il existe plusieurs propriétés mécaniques importantes de mesure de déformation réversible et comprend
1) module d'élasticité (module ou module d'élasticité ou d'un crochet de la loi du jeune)
2) le module de dynamique jeune
3) Flexibilité
4) Resilience
5) le coefficient de Poisson
! ) Module d'élasticité (module de jeunes ou module d'élasticité
Définition: si une valeur de contrainte inférieure à la limite proportionnelle
est divisé par sa valeur de déformation correspondante égale ou, une constante de proportionnalité entraînera Cette constante de. proportionnalité est connu comme le module d'élasticité ou module de jeunes, il est représenté par la lettre E
E = stress
----------- giga /m² de m de Newton ou giga pascules
Strain (1 giga Newton /m2 6N /m2 = 10. 3 MN /m2
module élastique décrit la rigidité relative ou de la rigidité d'un matériau
Ce phénomène peut jouer un rôle dans le brunissage des marges de la couronne
module d'élasticité de différents matériaux
matériaux élastiques module (GN /m2)
1 ) Enamel 84,1
2) Destin 18,3
3) Feld de porcelaine spathique 69,0
4) résine composite 16,6
5) acrylique de résine de prothèse 2,65
6) de cobalt - chrome partielle 218,0
prothèse alliage
7) Gold (type 4) alliage 99,3
émail a un module d'élasticité plus élevé (3-4 fois) puis de dentine et est plus rigide ou plus fragile, alors que dentine est plus souple et plus dur, en céramique ont un module plus élevé puis polymères et composites.
2) le module de Young dynamique
module d'élasticité peut être mesurée par une méthode dynamique, puisque la vitesse à laquelle le son voyage par le biais d'un solide peut être facilement mesurée par transclucers d'ondes longitudinales et transversales à ultrasons et les récepteurs appropriés. La vitesse de l'onde sonore et la densité du matériau peut être utilisé pour calculer le «module d'élasticité» et «Poisson rapport« valeurs
. Cette méthode de détermination "des modules d'élasticité dynamique» est moins compliqué que
traction classique ou des tests de compression.
Si au lieu de traction ou de compression uniatial une contrainte de cisaillement a été induite
La déformation de cisaillement résultante pourrait être utilisé pour définir un module de cisaillement du matériau. Le module de cisaillement
(G) \\, peut être calculée à partir du module d'élasticité (I) et le rapport des poisons
(V), en utilisant l'équation
EE
G = ----------- ------------ = = 0,38 E
2 (1 + V) 2 (1 + 0,3)
Une valeur de 0,3 pour le coefficient de Poisson est typique. Ainsi, le module de cisaillement est habituellement d'environ 38% du module d'élasticité
4) Flexibilité.
La flexibilité maximale est définie comme la contrainte se produisant lorsque le matériau est sollicité à son unité proportionnelle. Une souche plus ou déformation avec de légères contraintes est appelé la flexibilité et est un facteur important dans les appareils orthodontiques
5) Résilience:. Résilience
peut être définie comme la quantité d'énergie absorbée par une unité le volume d'une structure, lorsqu'elle est sollicitée à sa limite proportionnelle. Il est populairement associée à springiness .pour exemple quand un acrobate tombe sur un filet de trapèze la chute d'énergie est absorbée par la résilience il du filet et quand cette énergie est libérée l'acrobate est à nouveau dans l'air.
Ce qui précède est un contrainte-déformation qui illustre les concepts de résilience et de ténacité. La zone délimitée par la région élastique est une mesure de la résilience et la superficie totale sous la courbe contrainte-déformation est une mesure de la ténacité.
