两种牙科陶瓷材料层状结构循环疲劳行为的对比研究

目的比较EmpressⅡ热压铸造陶瓷和GI- Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷材料层状复合结构经Hertzian循环加载疲劳后强度的变化以及损伤模式的差异。方法应用Hertzian接触实验方法对EmpressⅡ热压铸造陶瓷和GI- Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷标准试件进行循环加载,然后测试加载后试件的临界载荷。结果EmpressⅡ热压铸造陶瓷复合结构试件经105次循环后的临界载荷与未经循环加载组的临界载荷差别有统计学意义（P<0.05）;GI- Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷复合结构试件在循环加载疲劳实验中,各组临界载荷变化均无统计学差别。结论GI- Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷在循环疲劳实验中表现出较好的耐疲劳特性,可能与其材料本身的显微结构有关。EmpressⅡ热压铸造陶瓷以脆性损伤模式为主。     

厚度配比对2种牙科陶瓷疲劳行为的影响研究

目的考察不同厚度配比的EmpressⅡ热压铸造陶瓷和GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷层状复合结构经Hertzian循疲劳前后强度的变化。方法分别制作不同厚度配比EmpressⅡ热压铸造陶瓷和GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷圆盘状试件,应用Hertzian接触实验方法对这些试件进行循环加载,然后测试105循环加载前后试件的临界载荷。结果EmpressⅡ热压铸造陶瓷和GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷在经Hertzian循环加载后,临界载荷力的平均值比加载前均明显下降（P<0.05）,并且载荷力随底层瓷厚度的下降而降低。GI-Ⅱ氧化铝渗透陶瓷在加载前后的临界载荷均明显高于EmpressⅡ热压铸造陶瓷（P<0.05）。结论循环疲劳能显著降低EmpressⅡ热压铸造陶瓷和GI-Ⅱ型氧化铝渗透陶瓷材料的强度,后者在抗碎裂能力和耐受疲劳方面均优于前者,底层瓷的强度和厚度是决定这2种材料临界载荷力的大小的主要因素。     

两种最大载荷值下牙科脆性陶瓷赫兹触压循环疲劳研究

目的比较两种最大载荷值下牙科脆性陶瓷赫兹触压循环疲劳损伤模式。方法应用赫兹触压实验方法对VitamarkⅡ可切削陶瓷标准试件进行循环加载,然后测试加载后的残余3点弯曲强度,观测试件表面及次表面损伤。结果500 N最大载荷下,Vita markⅡ可切削陶瓷低周循环触压疲劳损伤为经典脆性模式,而高周循环下为类塑性模式。200 N最大载荷下则主要表现为以环状裂纹为代表的脆性模式。结论不同最大载荷值下,牙科脆性陶瓷展示不同的触压疲劳模式。即使在相对较小的载荷下,只要达到一定的循环加载周期,牙科脆性陶瓷强度也会显著降低。     

牙科VitamarkⅡ可切削陶瓷赫兹触压循环疲劳研究

目的 研究Vita mark Ⅱ可切削陶瓷在赫兹触压循环加载下的疲劳模式。方法 应用半径为3.18 mm的碳化钨球对Vita mark Ⅱ可切削陶瓷标准试件进行循环加载，然后测试加载后试件残余三点的弯曲强度，观测试件表面及次表面的损伤情况。结果 在相对均质的Vita mark Ⅱ可切削陶瓷赫兹触压循环疲劳中存在两种损伤模式，即经典的张应力驱动的锥状裂纹（脆性模式）及剪切应力驱动的显微损伤的累积（类塑性模式），前者以加载点周围同心圆样锥状裂纹为特征，后者产生继发性锥状裂纹和放射状裂纹。锥状裂纹的产生导致试件强度的首次下降，后继的更为严重的强度下降由放射状裂纹引起。结论 牙科Vita mark Ⅱ可切削陶瓷赫兹触压循环疲劳包括低循环周期下的脆性模式以及高循环周期下的类塑性模式。     

