PROPIEDADES MECÁNICAS dentales
materiales dentales una complejidad que implica la matemática de la ingeniería, la ciencia de los materiales y las artes de la odontología (sin uno de los otros son inútiles) cada una de ellas se depende de la otros sólo juntos pueden ser eficaces por lo que vamos a explorar las complejidades matemáticas de los materiales dentales
propiedades mecánicas DM
de las cuatro categorías de propiedades materiales comunes a saber, física, química y mecánica biológico. Vamos a hablar de las propiedades mecánicas
Definición
: propiedades mecánicas son subconjunto de propiedades físicas que se basan en las leyes de la mecánica que es la ciencia física que se ocupa de la energía y fuerzas y sus efectos sobre los cuerpos. Ellos son la respuesta medida, tanto
elástico reversible con la eliminación de la fuerza y
elástica plástica irreversible o no de material bajo una fuerza aplicada son la distribución de fuerzas.
< br /> Las propiedades mecánicas se expresan más a menudo en unidades de estrés y la mancha.
pueden representar medición de
1) deformación elástica o reversible (es decir, la capacidad de recuperación unidad proporcional y módulo de elasticidad)
2 ) son de plástico deformación irreversible (porcentaje de elongación y dureza)
3) una combinación de deformación elástica y plástica tales como la dureza y la fuerza de la producción
Para discutir estas propiedades primero hay que entender los conceptos de árboles y la tensión
Dependiendo de las fuerzas se clasifican tres tipos simples de trenzas
a) tensión de compresión
b) tensión de tracción
c) esfuerzo cortante
d ) a la flexión (flexión) el estrés
tensión de compresión: si un cuerpo es colocado bajo una carga al tiende a comprimir son
acortarlo, la resistencia interna a una carga, se lo llama un "esfuerzo de compresión" un esfuerzo de compresión está asociada con la cepa aquí fuerzas se dirigen el uno al otro en una línea recta
tensión de tracción: un esfuerzo de tracción es causada por una carga que tiende a estirar o alargar un cuerpo. Un sólo sentido a la tracción es siempre acompañado por una deformación de corte, Aquí fuerzas actúan paralled a cada
d) el estrés doblado por flexión
se produce por fuerzas de flexión y puede generar los tres tipos de estrés en una estructura . Puede ocurrir en las dentaduras parciales fijas o estructuras en voladizo
Como se muestra en la anterior figura. esfuerzo de tracción se desarrolla en el lado del tejido de la FPD. Y el esfuerzo de compresión se desarrolla en el lado oclusal.
Para un voladizo FPD la tensión de tracción máxima se desarrolla con la superficie oclusal si se puede visualizar la unidad de doblado hacia abajo, hacia el tejido de la superficie superior se hace más convexo o estirado y la superficie opuesta se comprime
propiedades mecánicas en base a la deformación elástica
Hay varias propiedades mecánicas importantes que miden la deformación reversible e incluye
1) módulo de elasticidad (módulo de Young o módulo de elasticidad o la ley de hook)
2) el módulo de dinámica joven
3) Flexibilidad
4) resiliencia
5) el coeficiente de Poisson
! ) Módulo de elasticidad (módulo de Young o módulo de elasticidad
Definición: si cualquier valor de tensión igual a o menor que el límite proporcional
se divide por su valor de deformación correspondiente, una constante de proporcionalidad resultará Esta constante de. proporcionalidad se conoce como el módulo de elasticidad o módulo de Young se representa por la letra E
E = Stress
----------- giga de Newton /metros cuadrados o giga pascules
Strain (1 giga Newton /m2 6 N /m2 = 10. 3 MN /m2
módulo elástico describe la rigidez relativa o la rigidez de un material
Este fenómeno puede desempeñar un papel en el bruñido de los márgenes de la corona
módulo elástico de diversos materiales
módulo de materiales elásticos (GN /m2) 1
) esmalte 84,1
2) Destin 18,3
3) Feld porcelana spathic 69,0
4) Compuesto de resina 16,6
5) acrílico resina para prótesis 2.65
6) de cobalto - cromo parcial 218,0
aleación de prótesis
7) oro (tipo 4) aleación de 99,3
esmalte tiene un módulo elástico más alto (3-4 veces) y luego dentina y es más rígido o más frágil, mientras dentina es más flexible y más dura, cerámica tienen mayor módulo luego polímeros y materiales compuestos.
