PROPRIEDADES MECÂNICAS
materiais dentários uma complexidade que envolve a matemática da engenharia, a ciência de materiais e artes de odontologia (sem um, os outros são inúteis) cada um destes é dependia da outra somente juntos eles podem ser eficaz por isso vamos explorar as complexidades matemáticas de materiais dentários
propriedades mecânicas DM
Fora das quatro materiais comuns categorias de propriedade ou seja, físicas, químicas mecânicos e biológicos. Vamos discutir propriedades mecânicas
Definição
: propriedades mecânicas são subconjunto de propriedades físicas que são baseados nas leis da mecânica que é a ciência física que lida com energia e forças e seus efeitos sobre os corpos. Eles são a resposta medida, tanto
elástica reversível com a remoção vigor
E plástica irreversível ou não
elástica do material sob uma força aplicada é a distribuição de forças.
< br /> As propriedades mecânicas são expressos na maioria das vezes em unidades de estresse e mancha.
podem representar medição da
1) a deformação elástica ou reversível (ou seja, a resiliência unidade proporcional e módulo de elasticidade)
2 ) de plástico são deformação irreversível (alongamento por cento e dureza)
3) Uma combinação de deformação elástica e plástica, como tenacidade e força de rendimento
Para discutir essas propriedades é preciso primeiro entender os conceitos de árvores e tensão
Dependendo das forças três tipos simples de tranças são classificados
a) tensão de compressão
b) tensão de tracção
c) tensão de cisalhamento
d ) à flexão (flexão) estresse
tensão de compressão: se um corpo é colocado sob uma carga do tende a comprimir são
encurtá-lo, a resistência interna para uma carga é chamado uma "tensão de compressão" de uma tensão de compressão está associada com a estirpe aqui forças são dirigidos um para o outro numa linha recta
tensão de tracção: uma tensão à tracção é causada por uma carga, que tende a alongar ou esticar um corpo. Um stree tração é sempre acompanhado por uma deformação de corte, Aqui forças agem paralled a cada
d) tensão de flexão Bending
é produzido por forças de flexão e pode gerar todos os três tipos de estresse em uma estrutura . Pode ocorrer em próteses parciais fixas ou estruturas cantilever
Como mostrado na acima figura. tensão de tracção se desenvolve do lado do tecido da FPD. E tensão de compressão se desenvolve no lado oclusal.
Para um FPD em balanço a tensão máxima de tração se desenvolve com a superfície oclusal se você pode visualizar a unidade de dobra para baixo para o tecido da superfície superior se torna mais convexa ou esticada e a superfície oposta torna-se compactado
propriedades mecânicas com base na deformação elástica
Existem várias propriedades mecânicas importantes de medição de deformação reversível e inclui
1) módulo elástico (módulo de young ou módulo de elasticidade ou a lei de gancho)
2) módulo de jovem e dinâmica
3) Flexibilidade
4) Resiliência
5) o coeficiente de Poisson
! ) Módulo de elasticidade (módulo de Young ou módulos de elasticidade
Definição: se qualquer valor de tensão igual a ou menor do que o limite proporcional
é dividido pelo seu valor de tensão correspondente, uma constante de proporcionalidade resultará Esta constante de. proporcionalidade é conhecido como o módulo de elasticidade ou módulo de young é representado pela letra e
e = Tensão
----------- giga de Newton /m² ou giga pascules
deformação (1 Giga Newton /m2 6N /m2 = 10. 3 MN /m2
módulo elástico descreve a rigidez relativa ou a rigidez de um material
Este fenómeno pode desempenhar um papel no polimento de margens de coroa
módulo elástico de vários materiais
materiais módulo de elasticidade (GN /m2)
1 ) esmalte 84,1
2) Destin 18,3
3) Feld porcelana spathic 69,0
4) resina composta 16,6
5) resina acrílica de dentadura 2.65
6) Cobalt - cromo parcial 218,0
liga de prótese
7) Gold (tipo 4) liga 99,3
esmalte tem maior módulo elástico (3-4 vezes), em seguida, dentina e é mais dura ou mais frágil, enquanto dentina é mais flexível e mais resistente, cerâmica têm maior módulo, em seguida, polímeros e compósitos.
