釉质牙本质界和牙齿类型对人牙机械性能的影响关系研究

发布时间：2017-09-23 20:02

  本文关键词：釉质牙本质界和牙齿类型对人牙机械性能的影响关系研究

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【摘要】：牙齿是人体内最重要的咀嚼器官,除了行使基本的生理功能外,还与发音、呼吸和面部美观有很大的关系。牙齿的结构比较复杂,主要由外层硬度较高的牙釉质和内层具有较大韧性的牙本质组成,两者之间是釉质牙本质界。此外,同-牙列上不同类型牙齿的功能和受力不同。目前,关于釉质牙本质界和牙齿类型对人体天然牙力学性能的影响的相关研究较少。鉴于天然生物材料的力学性能与其微观结构和功能密切相关,因此,很有必要研究釉质牙本质界和牙齿类型对人体天然牙力学性能的影响,研究结果能够为牙科修复材料的仿生设计提供理论指导。本文采用了体外模拟试验,研究了釉质牙本质界对牙釉质中裂纹扩展的阻碍作用,并对比研究了人体天然切牙与磨牙的微观结构、力学性能和摩擦学性能,取得的主要研究结果如下：(1)釉质牙本质界是牙釉质与牙本质结合的界面层,其硬度和弹性模量从牙釉质层到牙本质层均呈现梯度下降的变化趋势。牙釉质与牙本质的结合强度大于40 Mpa。 Abaqus有限元分析结果表明,釉质牙本质界和牙本质的存在对裂纹在牙釉质中的扩展起到一定的阻碍作用,对牙釉质层的受力和损伤具有改善和保护作用。(2)本文对比了人体天然切牙与磨牙的力学性能,发现切牙与磨牙的力学性能确实存在着差异,切牙的硬度、弹性模量、断裂韧性和耐冲击性均大于磨牙,两者的滑动磨损形貌无明显区别,但切牙的摩擦系数明显高于磨牙,两者力学性能的差异揭示了生物复合材料结构和性能的复杂性。牙齿的力学性能与其自身结构密切相关,切牙釉质的钙磷元素比和羟基磷灰石晶粒尺寸均大于磨牙釉质,这表明切牙釉质中的无机相含量大于磨牙釉质,这种微观结构的差异导致了两种类型牙齿力学性能的不同。
【关键词】：切牙 磨牙 力学性能 裂纹扩展
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R783.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 引言11-12
• 1.2 人体天然牙基本结构12-15
• 1.3 牙齿力学性能和摩擦学性能研究现状15-20
• 1.4 存在的问题20-21
• 1.5 选题意义和研究内容21-23
• 1.5.1 选题意义21
• 1.5.2 研究内容21-23
• 第二章 试验方法23-29
• 2.1 样品制备23
• 2.2 纳米压痕和划痕试验23-24
• 2.3 冲击试验24-25
• 2.4 断裂韧性的测量25-26
• 2.5 元素含量分析及晶体尺寸测量26
• 2.6 有限元分析26-29
• 2.6.1 有限元分析软件的介绍26-27
• 2.6.2 裂纹问题的基本模型27
• 2.6.3 强度因子的计算及断裂的判断依据27-29
• 第三章 釉质牙本质界力学性能的研究29-41
• 3.1 釉质牙本质界表面形貌29-30
• 3.2 釉质牙本质界力学性能测试30-34
• 3.2.1 硬度和弹性模量测试30-32
• 3.2.2 釉质牙本质界结合强度测试32-34
• 3.3 釉质牙本质界元素成分分析34-35
• 3.4 釉质牙本质界对裂纹阻断机制有限元模拟分析35-39
• 3.4.1 有限元模型的建立36-37
• 3.4.2 计算结果37-39
• 3.4.3 讨论39
• 3.5 本章小结39-41
• 第四章 人体天然切牙和磨牙的力学性能比较研究41-53
• 4.1 试验方法41-42
• 4.2 结果与讨论42-52
• 4.2.1 硬度与弹性模量42-43
• 4.2.2 断裂韧性的测量43-44
• 4.2.3 冲击磨损试验44-45
• 4.2.4 循环滑动磨损试验45-48
• 4.2.5 成分分析与晶粒尺寸计算48-51
• 4.2.6 讨论51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 结论与展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-61
• 攻读硕士学位期间发表的论文61

【参考文献】

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本文编号：907175