材料的性能（机械性能、化学性能、生物学性能）-中国医科大.ppt

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1、总总论论密度密度定义为单位体积的质量。定义为单位体积的质量。在口腔中，质量轻的物质是很重要的。例如，全在口腔中，质量轻的物质是很重要的。例如，全口或局部义齿修复体单位重量会影响到义齿的固口或局部义齿修复体单位重量会影响到义齿的固位、患者的舒适度和支持组织的生理反应。大多位、患者的舒适度和支持组织的生理反应。大多数制作修复体的非金属材料相对较轻。数制作修复体的非金属材料相对较轻。一物理性能一物理性能 （PHYSICAL PROPERTIESPHYSICAL PROPERTIES）总总论论熔点和凝固点熔点和凝固点在口腔内使用的材料例如印模材料、蜡型材料必须在口腔内使用的材料例如印模材料、蜡型材料必

2、须能够在不伤害组织的温度下进行操作能够在不伤害组织的温度下进行操作口腔外使用的材料起熔点也很重要。例如，铸造合口腔外使用的材料起熔点也很重要。例如，铸造合金的熔点影响到熔模材料及铸造设备的选择。焊接金的熔点影响到熔模材料及铸造设备的选择。焊接合金的熔点要于修复体金属想匹配。合金的熔点要于修复体金属想匹配。多数口腔材料因为不是单一成分，其熔化温度是一多数口腔材料因为不是单一成分，其熔化温度是一定的范围而非一点。定的范围而非一点。总总论论（一）（一）尺寸改变尺寸改变 修复体在制作过程中以及在口腔内使用过程修复体在制作过程中以及在口腔内使用过程中，修复体材料及制作修复体的辅助材料，中，修复体材料及制

3、作修复体的辅助材料，由于物理的、化学的因素产生程度不同的形由于物理的、化学的因素产生程度不同的形变称为尺寸变化。变称为尺寸变化。总总论论表达式：表达式：=100%L-L0 L0总总论论尺寸改变的测量方法：尺寸改变的测量方法：1 1 直接法直接法 2 2 间接法：电阻应变计间接法：电阻应变计 差动变压器差动变压器总总论论总总论论口腔材料的尺寸稳定性对于材料在临床使用口腔材料的尺寸稳定性对于材料在临床使用的意义：的意义：印模材料、模型材料印模材料、模型材料 修复体精度修复体精度 充填材料充填材料 充填体与窝洞密合性充填体与窝洞密合性 微漏、继发龋微漏、继发龋影响影响影响影响总总论论（二）（二）热膨

4、胀系数热膨胀系数 热膨胀系数是表征物体长度（或体积）热膨胀系数是表征物体长度（或体积）随温度变化的物理量。随温度变化的物理量。?材料热膨胀系数对修复的影响材料热膨胀系数对修复的影响热膨胀系数的测试方法有示差法、光杠杆放热膨胀系数的测试方法有示差法、光杠杆放大法、光干涉法、差动变压器法和大法、光干涉法、差动变压器法和线射线射线法。线法。总总论论对临床影响对临床影响包埋材料的热膨胀系数对于补偿金属铸造包埋材料的热膨胀系数对于补偿金属铸造收缩的意义收缩的意义充填体与牙体热膨胀系数的差别对于治疗充填体与牙体热膨胀系数的差别对于治疗效果的影响效果的影响人牙和一些材料的热膨胀系数人牙和一些材料的热膨胀系数

5、总总论论（三）热导率（三）热导率导热是以热量进行能量传递的一种形式。导热是以热量进行能量传递的一种形式。热导率是量度材料导热性能的物理量，又热导率是量度材料导热性能的物理量，又称导热系数。称导热系数。充填材料导热性能对牙髓的影响。充填材料导热性能对牙髓的影响。总总论论（四）（四）流电性（流电性（GALVANISMGALVANISM）在电解质溶液中存在异种金属时，不同金属在电解质溶液中存在异种金属时，不同金属之间的电位不同，接触时将会出现电位差，之间的电位不同，接触时将会出现电位差，导致微电流，这种性质称为流电性，该现象导致微电流，这种性质称为流电性，该现象称为流电现象。原理同原电池。称为流电现