Le matériau de restauration doit présenter un module d'élasticité modérément élevé et relativement faible résilience limitant ainsi l'élastique . souche
6) Ratio de Poisson:
Quand une contrainte de traction ou de compression est appliquée à un cylindre ou d'une tige, il est axial simultané et déformation latérale, dans le domaine élastique, le rapport de le latéral à la contrainte axiale est appelée POISSONS RATIO
souche latérale
POISSONS = ---------------------- souche
axial
Pour matériau isotrope idéal, il est de 0,5
Pour la plupart des matériaux d'ingénierie, il est de 0,3
2) PROPRIETES MECANIQUES SUR lA BASE dE PLASTIQUE DEFORMATION
(déformation irréversible)
maintenant, nous arrivons à des propriétés qui sont déterminées à partir des contraintes à la fin de la région élastique de contrainte-déformation, terrain à savoir
1) limite proportionnelle
2) limite élastique
3) Limite d'élasticité (stress preuve)
4) permanente (plastique) déformation
*) force:.. force
est la contrainte nécessaire pour provoquer soit la rupture ou la déformation plastique
La résistance d'un matériau peut être décrite par une ou plusieurs des propriétés suivantes,
1) limite proportionnelle
2) limite élastique
3) limite d'élasticité
4) de déformation permanente
1) limite proportionnelle:
defn: le plus grand stress qui peut être produit dans un matériau tel que le stress est directement proportionnelle à la souche
pour Ex.: un fil est chargé en tension dans un petit incrément jusqu'à ce que les ruptures de fil sans enlèvement de la charge à chaque fois, et le stress tracée sur coordonnée verticale et la souche correspondante est tracée sur l'horizontale de coordonner une courbe, comme illustré ci-dessous
le point «P» est la limite proportionnelle et jusqu'à point »B'the est proportionnelle à la déformation et au-delà 'P' la souche est plus élastique et le stress est plus proportionnelle à la souche
2) limite élastique:.
la limite élastique est définie comme la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter sans déformation permanente, (à toutes fins pratiques, par conséquent ). La limite d'élasticité et la limite proportionnelle représentent le même stress au sein de la structure et les termes sont souvent interchangeables en se référant à la contrainte impliquée. Cependant, ils diffèrent en ce que l'on qualifie le comportement élastique du matériau alors que l'autre porte sur le stress à la déformation de la structure.
3) Rendement Force est la contrainte à laquelle le matériau commence à fonctionner d'une manière plastique, cette limite d'élasticité est définie comme la contrainte à laquelle un matériau présente un écart de limitation de la proportionnalité de la contrainte à la déformation. Il est utilisé lorsque la limite proportionnelle ne peut être déterminée avec précision.
Il est décrit en termes de décalage pour cent.
Limite élastique, limite proportionnelle et la limite d'élasticité bien définie différemment ont des valeurs proches, mais la limite d'élasticité est toujours supérieure à la deux autres (limite proportionnelle, limite élastique).
4) permanent (plastique) déformation
Si un matériau est déformé par une contrainte au-delà de sa limite proportionnelle avant la rupture et la force enlevée. La souche ne devient pas 0 en raison de plastique ou de déformation permanente, donc il se réfère à la contrainte d'un matériau qui se deformated définitivement dire qu'il reste plié, étiré ou déformé
< br />
Il est la contrainte à laquelle le matériau commence à fonctionner d'une manière plastique. Ainsi la limite d'élasticité est définie comme la contrainte à laquelle un matériau présente un écart de limitation de la proportionnalité de la contrainte à la déformation. Il est utilisé lorsque la limite proportionnelle ne peut être déterminée avec précision.
Il est décrit en termes de décalage pour cent.
Limite élastique, limite proportionnelle et la limite d'élasticité bien définie différemment ont des valeurs proches, mais la limite d'élasticité est toujours plus grande alors la deux autres
(proportionnel, limite, limite élastique)
3) permanent (plastique) Déformation:.
Si un matériau est déformé par une contrainte au-delà de sa limite proportionnelle avant la rupture et la force enlevé la souche ne devient pas nulle en raison de la déformation plastique ou permanente. Ainsi, il se réfère à la contrainte au-delà de laquelle un matériau se deformated définitivement dire qu'il reste plié étiré ou deformated.
