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一种新型切削陶瓷材料弹性模量的测定

时间:2017-06-30  来源:本网  作者:admin  浏览次数:1238

  果牙科陶瓷材料在口内使用时,与天然牙相互作用,会产生应力和应变。常温下,陶瓷基本上是服从虎克定律的弹性体其弹性变形和应变在很大程度上由材料的弹性模量决定。针对目前牙科切削陶瓷材料种类尚少、性能尚不够理想的现状,作者自行研制了一种新型的玻璃陶瓷类切削陶瓷材料。与以往的可切削玻璃陶瓷材料不同的是,此种新型陶瓷的主要晶相为一种新型云母――钙云母,目的是利用钙离子较高的场强来提高云母玻璃陶瓷的强度1.本文对此材料的弹性模量进行了研究。

  材料与方法43101四组不同晶化处理的新型切削陶瓷材料,每组6个试件,金刚石内圆切割机切割2mm尺寸试条。采用Instron―4302型力学测试机(英国)进行测试。

  2弹性模量的测定采用三点抗弯强度测试方法,跨距16mm,加载速度为0. 5mm/min.记录试件的应力应变曲线,利用虎克定律=位计算出材料的弹性模量E(。为应力,e为应变)结101四组的弹性模量分别为52.5±4.8GPa,差分析显示,四组样品弹性模量的差异无统计学意义(P> 1.陶瓷材料为脆性材料,在室温下承载时几乎不能产生塑性变形,而在弹性变形范围内就产生断裂破坏,因此其弹性性质就显得尤为重要12.陶瓷的弹性变形实际上是在外力的作用下原子间距由平衡位产生了很小位移的结果。这个原子间微小的位移所允许的临界值很小,超过此值,就会产生化学键的断裂(室温下的陶瓷)或产生原子面滑移塑性变形(高温下的陶瓷)。弹性模量反映的是原子间距的微小变化所需外力的大小。尽管原子间距所允许的弹性位移范围很小(常温下为0. 1%左右1231),但所需的外力却很大。弹性变形所需的外力与原子间结合力及结合能量有关,即影响弹性模量的重要因素是原子间结合力,即化学键21.所以弹性模量对显微结构并不敏感,一旦材料种类确定,则通过热处理工艺来改变弹性模量是极为有限的124.玻璃的弹性变量和它们化学组成之间具有一个近似的加和关系5,一个多相陶瓷的弹性模量也是结晶相和玻璃相的各个性能的加和函数。可以预料,玻璃陶瓷的弹性模量基本上取决于晶相的弹性常数16. 2弹性模量的测试方法常用的有两种,一种方法是在特定装置上通过测量材料的共振频率来求弹性模量,此法准确但费用较高。另一种方法是直接测随应力产生的形变简单易行,本实验即采用此方法。但测得的除材料的弹性形变之外还包括其它方面,如夹具的变形及挠度,测量结果有一定误差71.本实验中试样的应力应变曲线上均出现转折点。

  分析认为,转折点前的部份即包括了非材料弹性变形的因素。本实验在测定弹性模量时,均以转折点以上的材料弹性变形部分为基础,进行计算,从而在很大程度上避免了非材料弹性变形因素的影响,结果较为准确。

  3.本实验中四组陶瓷均为云母类玻璃陶瓷,所不同的仅是由于晶化热处理程度不同,造成云母晶相的含量不同。由如前所述的理论可知,四组陶瓷弹性模量的差异应该较为有限。本实验的测试结果与之吻合较好。这从另一方面,也说明本实验所采用的研究方法较为可信。

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