牙科陶瓷循环和静态疲劳的对比实验

目的 比较牙科陶瓷循环和静态加载后的强度下降规律以及结构损伤差异。方法应用赫兹触压实验方法对可切削陶瓷标准试件（VitamarkⅡ）进行循环和静态加载，测试试件的残余三点挠曲强度，观测试件表面及表面下损伤，数据进行单因素方差分析。结果试件在两种加载模式下，首次加载后残余强度均降低，同时出现外锥型损伤。循环加载至1000次时，内锥型损伤出现并伴随强度进一步降低，差异有统计学意义（P〈0．05）。不同加载时间下的静态加载试件强度下降的差异无统计学意义，同时不伴随内锥状裂纹的产生。结论静态加载和循环加载都能降低陶瓷试件的强度，但循环加载使损伤更严重。     

牙科陶瓷材料弯曲强度可靠性和亚临界裂纹扩展研究

目的:研究口腔临床修复中常用的玻璃渗透氧化铝陶瓷(in-ceram alumina,IA)弯曲强度可靠性和循环载荷下亚临界裂纹扩展(SCG)情况。方法:采用Weibull法分析由三点弯曲强度测量方法获得15个IA样本的弯曲强度数据和由循环疲劳测试获得的15个IA样本循环疲劳断裂次数数据;通过帕里斯定律(Paris law)分析IA试件在循环载荷下的亚临界裂纹扩展情况,SCG行为通过裂纹扩展速度和最大应力强度因子(Kimax)的函数关系来描述。结果:通过Weibull法得到IA试件的Weibull模数为7.9,破坏概率为1%、5%、63.21%时弯曲强度分别为246.8、303.4、438.3 MPa。IA在循环载荷下发生亚临界裂纹扩展后导致材料断裂,在应力强度因子KI为临界应力因子KIC的55%时发生裂纹传播。结论:牙科玻璃渗透氧化铝陶瓷循环载荷下存在亚临界裂纹扩展;采用三点弯曲强度测试并结合使用Weibull分析方法能加深对牙科陶瓷弯曲强度可靠性的理解。     

GI—Ⅱ型粉浆涂塑渗透陶瓷试件的弯曲强度测试

本研究对GI-Ⅱ型镧系、铈系玻璃料渗透Vita In-Ceram氧化铝以后渗透陶瓷试件的三点弯曲强度进行了测试,并与GI-Ⅰ型及Vita In-Ceram玻璃料渗透同种氧化铝的情况进行了对比研究.结果表明:四种玻璃渗透的渗透陶瓷,三点弯曲强度均在366～409MPa.单因素方差分析四组的强度值差异不具有显著性;玻璃成分中以铈部分取代镧是成功的;在玻璃和氧化铝两个影响渗透陶瓷强度的因素中,氧化铝的影响更为关键.     

循环加载对三种牙本质粘结剂微拉伸粘结强度的影响

目的评价循环加载对常用的三种牙本质粘结剂微拉伸粘结强度的影响.方法36个新鲜拔除的无龋第三磨牙垂直牙体长轴除去冠部釉质,在(牙合)面制备盒形洞,随机分成3组,分别用粘结剂Prime&Bond NT(NT)、AdperPrompt(AP)、Contax粘结,复合树脂充填.每组再随机分成实验组和对照组.实验组以50 N的力进行循环加载,加载10000次,并保证加载时试件周围的水浴温度为36℃.对照组浸泡于36℃的水浴中,不加载.制备测试微拉伸粘结强度的条状试件,根据距牙髓的远近,在每个小组中,试件又分为上下两层.在拉力试验机上测定粘结强度.结果各实验组第一、二层的微拉伸粘结强度分别为NT(33.36±8.80)MPa、(30.31±8.33)MPa;AP(12.26±5.41)MPa;Contax(39.32±13.39)MPa、(32.30±11.87)MPa.各对照组第一、二层的微拉伸强度分别为NT(44.14±12.05)MPa、(39.74±8.70)MPaAP(17.29±6.84)MPa;Contax(47.48±13.82)MPa、(40.11±12.28)MPa.试件断裂以混合破坏为主.结论循环加载10000次使3种牙本质粘结剂的微拉伸粘结强度下降;在3种粘结剂中,一步法自酸蚀粘结剂AP的粘结强度最低.     