6、象。原理同原电池。总总论论总总论论 提示提示 口腔内不同金属在唾液的作用下，有电流产生。口腔内不同金属在唾液的作用下，有电流产生。可对牙髓产生刺激，并腐蚀修复材料。可对牙髓产生刺激，并腐蚀修复材料。口腔内尽量避免使用不同种金属制作的修复体口腔内尽量避免使用不同种金属制作的修复体可摘局部义齿的合支托避免设计在金属充填体上可摘局部义齿的合支托避免设计在金属充填体上汞合金与不同金属修复体间产生的电化学作用汞合金与不同金属修复体间产生的电化学作用总总论论（五）润湿性（五）润湿性固、液、气相接触的面称为固、液、气相接触的面称为界面界面。液体在固体表面扩散的趋势称为液液体在固体表面扩散的趋势称为液体对固体

7、的体对固体的润湿性润湿性，是粘接的必要，是粘接的必要条件。条件。角角 润湿性润湿性总总论论金属液态时其表面张力较大金属液态时其表面张力较大水的表面张力为中等，在橡胶印模材料及塑料基托水的表面张力为中等，在橡胶印模材料及塑料基托表面可呈滴状，在干净的金属和瓷表面则呈扩散作表面可呈滴状，在干净的金属和瓷表面则呈扩散作用。用。早晨带露珠的玫瑰花、高度抛光的总义齿表面早晨带露珠的玫瑰花、高度抛光的总义齿表面 金属的表面张力除汞外，都不能在室内测量金属的表面张力除汞外，都不能在室内测量有机液体表面张力较小，通常较易湿润表面而不呈有机液体表面张力较小，通常较易湿润表面而不呈滴状。滴状。总总论论口腔应用实例

8、口腔应用实例 汞在许多表面呈滴状，汞只有在被湿润的表汞在许多表面呈滴状，汞只有在被湿润的表面清洁和具有高能量的时候才具有较好的面清洁和具有高能量的时候才具有较好的湿润作用。研磨可提供新鲜干净的合金表湿润作用。研磨可提供新鲜干净的合金表面有助于汞的湿润。面有助于汞的湿润。总总论论 由于表面张力的原因，铸造时难以完成精密由于表面张力的原因，铸造时难以完成精密部分，升高温度可以降低合金表面张力，部分，升高温度可以降低合金表面张力，但温度过高可以产生氧化，破坏铸件，适但温度过高可以产生氧化，破坏铸件，适宜的熔煤可以保护铸件在热处理过程中不宜的熔煤可以保护铸件在热处理过程中不被破坏。被破坏。湿化剂湿化剂

9、WETTING AGENTWETTING AGENT 焊媒焊媒 如果焊的表面张力过大，那如果焊的表面张力过大，那么会阻止焊流到所要去的地方。焊媒么会阻止焊流到所要去的地方。焊媒涂布在固体表面，帮助焊在固体表面涂布在固体表面，帮助焊在固体表面湿润。湿润。（六）色彩性（六）色彩性色彩的和谐是美观的要求色彩的和谐是美观的要求 色调或色相色调或色相 （hue）彩度或饱和度彩度或饱和度(chroma)明度或亮度明度或亮度 (value)总总论论牙体的光学特性受两个因素制约，反射光牙体的光学特性受两个因素制约，反射光与透射光。牙齿、牙龈及周围组织的颜与透射光。牙齿、牙龈及周围组织的颜色反射到牙齿表面，牙釉

10、质为透明组织，色反射到牙齿表面，牙釉质为透明组织，牙本质呈半透明状牙本质呈半透明状修复体颜色的选择，比色板，四个系列。修复体颜色的选择，比色板，四个系列。二二 机械性能机械性能因为修复材料在使用过程中必须耐受因为修复材料在使用过程中必须耐受合合力力的作用，故良好的机械性能是口腔修复材的作用，故良好的机械性能是口腔修复材料的基本要求。料的基本要求。机械性能和以下几个方面有关系：力、应机械性能和以下几个方面有关系：力、应力、应变、强度、硬度等。力、应变、强度、硬度等。总总论论力力指的是改变物体运动状态的作用。力的指的是改变物体运动状态的作用。力的大小、方向、作用点。大小、方向、作用点。颌力颌力是咀