2) el módulo de dinámica joven
el módulo elástico puede ser medido por un método dinámico, ya que la velocidad a la que el sonido viaja a través de una sólida se puede medir fácilmente por transclucers onda longitudinal y transversal ultrasónicos y receptores adecuados. La velocidad de la onda de sonido y la densidad del material se puede utilizar para calcular el 'módulo elástico' y los valores
'de Poisson de relación. Este método de determinación de 'módulos de elasticidad dinámico "es menos complicado que
tracción convencional o pruebas de compresión.
Si en lugar de tracción o de compresión uniatial se indujo un esfuerzo cortante
La deformación por esfuerzo cortante resultante podría ser se usa para definir un módulo de corte para el material. El
módulo de cizallamiento (G) \\, puede calcularse a partir del módulo elástico (I) y venenos relación
(V), utilizando la ecuación
EE
G = ----------- ------------ = = 0,38 E
2 (1 + V) 2 (1 + 0,3)
Un valor de 0,3 para el coeficiente de Poisson es típico. Por lo tanto, el módulo de cizallamiento es generalmente cerca de 38% del módulo elástico
4) Flexibilidad:.
La flexibilidad máxima se define como la cepa que se produce cuando el material se hizo hincapié en que su unidad proporcional. Una cepa más grande o deformación con tensiones ligeras se llama flexibilidad y es una consideración importante en aparatos de ortodoncia
5) Resiliencia:. Resiliencia
se puede definir como la cantidad de energía absorbida con en una unidad volumen de una estructura, cuando se tensiona a su límite proporcional. Se asocia popularmente con elasticidad .Por ejemplo, cuando un acróbata cae en una red de trapecio de la caída de la energía es absorbida por él resiliencia de la red y cuando se libera esta energía es el acróbata de nuevo en el aire.
Lo anterior es una tensión-deformación que ilustra los conceptos de resistencia y tenacidad. La zona delimitada por la región elástica es una medida de la capacidad de recuperación y el área total bajo la curva de tensión-deformación es una medida de la tenacidad.
El material de restauración debe exhibir un moderadamente alto módulo elástico y relativamente baja resiliencia limitando así el elástico . cepa
6) de Poisson Ratio:
cuando se aplica una tensión de tracción o tensión de compresión en un cilindro o varilla, hay axial simultáneo y la tensión lateral, dentro de la gama elástica, la relación de el lateral a la deformación axial se llama POISSONS RATIO
tensión lateral
POISSONS = ----------------------
deformación axial Para
material isotrópico ideales es 0,5
Para la mayoría de los materiales de ingeniería es 0,3
2) PROPIEDADES MECÁNICAS EN BASE A
deformación plástica (deformación irreversible)
Ahora, llegamos a las propiedades que se determinan a partir de las tensiones en el extremo de la región elástica de tensión-deformación de la trama, es decir
1) límite proporcional
2) límite elástico
3) el límite elástico (límite de elasticidad)
4) Permanente () deformación plástica
*) fuerza:..
fuerza es la tensión necesaria para hacer que sea fractura o deformación plástica
La resistencia de un material puede ser descrito por una o más de las siguientes propiedades,
1) límite proporcional
2) límite elástico
3) límite elástico
4) deformación permanente
1) límite proporcional:
defn: el mayor estrés que puede ser producido en un material tal que la tensión es directamente proporcional a la tensión
Por ejemplo:. un alambre está cargado de la tensión en un pequeños incrementos hasta que se rompe el cable sin retirada de la carga cada vez, y el estrés representa en coordenada vertical y la cepa correspondiente se representa en el eje horizontal coordinar una curva como se muestra a continuación
el punto "P" es el límite proporcional y hasta un punto 'B'the es proporcional a la tensión y más allá "P" que la cepa ya no es elástico y estrés ya no es proporcional a la tensión
2) límite elástico:.
el límite elástico se define como la tensión máxima que un material puede soportar sin deformación permanente, (para todos los propósitos prácticos, por lo tanto ). El límite elástico y el límite proporcional representan la misma tensión dentro de la estructura y los términos son a menudo intercambiables en referencia a la tensión relacionada. Sin embargo, difieren en que uno se describe el comportamiento elástico del material en tanto que los demás se ocupa de la tensión de deformación en la estructura.
3) Límite elástico es la tensión a la que el material comienza a funcionar en una manera de plástico, este límite de elasticidad se define como la tensión a la que un material exhibe una desviación de la limitación de la proporcionalidad de la tensión a la tensión. Se utiliza cuando límite proporcional no se puede determinar con precisión.
Se describe en términos de desplazamiento por ciento.
Límite elástico, límite proporcional y dió fuerza aunque se define de manera diferente tener valores cercanos pero el límite elástico es siempre mayor que la otros dos (límite proporcional, límite elástico).