GI-Ⅱ型渗透陶瓷断裂韧性测试

目的:测试并比较GI-Ⅱ型渗透陶瓷和In-ceram的断裂韧性和硬度。方法:制备GI-Ⅱ型渗透陶瓷和In-ceram圆盘形试件,研磨抛光。在维氏硬度仪上测试断裂韧性和硬度。断裂韧性数据采用Weibull分析。结果:GI-Ⅱ型渗透陶瓷和In-ceram的断裂韧性和硬度分别是3.05±0.06MN·m~(-1.5),12.66±0.33GPa和3.86±0.25MN·m~(-1.5),14.63±0.43GPa。Weibull 模数分别是46.93和15.00。结论:GI-Ⅱ型渗透陶瓷的断裂韧性和硬度比In-ceram低,但明显高于其它传统牙科陶瓷,而且其较高的Weibull模数表明其较好的材料均质性。     

牙科玻璃渗透氧化铝陶瓷弯曲强度Weibull分析和循环载荷下亚临界裂纹扩展研究

目的：研究牙科玻璃渗透氧化铝陶瓷（IA,In-Ceram Alumina）弯曲强度（σ）Weibull分析意义和循环载荷下亚临界裂纹扩展（SCG）情况。方法：分别采用三点弯曲强度测量方法（3p）和循环疲劳（F）测试方法测得15个条形IA样本的弯曲强度以及15个条形IA样本的循环疲劳断裂循环次数,数据采用Weibull方法分析;亚临界裂纹扩展（SCG）行为通过裂纹扩展速度和最大应力强度因子（KImax）的函数关系来描述。结果：IA的Weibull模数为7.9,特征强度（σ63.21）为438.3MPa。IA在循环载荷下发生亚临界裂纹扩展后导致材料断裂,在应力强度因子K1为临界应力因子KIC的55%时发生裂纹传播。结论：牙科玻璃渗透氧化铝陶瓷循环载荷下存在亚临界裂纹扩展;采用弯曲强度测试法并结合使用Weibull分析方法能加深对口腔陶瓷修复失败机制的理解。     

牙科陶瓷的动疲劳性能研究及循环疲劳寿命数值计算

目的 研究牙科陶瓷材料的力学性能并预测其在循环载荷作用下的寿命.方法 采用三点弯曲法对全瓷标准试件进行动疲劳实验.利用特征参数进一步计算材料在循环载荷下作用至断裂的循环次数理论值.结果 全瓷材料的三点弯曲强度、特征强度σ0和Weibull模数m分别为425.7、453.8 MPa和7.4;亚临界裂纹生长参数n、A和B分别为23.1、3.4×10-15和857.2.全瓷材料的抗折强度预测值10年内下降幅度达47%.数值计算结果显示,牙科陶瓷材料在0～200 N循环应力幅值作用下的疲劳寿命理论值为690 447次.结论 水环境和载荷速率对IPS e.max Press 标准试件的抗折强度值有影响.材料的抗折强度预测值随时间推移逐渐下降.数值计算结果可为体外实验提供校验依据,但需体外循环疲劳及有限元实验对修复体在口内服役的情况进行更精确模拟.     

氧化铝预制体烧结温度对GI-Ⅱ型渗透陶瓷性能的影响

目的 :本实验旨在研究预制体烧结温度对最终熔融渗透氧化铝 -玻璃陶瓷复合体 (GI -Ⅱ型渗透陶瓷 )相关性能的影响。方法 :氧化铝浆料涂粉涂塑成长条状杆状试件 ,分别在 10 5 0、110 0、115 0、12 0 0℃烧结 ,然后在112 5℃渗入玻璃 ,试件研磨成 1.9mm× 6 .5mm× 2 5mm大小 ,然后测三点弯曲强度。记录条状试件在制作过程的收缩。结果 :预制体烧结温度升高 ,使渗透陶瓷收缩从 0 .2 0 4%增大到 0 .418% ,但是并未明显提高陶瓷强度。各组强度值分别为 (36 3 .80± 87.90 )MPa ,(380 .40± 5 5 .10 )MPa ,(36 1.2 0± 5 3 .2 0 )MPa ,(388.40± 82 .80 )MPa ,Weibull模数分别是 4.41,6 .88,6 .35 ,4.49。 12 0 0℃组强度稍高 ,但无统计学意义。结论 :从材料收缩小和强度高的要求选择 ,氧化铝预制体烧结温度可选在 110 0℃～ 115 0℃。     