2) do módulo dinâmico novo
módulo elástico pode ser medido por um método dinâmico, uma vez que a velocidade na qual o som se propaga através de um sólido pode ser facilmente medido por transclucers onda longitudinal e transversal de ultra-sons e os receptores adequados. A velocidade da onda de som e a densidade do material pode ser usado para calcular o "módulo de elasticidade 'e valores de razão de Poisson
' '. Este método de determinação 'módulos elásticos dinâmicos' é menos complicado do que
tracção convencionais ou ensaios de compressão.
Se em vez de tracção ou tensão de compressão uniatial uma tensão de corte foi induzida
A deformação de corte resultante poderia ser utilizado para definir um módulo de cisalhamento para o material. O
cisalhamento módulo (G) \\, pode ser calculada a partir do módulo de elasticidade (I) e
relação de venenos (V), usando a equação
EE
G = ----------- = ------------ = 0,38 E
2 (1 + V) 2 (1 + 0,3)
Um valor de 0,3 para o coeficiente de Poisson é típico. Assim, o módulo de cisalhamento é geralmente cerca de 38% do módulo de elasticidade
4) Flexibilidade:.
A flexibilidade máxima é definida como a estirpe que ocorre quando o material é salientada a sua unidade proporcional. A tensão maior ou deformação com ligeiras tensões é chamado de flexibilidade e é uma consideração importante em aparelhos ortodônticos
5) Resiliência:. Resiliência
pode ser definida como a quantidade de energia absorvida com em uma unidade volume de uma estrutura, quando se força ao seu limite proporcional. É popularmente associado à elasticidade .por exemplo, quando um acrobata cai em uma rede de trapézio a queda de energia é absorvida por ele a resiliência da rede e quando essa energia é liberada o acrobata está novamente no ar.
A descrição acima é um tensão-deformação que ilustra os conceitos de resistência e tenacidade. A área delimitada pela região elástica é uma medida da capacidade de resistência e a área total sob a curva de tensão-deformação é uma medida da resistência.
O material restaurador deve apresentar um moderadamente alto módulo de elasticidade e relativamente baixa resiliência limitando assim o elástico . estirpe
6) proporção de Poisson:
Quando uma tensão de tracção ou de tensão de compressão é aplicada a um cilindro ou haste, existe axial simultânea e deformação lateral, dentro da gama elástica, a razão entre o lateral à deformação axial é chamado POISSONS RELAÇÃO
deformação lateral
POISSONS = ----------------------
tensão axial
Para material isotrópico ideal é 0,5
Para a maioria dos materiais de engenharia que é de 0,3
2) PROPRIEDADES MECÂNICAS BASEADO EM
deformação Plástica (deformação irreversível)
Agora, chegamos a propriedades que são determinadas a partir de tensões no final da região elástica de tensão-deformação, lote viz
1) limite proporcional
2) limite elástico
3) rendimento de força (tensão à prova)
4) Permanente (plástico) deformação
*) força:.. força
é a tensão necessária para causar qualquer fratura ou deformação plástica
A força de um material pode ser descrito por uma ou mais das seguintes propriedades,
1) limite proporcional
2) limite de elasticidade
3) Rendimento de força
4) a deformação permanente
1) limite proporcional:
defn: a maior esforço que pode ser produzido num material tal que a tensão é directamente proporcional à tensão
para, por exemplo:. um fio é carregado em tensão numa pequenos incrementos até que as rupturas do fio, sem a remoção da carga de cada vez, e stress traçados em coordenar a vertical e a estirpe correspondente é representada graficamente em relação à horizontal coordenação de uma curva como mostrado abaixo
o ponto 'P' é o limite proporcional e até ao ponto de 'B'the é proporcional à tensão e além' P 'da estirpe não é mais elástica e o estresse não é proporcional à tensão
2) limite elástico:.
o limite de elasticidade é definida como a tensão máxima que um material irá suportar sem deformação permanente, (para todos os efeitos práticos, portanto, ). O limite de elasticidade e o limite proporcional representam o mesmo estresse dentro da estrutura e os termos são muitas vezes intercambiáveis ao se referir ao estresse envolvido. No entanto, elas diferem no que se descreve o comportamento elástico do material, quando os outros como lida com o stress à tensão na estrutura.
3) Rendimento de força que é a tensão à qual o material começa a funcionar em um modo de plástico, esta resistência à deformação é definida como a tensão que provoca um material exibe um desvio limitante de proporcionalidade de tensão à tensão. Ele é usado quando o limite proporcional não pode ser determinada com precisão.
Ele é descrito em termos de compensação por cento.