4) Permanente (plástico) de deformación Si un material se deforma por una tensión más allá de su límite proporcional antes de la fractura y la fuerza retira. La cepa no se convierte en 0 debido a la deformación plástica o permanente, por lo que se refiere a la tensión que un material obtener deformated permanentemente es decir, que permanece doblado, estirado o deformado
< br />
es la tensión a la que el material comienza a funcionar de una manera plástica. Por lo tanto resistencia a la fluencia se define como la tensión a la que un material exhibe una desviación de la limitación de la proporcionalidad de la tensión a la tensión. Se utiliza cuando límite proporcional no se puede determinar con precisión.
Se describe en términos de desplazamiento por ciento.
Límite elástico, límite proporcional y dió fuerza aunque se define de manera diferente tener valores cercanos pero el límite elástico es siempre mayor que la otros dos
(es decir, proporcional; límite, límite elástico)
3) Deformación permanente (de plástico):.
Si un material se deforma por una tensión más allá de su límite proporcional antes de la fractura y la fuerza retira la cepa no se convierta en cero debido a la deformación plástica o permanente. Por lo tanto, se refiere a la tensión más allá del cual un material permanentemente, deformated es decir, que permanece doblada o estirada deformated.
Ahora, vamos a echar un vistazo a los diferentes tipos de fuerza
Es la tensión del material requerido para fracturar una estructura
1) resistencia a la tracción diametral:.
resistencia a la tracción se determina generalmente por
Ahora vamos a echar un vistazo a los diferentes tipos de fuerza,
es la tensión máxima requerida para fracturar una estructura
1) resistencia a la tracción diametral:
resistencia a la tracción se determina generalmente sometiendo una varilla, alambre o mancuerna en forma ejemplar a carga de tracción, ya que dicha prueba es dejar de fumar difícil de realizar para materiales frágiles a causa de problemas de alineación y de agarre, otra prueba se ha convertido en popular para materiales frágiles debido a la alineación y problemas de agarre, otra prueba se ha convertido en popular para la determinación de esta propiedad para material dental frágil es referido como "ensayo de compresión diametral"
carga a la compresión se coloca contra el lado de un corto cilíndrico (especímenes). Las fuerzas de compresión verticales produce una tensión de tracción y fractura se produce a lo largo de este plano vertical, Haga que la tensión de tracción es directamente proporcional a la carga de compresión
_2P_ P = carga
tensión de tracción = Dt D = Diámetro
T = Espesor
Esta prueba sencilla de realizar y proporciona una excelente reproducibilidad de los resultados.
resistencia a la flexión (resistencia a la flexión o módulo de rotura)
Esta propiedad es esencial una prueba de resistencia de una viga apoyada en cada extremo, con una carga estática. Es una medida colectiva de todos los tipos de estrés.
Cuando se aplica la carga, las curvas de muestra, se aplica la tensión principal, las curvas de probetas, el esfuerzo principal en la superficie superior están a la compresión, en donde como los de la superficie inferior son la tracción.
la fórmula matemática para calcular la resistencia a la flexión es
= 3 pl = resistencia a la flexión
2 = BD2 distancia entre el apoyo
= Anchura de la muestra
= Profundidad o espesor de la muestra
= carga máxima en el punto de fractura
se prefiere para materiales frágiles
resistencia a la fatiga: los valores del esfuerzo
muy por debajo de la resistencia a la tracción pueden producir la fractura prematura de una prótesis o material dental porque los flujos microscópicas crecen lentamente durante muchos ciclos de estrés. Este fenómeno se denomina fallo por fatiga
resistencia a la fatiga es el límite de resistencia es decir, ciclos de esfuerzos máximos que se pueden mantener sin fallo
Se puede determinar sometiendo un material a una tensión cíclica de un valor máximo conocido y determinar el número de ciclos que se requieren para producir el fracaso.
fatiga estática es un fenómeno atribuido a la interacción de una tensión de tracción constante con flujo estructural con el tiempo. Es un fenómeno exhibida por ciertos materiales cerámicos en ambiente húmedo; ciertas cerámicas también demuestran el fallo por fatiga dinámica
1) Resistencia al impacto:.
La resistencia al impacto se puede definir como la energía requerida para fracturar un material bajo una fuerza de impacto
un probador tipo de impacto charpy y ensayo de impacto Izod se utilizan para probar.
un material con un bajo módulo de elasticidad y una resistencia a la tracción es más resistente a las fuerzas de impacto.