复合树脂核材料的弯曲强度性能研究

目的:采用三点弯曲实验的方法测量3种复合树脂核材料的弯曲强度。方法:本实验使用的3种复合树脂核材料分别为DCFlowCore、Bisfil-Core和LuxaCore。每种材料各制作6个大小为(2.0±0.1)mm×(3.0±0.1)mm×(25.0±0.1)mm的矩形试件。试件在Instron万能材料测试机上测试其弯曲强度,跨距为(20.0±0.1)mm,加载速度为0.5mm/min,使用单因素方差分析对测量数据进行统计学检验。结果:3种材料的弯曲强度值分别为:DCFlowCore(137.96±9.48)MPa,Bisfil-Core(123.82±12.99)MPa,LuxaCore(110.11±10.03)MPa。统计检验的结果显示,DCFlowCore与Bisfil-Core之间(P<0.041)、DCFlowCore与LuxaCore之间(P<0.001)、Bisfil-Core与LuxaCore之间(P<0.047)均有显著性差异。结论:从本实验的结果来看,3种核材料的弯曲强度均可以满足临床需要,以DCFlowCore的弯曲强度值最高。     

IPS－Empress2玻璃陶瓷复层结构亚临界裂纹扩展研究

目的：研究牙科美学陶瓷（IPS－Empress 2）的层状复合结构亚临界裂纹（以下简称SCG）扩展情况。方法：采用Weibull法分析由三点弯曲强度测量方法（3p）获得15个IPS－Empress 2的复层结构样本的弯曲强度数据和由循环疲劳测试（F）获得的15个IPS－Empress 2的复层结构样本循环疲劳断裂次数数据;通过帕里斯定律分析试件在Hertzian循环加载后的亚临界裂纹扩展情况,SCG行为通过裂纹扩展速度和应力强度因子（K1）的函数关系来描述。结果：通过Weibull法得到IPS－Empress 2的复层结构的Weibull模数为7．7。 IPS－Empress 2复层结构在循环载荷下发生亚临界裂纹扩展后导致材料断裂,在应力强度因子K1为临界应力因子KIC的52％时发生裂纹传播。结论：牙科陶瓷层状复合结构循环载荷下存在亚临界裂纹扩展。     

干湿环境下循环载荷对氧化锆-饰面瓷叠层瓷结构抗弯强度的影响

目的:比较干燥和唾液浸泡环境下动态循环加载对氧化锆/饰面瓷叠层瓷结构抗弯强度的影响。方法:制作氧化锆/饰面瓷叠层瓷结构圆片试件30个,随机分为干燥和唾液浸泡两组,循环加载10000次后进行双轴弯曲测试,光学显微镜观察其表面损伤及断裂面形貌。结果:在干燥环境下,经过10000次循环疲劳实验后,表面裂纹主要为赫兹锥状裂纹,破碎模式主要为完全断裂。而在唾液环境下,经过疲劳实验后,表面裂纹除了赫兹锥状裂纹外还有环状裂纹,破碎模式主要为饰瓷脱瓷,而且在干燥环境下的样品抗弯强度比在湿润环境下平均要高70%。结论:口腔内氧化锆全瓷修复材料长期使用后出现性能下降的疲劳现象,与牙科陶瓷修复体处于充满唾液的水环境有关。     