Limite elástico, limite de proporcionalidade e força de rendimento, embora definido de forma diferente tem valores próximos, mas deu força é sempre maior do que o outros dois (limite de proporcionalidade, limite elástico).
4) Permanente (plástico) deformação
Se um material é deformado por um estresse além do seu limite proporcional antes da fratura e da força removido. A cepa não se torna 0 devido ao plástico ou deformação permanente, portanto, refere-se ao stress, que um material de ficar permanentemente deformated ou seja, continua a ser dobrado, esticado ou deformado
< BR />
é a tensão à qual o material começa a funcionar de um modo plástico. Assim, o limite da elasticidade é definida como a tensão que provoca um material exibe um desvio limitante de proporcionalidade de tensão à tensão. Ele é usado quando o limite proporcional não pode ser determinada com precisão.
Ele é descrito em termos de compensação por cento.
Limite elástico, limite de proporcionalidade e força de rendimento, embora definido de forma diferente tem valores próximos, mas deu força é sempre maior do que a outros dois
(proporcional; limite, limite elástico)
3) Permanente de plástico) Deformação (:.
Se um material é deformado por um estresse além do seu limite proporcional antes da fratura ea força removido a tensão não se torna zero devido à deformação plástica ou permanente. Assim, refere-se ao estresse além do qual um material de ficar permanentemente deformated ou seja, ela permanece dobrada esticado ou deformated.
Agora, vamos dar uma olhada em diferentes tipos de força
É o stress material necessário para fraturar uma estrutura
1) diametral resistência à tração:.
resistência à tração é geralmente determinado por
Agora vamos ter um olhar para os diferentes tipos de força,
é a tensão máxima necessária para fracturar uma estrutura
1) diametral resistência à tracção: resistência à tracção
é geralmente determinada por sujeição de uma vareta, ou fio haltere em forma exemplar a carga de tração, uma vez que tal teste é sair difícil de executar para materiais frágeis por causa de problemas de alinhamento e de preensão, um outro teste tornou-se popular para materiais frágeis por causa de alinhamento e problemas de aperto, um outro teste tornou-se popular para determinar esta propriedade para material dentário frágil é referido como "teste de compressão diametral"
carga aplicada é colocada contra o lado de um curto cilíndrica (amostras). As forças compressivas verticais produz uma tensão de tracção e fratura ocorre ao longo deste plano vertical, tem tensão de tração é diretamente proporcional à carga de compressão
_2P_ P = carga
de tensão de tração = Dt D = Diâmetro
T =
Espessura
Este teste simples de realizar e oferece excelente reprodutibilidade dos resultados.
resistência à flexão (força transversal ou módulo de ruptura)
Esta propriedade é essencial um teste de força de uma viga suportada em cada extremidade, sob carga estática. É uma medida coletiva de todos os tipos de estresse.
Quando a carga é aplicada, as curvas de amostra, o principal esforço é aplicada, as curvas de amostra, o principal esforço na superfície superior são de compressão, onde como aqueles na superfície inferior estão à tração.
a fórmula matemática para calcular a resistência à flexão é
= 3PL = resistência à flexão
2 BD2 = Distância entre o apoio
= Largura do espécime
= profundidade ou espessura da amostra
= carga máxima no ponto de fratura
é preferido para materiais frágeis
Fadiga força:
valores de tensão bem abaixo da resistência à tracção pode produzir fratura prematura de uma prótese dentária ou material porque os fluxos de microscópicos crescem lentamente ao longo de muitos ciclos de stress. Este fenómeno é chamado de falha por fadiga
A resistência à fadiga é o limite de resistência ou seja, ciclos de tensão máxima que pode ser mantida sem falha
Ele pode ser determinada sujeitando um material a um estresse cíclico de um valor máximo conhecido e determinando o número de ciclos que são necessários para produzir falha.
fadiga estático é um fenómeno atribuído à interacção de uma tensão de tracção constante com fluxo estrutural ao longo do tempo. É um fenômeno exibido por certos materiais cerâmicos em ambiente molhado; certas cerâmicas demonstram também falha por fadiga dinâmica
1) Resistência ao impacto:.
impacto força pode ser definida como a energia necessária para fraturar um material sob uma
força de impacto
um testador tipo de impacto Charpy e testador impacto Izod são usados para testar.
um material com um baixo módulo de elasticidade e uma elevada resistência à tração é mais resistente a forças de impacto.
