SHOFU長石質(zhì)陶瓷疲勞性能研究.pdf

1、本研究目的在于運用疲勞學(xué)的理論和方法，通過對SHOFU長石質(zhì)陶瓷疲勞性能進(jìn)行測試和評價，建立牙科陶瓷疲勞性能評價的方法體系，并結(jié)合試驗闡述修復(fù)體表面裂紋形成和表面滑動接觸疲勞破壞的過程和機制。 方法：通過三點彎曲動態(tài)疲勞試驗測量表征ShofuVintage長石質(zhì)陶瓷亞臨界裂紋擴展能力的動態(tài)疲勞參數(shù)和人工唾液環(huán)境下材料的Weibull模數(shù)，通過動態(tài)疲勞壽命圖和SPT圖表征材料的動態(tài)疲勞壽命；運用SEM和分形理論對試件斷口進(jìn)行分析；

2、運用數(shù)學(xué)的方法對材料的循環(huán)疲勞壽命進(jìn)行估算，繪制S-N曲線；在液壓式疲勞磨損實驗機(DELTALAB-PLANT,France)上模擬修復(fù)體受到的滑動接觸模式對常用SHOFU長石質(zhì)陶瓷材料進(jìn)行表面滑動接觸疲勞測試，通過SEM觀察和理論分析闡述在球一面接觸滑動受力狀態(tài)下材料表面裂紋形成的機制及過程。 結(jié)果：1.牙科陶瓷疲勞行為符合Paris公式，從材料疲勞學(xué)的角度來看，三點/四點彎曲法測定裂紋擴展速率以及S-N曲線是全面表征牙科陶

3、瓷疲勞性能的基本方法。 2.SHOFU長石質(zhì)陶瓷材料在人工唾液中的動態(tài)疲勞參數(shù)分別為：體瓷n=32±9.5；切端瓷n=35.8±4.46；透明瓷n=23.5±3.4。在人工唾液環(huán)境中，體瓷Weibull模數(shù)m=17.345，特征強度σ*=77.636MPa；透明瓷Weibull模數(shù)m=16.072，特征強度σ*=75.546MPa；切端瓷Weibull模數(shù)m=16.527，特征強度σ*=76.022MPa。 3.試件斷口

4、是一個分形結(jié)構(gòu)，不同加載速率對斷口形貌有一定影響，說明斷口形貌能夠從一定程度上反映試件或者修復(fù)體斷裂破壞時的應(yīng)力、環(huán)境等情況。 4.循環(huán)疲勞壽命估算表明，在表面應(yīng)力強度低于斷裂應(yīng)力80％的情況下，對于表面沒有缺陷和裂紋的SHOFU長石質(zhì)陶瓷材料結(jié)構(gòu)而言，該應(yīng)力水平是安全的，但修復(fù)體表面接觸疲勞造成的裂紋和殘余應(yīng)力可能會降低修復(fù)體壽命。 5.口腔烤瓷修復(fù)體表面接觸損傷形成的表面疲勞裂紋及其塑性形變區(qū)是修復(fù)體疲勞成核的重要來

5、源之一，這些裂紋和殘余應(yīng)力可能在循環(huán)咀嚼應(yīng)力的反復(fù)作用下將產(chǎn)生擴展和應(yīng)力釋放，導(dǎo)致修復(fù)體的疲勞破壞。 結(jié)論：牙科陶瓷材料動態(tài)疲勞參數(shù)n值和材料在人工唾液環(huán)境下的特征強度σ*能夠更加真實的反映材料在口腔環(huán)境中的力學(xué)性能。牙科陶瓷材料的研發(fā)不僅要滿足強度和美觀的要求，還要考慮材料本身的抗疲勞性能，具有較高n值和σ*值的材料才能滿足口內(nèi)長期使用的要求。對破損修復(fù)體斷面進(jìn)行斷口分析有助于我們了解修復(fù)體破壞的原因和機理。正常咀嚼應(yīng)力對SH