< br /> a bajo módulo de elasticidad y una baja resistencia a la tracción sugieren baja resistencia al impacto
otras propiedades mecánicas: Dureza se define como la cantidad de energía de deformación elástica y plástica requerida tp fracturar un material y es una medida de resistencia a la fractura, dureza es cura mancha estrés hasta la fractura y depende de la fuerza y la ductilidad
resistencia a la fractura:
resistencia a la fractura es una propiedad mecánica que describe la resistencia de materiales quebradizos a la propagación catastrófica de los flujos en virtud veces la raíz cuadrada de la longitud de la grieta es decir Mpa. M½ o tnN.M 3/2
Fragilidad: Fragilidad
es la incapacidad relativa de un material para mantener la deformación plástica antes de que ocurra la fractura de un material. Se considera como el opuesto de la tenacidad por ejemplo, amalgamas, cerámica y materiales compuestos son frágiles a temperatura oral; Se fracturan sin deformación plástica. Por lo tanto, frágil fractura de materiales en o cerca de su límite proporcional sin embargo, un material frágil no es necesariamente débil, por ejemplo vidrio es un tambor en el que las fibras de vidrio o cerámica infiltrada alúmina centrales.
3 ) Ductilidad y maleabilidad:
Ductilidad representa la capacidad de un material para mantener una gran deformación permanente bajo una carga de tracción antes de que se fractura. Por ejemplo, un metal que puede ser fácilmente arrastrado a un alambre se dice que es
dúctil
maleabilidad: La capacidad de un material para sostener considerable deformación permanente sin ruptura
bajo compresión:
al igual que en los más dúctil y maleable, que la plata metálica está en segundo lugar, el platino B 3ª fila de la ductilidad y el cobre se ubica tercero en la maleabilidad
la ductilidad se mide por 3 métodos comunes
a) porcentaje de alargamiento después de la fractura:
el método más simple y más comúnmente utilizado es comparar el aumento en la longitud de un alambre o varilla después de la fractura de la tensión a su longitud antes de la fractura. Dos marcas se colocan en el cable como la longitud de referencia (por dentales, materiales, la longitud de calibre estándar es por lo general de 51 mm) el alambre o varilla a continuación, se tira de una parte bajo una carga de tracción, los extremos fracturados se montan juntos, y la longitud de referencia se mide de nuevo, la relación entre el aumento de la longitud después de la fractura a la longitud de referencia original se llama la presente elongación y representa ductilidad
b) la reducción de la superficie de los especímenes de ensayo de tracción: el
estricción o constricción que se produce en el extremo fracturado de un alambre dúctil después de la rotura bajo carga de tracción en forma de cono, el porcentaje de disminución en el área de la sección transversal del extremo fracturado en comparación con el área original del alambre o varilla se denomina la reducción de la superficie
c) la prueba de doblado en frío:
el material se sujeta en un tornillo de banco y se inclinó alrededor de un mandril de radio especificado, se cuenta el número de curvas a la fractura, con el rallador el número, el portavoz oficial sea el número, mayor es la ductilidad del material
dUREZA:.
el término dureza es difícil de definir, en la mineralogía de la dureza relativa de una sustancia se basa de su capacidad para "resistir el rasguñar" en la metalurgia y la mayoría de otras disciplinas, el concepto de la dureza es la "resistencia al punzonamiento"
una serie de propiedades como la resistencia límite proporcional y ductilidad interactúan para producir la dureza
< br /> los ensayos de dureza, se incluyen en las especificaciones de la ADA para los materiales dentales, existen varias escalas y pruebas basadas sobre todo en la capacidad de la superficie del material para resistir la penetración de un punto bajo una carga especificada, estas pruebas incluyen Burcol, Brinells roca así, acción, Vickers y Knoop
1) Brinell bardo ness prueba:
- Una de las pruebas más antiguo utilizado para
determinar la dureza de metales
- Una bola de acero de dureza es presionado bajo una carga especificada en la superficie pulida de un material de la carga se divide por el área de la superficie proyectada de la huella y el cociente se denomina ad número de dureza Brinell BHN o
- dureza Brinell prueba se ha utilizado ampliamente para la determinación de la dureza de los metales y los materiales metálicos utilizados en odontología
-. BHN está relacionado con el límite proporcional y la resistencia a la tracción de las aleaciones de oro
prueba de dureza Rockwell:
< br /> es cierto lo similar a la prueba Brinell
porque se utiliza una bola de acero o punta de diamante cónica. En lugar de medir el diámetro de la impresión de la profundidad de penetración se mide directamente por un comparador en el instrumento. Diferentes puntos de sangría para los diferentes materiales que se utilizan y designados como RHN