Maintenant, nous allons jeter un oeil à différents types de force
Il est le stress matériel nécessaire à la rupture d'une structure
1) Diametral résistance à la traction:.
résistance à la traction est généralement déterminée par
maintenant, nous allons jeter un coup d'oeil à différents types de force,
Il est la contrainte maximale nécessaire pour rompre une structure
1) Diametral résistance à la traction:
résistance à la traction est généralement déterminée en soumettant une tige, un fil ou haltère échantillon à une charge de traction en forme, étant donné que ce test est quitté difficile à réaliser pour les matériaux fragiles en raison de l'alignement et préhension des problèmes, un autre test est devenu populaire pour les matériaux fragiles en raison de l'alignement et des problèmes de préhension, un autre test est devenu populaire pour la détermination de cette propriété pour matériau dentaire fragile est refered comme «test de compression diamétrale"
charge de compression est placé sur le côté d'un court-cylindrique (spécimens). Les forces de compression verticales produit une contrainte de traction et à la rupture se produit le long de ce plan vertical, Avoir une contrainte de traction est directement proportionnelle à la charge de compression
_2P_ P = Charge
Contrainte de traction = Dt D = Diamètre
T =
Épaisseur
Ce test simple à effectuer et offre une excellente reproductibilité des résultats.
Flexure force (force transverse ou Module de rupture)
Cette propriété est essentielle un test de résistance d'une poutre supportée à chaque extrémité, sous charge statique. Il est une mesure collective de tous les types de stress.
Lorsque la charge est appliquée, les coudes d'échantillons, la contrainte principale est appliquée, les coudes de spécimens, la contrainte principale sur la surface supérieure sont en compression, où que ceux sur la surface inférieure sont à la traction.
la formule mathématique pour calculer la résistance à la flexion est
= 3PL = résistance à la flexion
2 BD2 = Distance entre le soutien
= largeur de l'échantillon
= Profondeur ou spécimen épaisseur
= charge maximale au point de fracture
il est préférable pour les matériaux fragiles
résistance à la fatigue: les valeurs de stress de
bien en dessous de la résistance à la traction peut produire une fracture prématurée d'une prothèse ou d'un matériau dentaire en raison des flux microscopiques se développent lentement sur de nombreux cycles de stress. Ce phénomène est appelé échec de la fatigue
résistance à la fatigue est la limite d'endurance c.-à-cycles de contrainte maximales qui peuvent être maintenues sans défaillance
Il peut être déterminé en soumettant un matériau à une contrainte cyclique d'une valeur maximale connue et déterminer le nombre de cycles nécessaires pour produire l'échec.
fatigue statique est un phénomène attribué à l'interaction d'une contrainte de traction constante avec un flux de structure dans le temps. Le phénomène est présenté par certains matériaux céramiques en milieu humide; certaines céramiques démontrent également l'échec de la fatigue dynamique
1) Résistance aux chocs:.
Résistance aux chocs peut être définie comme l'énergie nécessaire à la rupture d'un matériau sous une
force d'impact
un testeur de choc de type Charpy et testeur de choc Izod sont utilisés pour tester.
un matériau à faible module d'élasticité et une haute résistance à la traction est plus résistant aux forces d'impact.
< br /> un faible module d'élasticité et une faible résistance à la traction suggèrent une faible résistance
Autres propriétés mécaniques d'impact: ténacité est définie comme la quantité d'énergie de déformation élastique et plastique nécessaire tp fracturer un matériau et est une mesure de résistance à la rupture, ténacité est contrainte tache traitement jusqu'à la rupture et dépend de la force et la ductilité
ténacité à la rupture:
ténacité est une propriété mécanique qui décrit la résistance des matériaux fragiles à la propagation catastrophique des flux sous fois la racine carrée de la longueur des fissures ie Mpa. M½ ou tnN.M 3/2
Fragilité: Fragilité
est l'incapacité relative d'un matériau pour maintenir la déformation plastique avant la rupture d'un matériau se produit. Il est considéré comme l'opposé de la ténacité par exemple les amalgames, les céramiques et les composites sont fragiles à la température buccale; Ils fracture sans déformation plastique. Par conséquent, les matériaux cassants fracture à ou près de leur limite proportionnelle cependant, un matériau fragile est pas nécessairement faible, par exemple en verre est tambour à une ou des fibres de verre infiltré alumine céramique de base.