< br /> um baixo módulo de elasticidade e uma baixa resistência à tração sugerem baixa resistência ao impacto
Outras propriedades mecânicas: Dureza é definida como a quantidade de energia de deformação elástica e plástica necessária tp fratura de um material e é uma medida de resistência à fratura, dureza é a cura mancha estresse até fratura e depende de resistência e ductilidade
tenacidade à fratura:
a tenacidade à fratura é uma propriedade mecânica que descreve a resistência dos materiais frágeis para a propagação catastrófica de fluxos sob vezes a raiz quadrada do comprimento da trinca ou seja Mpa. M½ ou tnN.M 3/2
Brittleness: Brittleness
é a incapacidade relativa de um material para sustentar a deformação plástica antes de fractura de um material ocorre. Ele é considerado como o oposto de tenacidade por exemplo amálgamas, cerâmicas e compósitos são frágeis na temperatura oral; Eles fratura, sem deformação plástica. Assim, os materiais quebradiços fratura em ou perto de seu limite proporcional no entanto, um material frágil não é necessariamente fraco, por exemplo vidro é tambor para um fibras ou de vidro infiltrado alumina cerâmica do núcleo.
3 ) a ductilidade e maleabilidade:
Ductilidade representa a capacidade de um material para sustentar uma grande deformação permanente sob uma carga de tracção antes de fracturas. Por exemplo, um metal que pode ser facilmente arrastado para um fio é dito ser
dúctil
Maleabilidade: A capacidade de um material para sustentar considerável deformação permanente sem ruptura
sob compressão:
Como no mais dúctil e metal maleável que a prata é segunda, platina B 3ª posição na ductilidade e cobre ocupa o 3º lugar no maleabilidade
ductilidade é medido por 3 métodos comuns
a) o alongamento percentual após a ruptura:
o método mais simples e mais comumente utilizado é comparar o aumento do comprimento de um fio ou haste após a fratura em tensão ao seu comprimento antes da fratura. Duas marcas são colocadas sobre o fio como o comprimento de medida (para odontologia, os materiais, o comprimento de medida padrão é geralmente 51 milímetros), o fio ou a haste é então puxado para uma parte sob uma carga de tracção, as extremidades fracturadas são ajustadas uma à outra, e o comprimento de calibre é de novo medido, a razão entre o aumento de comprimento após a ruptura para o comprimento de medida original é chamado o presente alongamento e representa ductilidade
b) a redução na área de amostras de teste de tracção: a
estreitamento ou em forma de cone de constrição que ocorre no final fracturado de um fio dúctil após ruptura sob carga de tracção, a percentagem de diminuição da área da secção transversal da extremidade fracturada em comparação com a área de origem do fio ou haste é referido como a redução da área
c) o ensaio de dobragem a frio:
o material é presa em um torno e dobrada em torno de um mandril de raio especificado, o número de curvas para a fratura é contado, com a grater o número, o guias o número, maior é a ductilidade do material dUREZA
:.
o termo dureza é difícil de definir, em mineralogia a dureza relativa de uma substância é baseado na sua capacidade de "resistir a coçar" na metalurgia e a maioria das outras disciplinas, o conceito de dureza é "resistência à penetração"
Inúmeros imóveis como força limite de proporcionalidade e interagir ductilidade para produzir dureza
< BR /> testes de dureza, estão incluídos nas especificações de ADA para materiais dentários, existem várias escalas e testes baseados principalmente na capacidade da superfície do material para resistir à penetração por um ponto sob uma determinada carga, estes testes incluem Burcol, Brinells rocha bem, ação, Vickers e Knoop
1) Brinell bardo ness teste:
- Um dos testes mais antigo usado para
determinar a dureza de metais
- uma esfera de aço de dureza é pressionado sob uma determinada carga para a superfície polida de um material, a carga é dividida pela área da superfície projectada da indentação e o quociente é referido anúncio Brinell número de dureza ou BHN
- dureza Brinell teste tem sido amplamente utilizada para a determinação da dureza de metais e materiais metálicos utilizados em odontologia
-. BHN está relacionado com o limite de proporcionalidade e a resistência à tracção de ligas dentais ouro
Rockwell teste de dureza:
< br /> é o que alguns semelhante ao
teste Brinell em que uma bola de aço ou ponta de diamante cónico é usado. Em vez de medir o diâmetro da impressão a profundidade da penetração é medida directamente por um instrumento de medição do instrumento. Diferentes pontos de recuo para diferentes materiais são utilizados e designado como RHN