Estos dos BHN y RHN no son adecuados para materiales frágiles prueba
dureza Vickers:
- ¿es el mismo principio de la dureza
- Comprobación de que se utiliza en el ensayo Brinell
- en lugar de una bola de acero, un
de base cuadrada - Pirámide se utiliza. Aunque el
compresión - es cuadrada en lugar de alrededor de la carga se divide por el área proyectada de la indentación y
designado como VHN
- La prueba de Vickers se emplea en la memoria descriptiva de la ADA para la fundición de aleaciones de oro dental ,
también es adecuado para materiales frágiles, que se utiliza ahí la dureza medida diente
4) prueba de dureza Knoop:
Esta emplea una herramienta de corte con punta de diamante en la configuración geométrica. La impresión es romboidal en el esbozo y la longitud de la diagonal más larga se mide el área proyectada se divide en la carga para dar el
KHN
El valor de la dureza es prácticamente independiente de la conductividad del material ensayado por lo tanto la dureza de esmalte de los dientes se puede comparar con la de oro, porcelana, la carga se puede variar de 1 g a 1 kg de modo que tanto la mano y materiales blandos se pueden probar
El Knoop y Vickers pruebas se clasifican como prueba de micro dureza mientras Brinell y rock también son prueba de dureza macro. Knoop y Vickers pueden medir la dureza en el objeto delgado demasiado
Otras pruebas son menos sofisticados costa y Barcol para medir la dureza de materiales como el caucho y plásticos, tipos de materiales dentales; éstos utilizan penetradores portátiles y se utilizan en la industria para el control de calidad del principio de estas pruebas se basa alos sobre la resistencia a la indentación
factores de concentración de estrés
materiales
factores de concentración de estrés consulte los flujos microscópicos o defectos estructurales micro y macro en la superficie o dentro de la estructura interna, estos factores son más acentuadas en material frágil y son responsables de las fracturas inesperados en la tensión muy por debajo de la resistencia última. La mayor tensión cuando el flujo es perpendicular a la dirección del esfuerzo de tracción y fluye sobre la superficie mayores tensiones acumuladas
Áreas
de alta concentración de esfuerzos son causados por factores siguientes
1) Superficie es decir, los flujos huecos son inclusiones
fluye 2) interior es decir, huecos o inclusiones
3) un ángulo interno agudo en el ángulo axial pulpar de un diente de preparación para una amalgama o restauración de composite
4) una gran diferencia de módulo de elasticidad o coeficiente de dilatación térmica a través de una interfaz unida
5) hertziano es decir, la carga aplicada en un punto de un material frágil
Hay varios waysto minimizar estas concentraciones de esfuerzos, por lo tanto reducir el riesgo de fractura clínica
1) la superficie puede ser pulida para reducir la profundidad del flujo
2) ángulos de línea interna de la preparación del diente debe ser wel redondeado para minimizar el riesgo de fractura COSP
3) los materiales deben ser muy igualados en su coeficiente de expansión o contracción
4) La punta de la cúspide de una corona o diente opuesto debe ser bien redondeado distribuir el estrés sobre un área mayor para materiales frágiles
propiedades mecánicas de la estructura del diente y las fuerzas de la masticación
Las propiedades mecánicas de esmalte y la dentina varía de un tipo de diente a otro, dentro de los dientes individuales de entre los dientes y la posición de los dientes.
es decir cúspides esmalte es más fuerte que el esmalte en otras superficies del diente más fuerte bajo compresión longitudinal que la compresión lateral
por otro lado, la dentina es considerablemente más fuerte en tensión (50 MPa) de esmalte (10 MPa), resistencia a la compresión de esmalte y la dentina son comparables del límite proporcional y el módulo de elasticidad del esmalte son más altos que la dentina
fuerzas de masticación:. la masticación
o fuerzas bitting varía mankedly varía de una zona de la boca a otra y de un individuo a otro
para el
molar
rango de fuerza Bibe a partir de: 400 a 890 N (90 a 200 libras)
área premolar: 222 a 445N (50 a 100 libras)
región Canino: 133 a 334N (30 a 75 libras)
región incisiva: 89 a 111n (20 a 55 libras)
metales generalmente mayor que y mayor en más allá de los adultos que en los niños
Conclusión:
Como hemos visto hay varias propiedades que rigen el comportamiento del material. Diferentes propiedades hacen al material particular más adecuado para una situación dada, por ejemplo, la fuerza superior en la restauración posterior se requiere mejorar la electividad en restauraciones de molde.
Por lo tanto, una comprensión a través del conocimiento y en profundidad de estas propiedades mecánicas se nos ayuda a seleccionar y entregar el material más adecuado para cada situación.