3 ) ductilité et malléabilité:
ductilité représente la capacité d'un matériau à maintenir une grande déformation permanente sous une charge de traction avant qu'il ne se fracture. Par exemple, un métal qui peut être facilement aspiré dans un fil est dit
ductile
Malléabilité: La capacité d'un matériau à maintenir une déformation permanente considérable sans rupture
Sous Compression:
Comme dans le plus ductile et métal malléable qui l'argent est le deuxième, le platine B 3e rang de la ductilité et de cuivre se classe 3ème en malléabilité
ductilité est mesurée par 3 méthodes communes
a) l'allongement en pourcentage après rupture:
la méthode la plus simple et la plus couramment utilisée consiste à comparer l'augmentation de la longueur d'un fil ou d'une tige après rupture en traction à sa longueur avant la rupture. Deux marques sont placées sur le fil que la longueur de la jauge (pour l'art dentaire, les matériaux, la longueur de la jauge standard est généralement 51mm) le fil ou la tige est ensuite tiré une partie sous une charge de traction, les extrémités fracturées sont montés ensemble, et la longueur de la jauge est de nouveau mesurée, le rapport de l'augmentation de la longueur à la rupture de la longueur initiale est appelée présente un allongement et une ductilité représente
b) la réduction de la surface des éprouvettes de traction: le
striction ou en forme de cône de rétrécissement qui se produit à l'extrémité rompue d'un fil métallique ductile après la rupture sous contrainte de traction, le pourcentage de diminution de la superficie en coupe transversale de l'extrémité fracturée par rapport à la surface initiale du fil ou de la tige est appelée la réduction de la superficie
c) l'essai de pliage à froid:
le matériau est serré dans un étau et plié autour d'un mandrin de rayon spécifié, le nombre de coudes à la fracture est compté, avec le râpe le nombre, l'écran d'accueil le nombre est élevé, plus la ductilité du matériau
dURETÉ:.
la dureté terme est difficile à définir, en minéralogie la dureté relative d'une substance est basée sur sa capacité à "résister aux rayures" Dans la métallurgie et la plupart des autres disciplines, le concept de la dureté est la «résistance à l'indentation"
de nombreuses propriétés comme limite proportionnelle de résistance et de ductilité interagissent pour produire la dureté
< br /> les essais de dureté, sont inclus dans les spécifications de l'ADA pour les matériaux dentaires, il y a différentes échelles et des tests basés pour la plupart sur la capacité de la surface du matériau à résister à la pénétration par un point sous une charge spécifiée, ces essais comprennent Burcol, Brinells rock bien, action, Vickers et Knoop
1) Brinell bard ness test:
- l'un des tests les plus anciens utilisés pour
déterminer la dureté des métaux
- Une bille d'acier de dureté est pressée sous une charge spécifiée dans la surface polie d'un matériau dont la charge est divisée par la superficie de la surface projetée de l'empreinte et le quotient est appelé ad indice de dureté Brinell ou BHF
- dureté Brinell test a été largement utilisé pour déterminer la dureté des métaux et des matériaux métalliques utilisés en dentisterie
-. BHF est liée à la limite de proportionnalité et de la résistance à la traction des alliages dentaires d'or
essai de dureté Rockwell:
< br /> Il est en quelque similaire au test
Brinell en ce qu'une bille d'acier ou d'un point de diamant conique est utilisé. Au lieu de mesurer le diamètre de l'empreinte de la profondeur de pénétration est mesurée directement par une jauge à cadran de l'instrument. Différents points de indentation pour les différents matériaux sont utilisés et désignés comme RHN
Ces deux BHF et RHN ne conviennent pas pour les matériaux fragiles d'essai
dureté Vickers:
- est-ce le même principe de dureté
- test qui est utilisé dans le
test Brinell - au lieu d'une bille d'acier, un
à base carrée - Pyramide est utilisé. Bien que la
pression - est carrée au lieu de ronde la charge est divisée par la surface projetée de l'indentation et
désigné comme VHN
- Le test Vickers est utilisé dans la spécification ADA pour coulée dentaire alliages d'or ,
il est également approprié pour les matériaux fragiles, donc utilisé pour mesurer la dureté des dents
4) de test Knoop dureté:
