牙科氧化鋯陶瓷疲勞性能的實驗研究.pdf

1、氧化鋯陶瓷具有優(yōu)異的生物相容性、良好的美學特性及力學性能,目前已廣泛應用于口腔修復領域。但其陶瓷的固有脆性,使氧化鋯陶瓷修復體在口腔潮濕環(huán)境下,受到長期咀嚼力作用后,可能會出現(xiàn)失效斷裂的情況,這種情況一般被認為是材料受到應力誘導產生的疲勞行為所導致。國內外學者對于氧化鋯陶瓷材料,大多關注于材料的研發(fā)及新的涂層技術,使材料的性能和加工工藝在近年來得到了很大的提升,但關于氧化鋯陶瓷材料疲勞的研究尚處于起步階段。對于口腔應用的氧化鋯陶瓷材料來

2、說,疲勞問題不容忽視,但目前研究對于疲勞的機制機理尚未達成定論,對于疲勞試驗的方法、疲勞的分析方法選用的不同,最終結果差異很大。因此設計本實驗對牙科氧化鋯陶瓷的疲勞性能進行相關研究。
　　研究目的:對現(xiàn)有品牌(Wieland及Aidite,簡稱WL及AT)的牙科氧化鋯陶瓷進行疲勞性能的研究,通過實驗及理論分析方法的有機結合,對氧化鋯陶瓷的疲勞壽命進行分析及預測,以期用一種簡便易行的方法得出氧化鋯陶瓷的疲勞壽命,對臨床醫(yī)生選擇和設計

3、氧化鋯陶瓷修復體提供指導作用。
　　研究方法:
　　1)通過動態(tài)加載實驗測試不同加載速率下兩種氧化鋯陶瓷的三點彎曲強度并進行分析,計算相應的應力腐蝕指數(shù)n及常數(shù)B的值。
　　2)通過裂紋擴展理論,利用已求得的應力腐蝕指數(shù)n和常數(shù)B的值,預測不同應力作用下兩種氧化鋯陶瓷的靜態(tài)疲勞壽命及循環(huán)疲勞壽命,繪制應力-壽命圖。
　　3)利用赫茲接觸法在循環(huán)試驗機上對兩種氧化鋯陶瓷進行不同循環(huán)次數(shù)加載,并對加載后的試件進行彎曲

4、強度測試,對測試結果進行比較及Weibull分析。
　　4)利用剩余強度理論,對兩種氧化鋯陶瓷循環(huán)疲勞的強度下降規(guī)律進行分析,結合之前所推導出理論壽命,修正理論分析結果。
　　研究結果:
　　1)在0.005mm/min、0.05mm/min、0.5mm/min三種加載速度下,WL陶瓷三點彎曲強度分別為(861.50±76.50)MPa、(889.38±121.22)MPa、(915.33±97.83)MPa,AT陶瓷

5、三點彎曲強度分別為(590.63±121.75)MPa、(610.50±210.14)MPa、(622.76±82.66)MPa,WL的彎曲強度高于AT(P<0.05)。隨加載速率的降低,WL和AT陶瓷都表現(xiàn)出了抗動態(tài)疲勞的特性,強度未見明顯變化(P>0.05),僅平均強度略有下降。測得WL的應力腐蝕指數(shù)n=76.58,AT的應力腐蝕指數(shù)n=52.76。
　　2)壽命預測表明,隨應力的增加,WL和AT陶瓷的壽命均呈單調遞減趨勢。相

6、同應力作用下WL陶瓷的靜態(tài)疲勞壽命及循環(huán)疲勞壽命均高于AT陶瓷。
　　3)循環(huán)加載實驗表明,WL和AT陶瓷的剩余強度會隨循環(huán)次數(shù)的增加而相應的下降,其中WL陶瓷表現(xiàn)出了更好的抗循環(huán)疲勞特性,強度未見明顯下降(P>0.05),AT陶瓷經105循環(huán)后比較未循環(huán)時和103次循環(huán)時強度下降明顯(P<0.05)。兩種陶瓷的Weibull模數(shù)隨循環(huán)次數(shù)的增加均呈先上升后下降趨勢,而特征強度呈整體下降趨勢。
　　4)WL及AT兩種陶瓷的剩