Estes dois BHN e RHN são inadequados para materiais frágeis teste
Vickers:
- é o mesmo princípio da dureza
- teste que é usado no teste
Brinell - em vez de uma esfera de aço, uma base quadrada
- pirâmide é usado. Embora o
pression - é quadrado em vez de rodada a carga é dividida pela área projetada de recuo e
designado como VHN
- O teste de Vickers é empregado na especificação ADA para ligas de ouro de fundição dentária
também é apropriado para materiais frágeis, portanto, utilizada para a dureza medida dente
4) teste de dureza Knoop:
Este emprega uma ponta de diamante de corte ferramenta na configuração geométrica. A impressão é rômbico no esboço e o comprimento da maior diagonal é medida a área projectada é dividido em a carga para se obter o
KHN
O valor da dureza é praticamente independente da produtividade do material testado, assim, dureza de esmalte dos dentes pode ser comparada com a de ouro, porcelana, a carga pode variar de 1 g a 1 kg de modo que ambas as mãos e materiais macios pode ser testado
O Knoop e Vickers testes são classificados como teste de dureza micro enquanto Brinell e rock também são macro teste de dureza. Knoop e Vickers pode medir a dureza em objeto fino demais
Outros testes menos sofisticados são SHORE e BARCOL para medir a dureza de materiais como borracha e plásticos, tipos de materiais dentários; estes utilizam penetradores portáteis e são utilizados na indústria para controle de qualidade do princípio destes testes é alos baseada na resistência à penetração
de concentração de tensões de
materiais
de concentração de tensões referem-se a os fluxos microscópicos ou defeitos estruturais micro e macro na superfície ou no interior da estrutura interna, esses fatores são mais acentuados em material frágil e são responsáveis por fraturas inesperadas no estresse muito abaixo de força máxima. O estresse maior quando o fluxo é perpendicular à direção da tensão de tração e flui sobre a superfície maiores tensões acumuladas
Áreas
de alta concentração de estresse são causadas por seguintes fatores
1) Superfície flui ou seja vazios são as inclusões
flui 2) Interior ou seja, vazios ou inclusões
3) um ângulo interno acentuada no ângulo axial pulpar de um dente preparado para um amálgama ou restauração de compósito
4) um grande diferença de módulo elástico ou coeficiente de expansão térmica através de uma interface de união
5) isto é, carga hertziana aplicada em um ponto sobre um material frágil
Existem vários waysto minimizar estas concentrações de tensão, assim, reduzir o risco de fractura clínica
1) a superfície pode ser polida para reduzir a profundidade do fluxo
2) ângulos interno linha de preparação do dente deve ser WEL arredondados para minimizar o risco de fractura COSP
3) os materiais devem ser estreitamente alinhados em seu coeficiente de expansão ou contração
4) A ponta da cúspide de uma coroa de oposição ou de dente deve ser bem arredondado distribuir estresse sobre uma área maior para materiais frágeis
propriedades mecânicas de estrutura do dente e as forças de mastigação
As propriedades mecânicas do esmalte e dentina varia de um tipo de dente para outro, dentro de dentes individuais de entre os dentes e a posição do dente.
Isso é de cúspide esmalte é mais forte do que o esmalte sobre outras superfícies de dente mais forte sob compressão longitudinal de compressão lateral
por outro lado, a dentina é consideravelmente mais fortes na tensão (50MPa) do que o esmalte (10MPa), resistência à compressão do esmalte e da dentina são comparáveis do limite proporcional e módulo de elasticidade do esmalte são mais elevados do que a dentina
forças mastigatórias:. Mastication
ou forças bitting varia mankedly varia de uma área da boca para outra e de um indivíduo para outro
para o
molar
Bibe vigor variam entre: 400 a 890N (90 a 200 libras)
área Premolar: 222 a 445N (50 a 100 libras)
região Cuspid: 133 a 334N (30 a 75 libras)
região Incisor: 89 a 111N (20 a 55 libras)
metais geralmente superior e maior no além adultos do que em crianças
Conclusão:
Como vimos, existem várias propriedades que regem o desempenho do material. Diferentes propriedades fazem a determinado material mais adequado para uma determinada situação, por exemplo, a força superior na restauração posterior Melhor eletividade é necessária em restaurações fundidas.
Assim, uma através do conhecimento e compreensão em profundidade dessas propriedades mecânicas vai nos ajudar a selecionar e entregar o material mais adequado para cada situação.