Cette emploie un diamantée outil coupe dans la configuration géométrique. L'impression est rhombique dans les grandes lignes et la longueur de la plus grande diagonale est mesurée la surface projetée est divisée en la charge pour donner le
KHN
La valeur de dureté est pratiquement indépendante de la conductivité du matériau testé ainsi de dureté l'émail des dents peut être comparée à celle de l'or, la porcelaine, la charge peut varier de 1 g à 1 kg pour que les deux mains et les matériaux mous peuvent être testés
La Knoop et les tests Vickers sont classés comme des micro-essai de dureté tandis Brinell rock bien sont essai de dureté macro. Knoop et Vickers peuvent mesurer la dureté de l'objet mince trop
autres tests moins sophistiqués sont SHORE et BARCOL pour mesurer la dureté des matériaux comme le caoutchouc et les matières plastiques, les types de matériaux dentaires; ceux-ci utilisent des pénétrateurs et portables sont utilisés dans l'industrie pour le contrôle de la qualité du principe de ces tests est alos basée sur la résistance à l'indentation
facteurs de concentration de stress des facteurs de concentration de stress de
matériau se référer à les flux microscopiques ou des défauts structurels micro et macro sur la surface ou à l'intérieur de la structure interne, ces facteurs sont plus accentués dans un matériau fragile et sont responsables de fractures inattendues à un stress bien au-dessous la résistance ultime. Le stress plus élevé lorsque le débit est perpendiculaire à la direction de la contrainte de traction et coule sur la surface accumulées des contraintes plus élevées
zones
de concentration élevé de stress sont causés par des facteurs suivants
1) Surface flux c.-à-vides sont des inclusions
flux 2) intérieur vides ou inclusions ie
3) un angle interne aigu à l'angle axial pulpaire d'une préparation de la dent pour un amalgame ou de restauration composite
4) une grande différence de module d'élasticité ou un coefficient de dilatation thermique à travers une interface liée
5) hertzienne-à-dire de la charge appliquée à un point sur un matériau fragile
Il y a plusieurs waysto minimiser ces concentrations de contraintes, donc de réduire le risque de fracture clinique
1) la surface peut être polie pour réduire la profondeur de l'écoulement
2) angles internes de la ligne de préparation de la dent doit être wel arrondie pour minimiser le risque de fracture COSP
3) Les matériaux doivent être étroitement adaptés à leur coefficient de dilatation ou la contraction
4) La pointe de rebroussement d'une couronne opposée ou de la dent doit être bien arrondie distribuer le stress sur une plus grande surface pour les matériaux fragiles
propriétés mécaniques de la structure de la dent et les forces masticatoires
Les propriétés mécaniques de l'émail et de la dentine varie d'un type de dent à l'autre, dans les dents individuelles que entre les dents et la position de la dent.
C'est cuspal l'émail est plus forte que l'émail sur les autres surfaces de dent plus forte en compression longitudinale de compression latérale
d'autre part, la dentine est nettement plus forte en tension (50 MPa) que l'émail (10 MPa), la résistance à la compression de l'émail et la dentine sont comparables à la limite de proportionnalité et le module d'élasticité de l'émail sont plus élevés que la dentine
forces mastication:. mastication
ou les forces pannetons varie mankedly varie d'une région de la bouche à l'autre et d'un individu à un autre
pour la
molaire
plage de force Bibe à partir de: 400 à 890N (90 à 200 livres)
zone prémolaire: 222 à 445N (50 à 100 livres)
région canine: 133 à 334N (30 à 75 livres)
région Incisive: 89 à 111N (20 à 55 livres)
métaux généralement plus élevés que dans une plus grande et au-delà des adultes que chez les enfants
Conclusion:
Comme nous l'avons vu il y a diverses propriétés régissant la performance du matériel. Différentes propriétés apporter à un matériau particulier plus adapté à une situation donnée, par exemple la résistance plus élevée dans la restauration postérieure Better électivité est nécessaire dans les restaurations coulées.
Ainsi, une connaissance approfondie et la compréhension en profondeur de ces propriétés mécaniques seront nous aider à sélectionner et à délivrer le matériau le plus adapté à chaque situation.