11、嚼肌收缩产生的力。其大小取决是咀嚼肌收缩产生的力。其大小取决于牙周膜的耐力。还与年令、性别、颌于牙周膜的耐力。还与年令、性别、颌型等因素有关。据报道，咬型等因素有关。据报道，咬合合力范围在力范围在20.46250KG。总总论论（一）应力（一）应力 （STRESSSTRESS）应力应力h是描述物体内部各点各方向的力学状态。是描述物体内部各点各方向的力学状态。单位面积所受的内力即为应力。单位面积所受的内力即为应力。h是物体内部对外力的反应，强度与外力相是物体内部对外力的反应，强度与外力相等，方向与外力相反。等，方向与外力相反。总总论论总总论论（二）应变（二）应变 （STRAINSTRAIN）描述材

12、料在外力作用下形状变化的物描述材料在外力作用下形状变化的物理量。理量。通常研究的是线应变。通常研究的是线应变。总总论论（三）（三）应力应力-应变曲线应变曲线 （STRESS-STRAIN CURVESSTRESS-STRAIN CURVES）研究材料机械性能常用的方法是测定应力研究材料机械性能常用的方法是测定应力-应变曲线。应变曲线。将施加在材料标本上的力和引起的形变量将施加在材料标本上的力和引起的形变量记录下来，可描出应力应变曲线。记录下来，可描出应力应变曲线。总总论论总总论论在此阶段材料受到的应在此阶段材料受到的应力与应变成正比例线性力与应变成正比例线性关系，遵守虎克定律。关系，遵守虎克定

13、律。P P点是材料在不偏离正点是材料在不偏离正比例应力应变关系时所比例应力应变关系时所能承受的最大应力值。能承受的最大应力值。1.1.（正）比例极限（正）比例极限 OPOP阶段线性变化阶段线性变化总总论论2.2.弹性极限弹性极限 0E0E非线性变化。非线性变化。E E点是材料不发生永久形变所能承受的最点是材料不发生永久形变所能承受的最大应力值。超过大应力值。超过E E点材料发生塑性形点材料发生塑性形变。变。弹性模量弹性模量是描述材料刚性的物理量是描述材料刚性的物理量,又称又称为杨氏模量，是弹性极限应力与应变为杨氏模量，是弹性极限应力与应变的比值。同种物质其抗压弹性模量和的比值。同种物质其抗压弹

14、性模量和抗拉弹性模量是不一样的。抗拉弹性模量是不一样的。总总论论3.3.屈服强度屈服强度 材料从材料从Y Y点开始表现出塑性，发点开始表现出塑性，发生永久变形，应力去除后，应变不能完全生永久变形，应力去除后，应变不能完全恢复。恢复。Y Y点称为屈服点点称为屈服点4.4.极限强度极限强度 材料出现断裂过程中产生的最大材料出现断裂过程中产生的最大应力值称为极限强度应力值称为极限强度A A点。点。抗压强度抗压强度 抗拉强度抗拉强度 抗剪切强度抗剪切强度 抗冲击强度抗冲击强度总总论论5.5.延伸和压缩延伸和压缩材料受拉伸力作用直至断裂时所增加的长度材料受拉伸力作用直至断裂时所增加的长度与原长之比，称为

15、材料的延伸率。与原长之比，称为材料的延伸率。整个的延伸率应包括弹性延伸和塑性延伸。整个的延伸率应包括弹性延伸和塑性延伸。在这两种延伸率中，塑性的要大一些，除在这两种延伸率中，塑性的要大一些，除了材料特脆或材料弹性模量特低的情形。了材料特脆或材料弹性模量特低的情形。延伸率低于延伸率低于5%5%的材料称为脆性材料。的材料称为脆性材料。总总论论压缩：材料受压力时而产生的形变。压缩：材料受压力时而产生的形变。压缩率压缩率泊松比泊松比（POISSION RATIOPOISSION RATIO）对有一定厚度的圆形标本轴向加压时对有一定厚度的圆形标本轴向加压时,则标本会则标本会受两种形式的力，垂直向为压力，

16、水受两种形式的力，垂直向为压力，水 平方向为平方向为拉力，因为同时会发生两种应变。拉力，因为同时会发生两种应变。在弹性限度内，在弹性限度内，水平向应变与垂直向应变的比值称泊松比。水平向应变与垂直向应变的比值称泊松比。总总论论6.6.脆性材料的抗拉性能脆性材料的抗拉性能口腔修复使用的材料有数种是属于脆性材料，口腔修复使用的材料有数种是属于脆性材料，其特点是抗压性能好，抗拉性能差。其特点是抗压性能好，抗拉性能差。包括汞合金、粘接材料、瓷、石膏、人造石、包括汞合金、粘接材料、瓷、石膏、人造石、包埋材料及某些印模材料。抗拉强度的大小包埋材料及某些印模材料。抗拉强度的大小决定了这些材料的使用寿命。决定了