VITA In-Ceram ALUMINA陶瓷结构及性能研究

目的：研究VITA In-Ceram ALUMINA氧化铝基体及渗透复合体的力学性能及显微结构,为该类材料的进一步研究及改性提供指导。方法：加工VITA In-Ceram ALUMINA氧化铝陶瓷试件,并进行VITA In-Ceram GLASS玻璃渗透,制作陶瓷复合体,测试弯曲强度、断裂韧性,并用扫描电镜分析显微结构,根据CerecⅡ实际加工时间评估切削性能。结果：VITA In-Ceram ALUMINA陶瓷基体气孔率68.84%,弯曲强度121.11±12.91Mpa,密度2.74/gcm3,切削时间少于系统估算时间30s;渗透复合体的弯曲强度504.50±23.24MPa,断裂韧性3.37±0.24MPam/12。结论：VITA In-Ceram ALUMINA经VITA In-Ceram GLASS玻璃渗透后力学性能稳定,加工性能好,具有较高强度。     

六种玻璃离子粘固剂断裂模式的比较

目的采用赫兹压痕实验,研究不同类型玻璃离子粘固剂的断裂模式。方法选取6种玻璃离子粘固剂材料(A~D为酸反应固化型,其中A、B无加强成分,C为银粉加强,D为陶瓷加强;E、F为树脂改良型)制作圆盘形试件各10个,直径为10mm,厚度为2mm。置于玻璃纤维加强尼龙6,6基底上,通过直径为20mm的加载头进行静态加载,记录初始断裂载荷,扫描电镜观察试件断裂模式。结果材料A、B、C、D均表现为相似的脆性断裂模式,材料E、F多数试件为局部不完全断裂。材料A~F的初始断裂载荷分别为(258.86±10.49)、(230.88±21.66)、(281.90±25.39)、(282.11±9.60)、(756.67±83.50)和(1148.00±147.78)N,前4种与后2种间差异有统计学意义(P<0.05)。结论玻璃离子粘固剂的固化类型决定其断裂模式;金属或陶瓷加强成分增加试件承受载荷能力的效果不大。     

牙科陶瓷赫兹接触破坏研究

目的：比较两种牙科陶瓷赫兹动态加载下的破坏方式。方法：应用圆球加载实验对VitamarkⅡ可切削陶瓷和GI—Ⅱ渗透陶瓷标准试件进行动态加载,观测破坏方式。结果：渗透陶瓷中心塌陷,外侧放射状裂纹导致试件的破坏。切削陶瓷试件破坏来源于触点外侧的锥状裂纹和后续的放射状裂纹。结论：均质陶瓷赫兹接触破坏以跪性模式为主,而非均质陶瓷来源于类塑性破坏。     

四种树脂粘接剂在GI-Ⅱ型渗透陶瓷与牙本质间的抗剪强度

目的探讨GI-Ⅱ型渗透陶瓷与牙本质间合适的树脂粘接剂。方法将陶瓷片分为4组，采用4种不同种类的树脂粘接剂与GI-Ⅱ型渗透陶瓷粘接，用水平推式剪切强度试验法检测其抗剪强度，所得试验数据经统计学处理，考察不同树脂粘接剂用于GI-Ⅱ型渗透陶瓷与牙本质间的抗剪粘接强度。结果传统Bis-GMA粘接剂粘固硅涂层、偶联剂处理的渗透陶瓷与牙本质其抗剪强度达13MPa，而改良型Bis-GMA粘接剂可达16MPa。结论不同树脂粘接剂配合合适的表面处理方式一样可达到稳定的粘固效果。     

四种树脂粘接剂在CI—Ⅱ型渗透陶瓷与牙本质间的抗剪强度

目的：探讨GI-Ⅱ型渗透陶瓷与牙本质间合适的树脂粘接剂。方法：将陶瓷片分为4组,采用4种不同种类的树脂粘接剂与GI-Ⅱ型渗透陶瓷粘接,用水平推式剪切强度试验法检测其抗剪强度。所得试验数据经统计学处理,考察不同树脂粘接剂用于GI-Ⅱ型渗透陶瓷与牙本质间的抗剪粘接强度。结果：传统Bis-GMA粘接剂粘固硅涂层、偶联剂处理的渗透陶瓷与牙本质其抗剪强度达13MPa,而改良型Bis-GMA粘接剂可达16MPa。结论：不同树脂粘接剂配合合适的表面处理方式一样可达到稳定的粘固效果。