17、这些材料的使用寿命。总总论论抗拉强度抗拉强度的测量的测量7.7.抗压性能抗压性能咀嚼力在很大程度上反应的是咀嚼压力。咀嚼力在很大程度上反应的是咀嚼压力。修复材料的抗压能力对修复材料的选择是修复材料的抗压能力对修复材料的选择是重要的参考指标。重要的参考指标。测量测量：圆柱形标本在万能实验机下压碎。：圆柱形标本在万能实验机下压碎。总总论论8.8.回弹性回弹性 和和韧性韧性 回弹性回弹性指材料出现永久应变单位体积所需指材料出现永久应变单位体积所需的能量。可用应力的能量。可用应力-应变曲线中，弹性区的应变曲线中，弹性区的面积表示。面积表示。总总论论 回弹性对评价正畸弓丝时具有重要意义。回弹性对评价正畸

18、弓丝时具有重要意义。在回弹性范围内，应力与应变是一致在回弹性范围内，应力与应变是一致的，这决定了正畸弓丝施加力的大小的，这决定了正畸弓丝施加力的大小与牙齿能位移的距离。与牙齿能位移的距离。总总论论韧性韧性是应力是应力-应变曲线中弹性区和塑性区面积应变曲线中弹性区和塑性区面积的总和，说明材料发生断裂时单位体积所的总和，说明材料发生断裂时单位体积所需要的能量。需要的能量。是反映材料抗断裂的能力。是反映材料抗断裂的能力。（四）硬度（四）硬度 （HARDNESSHARDNESS）硬度是指材料抵硬度是指材料抵御永久刻痕或穿入的力。御永久刻痕或穿入的力。静负荷试验静负荷试验 硬度试验硬度试验 动负荷试验动

19、负荷试验总总论论口腔修复材料的硬度应与牙体组织相接口腔修复材料的硬度应与牙体组织相接近，否则易造成对合牙的磨耗或材料近，否则易造成对合牙的磨耗或材料本身的磨损。本身的磨损。表表1-91-9列举了牙体组织与某些材料的硬度值列举了牙体组织与某些材料的硬度值总总论论(五五)应变应变时间曲线时间曲线.v理想弹性体，当受到外力后，平衡形变瞬间理想弹性体，当受到外力后，平衡形变瞬间达到，与时间无关达到，与时间无关v理想粘性体，当受到外力时，形变随时间线理想粘性体，当受到外力时，形变随时间线性变化性变化口腔材料及牙体组织是介于二者之间的，其应口腔材料及牙体组织是介于二者之间的，其应变与应力和时间都存在复杂的

20、关系。变与应力和时间都存在复杂的关系。总总论论（六）挠曲强度和挠度（六）挠曲强度和挠度固定义齿的桥体要求有较好的抗挠曲固定义齿的桥体要求有较好的抗挠曲强度，抗挠强度和材料的长，宽，厚强度，抗挠强度和材料的长，宽，厚有关，材料自身的性质也决定了其挠有关，材料自身的性质也决定了其挠曲强度的大小。曲强度的大小。三点支撑法挠屈强度试验。三点支撑法挠屈强度试验。总总论论(七七)热应力和裂缝扩展热应力和裂缝扩展.充填材料与牙体组织热膨胀系数不一致，口充填材料与牙体组织热膨胀系数不一致，口腔温度不断变化造成腔温度不断变化造成 热应力热应力疲劳疲劳裂纹裂纹充填材料与牙体组织的热膨胀系数应接近充填材料与牙体组织

21、的热膨胀系数应接近总总论论三三.化学性能化学性能(一一).).腐蚀和变色腐蚀和变色.材料与外界介质之间发生化学作用材料与外界介质之间发生化学作用,引起材料性质恶化的现象引起材料性质恶化的现象,称为腐蚀。称为腐蚀。主要因素主要因素 化学、电化学因素化学、电化学因素 促进因子促进因子 物理、机械、生物因素物理、机械、生物因素1.1.均匀腐蚀均匀腐蚀2.2.局部腐蚀局部腐蚀总总论论(二二)扩散和吸附扩散和吸附.物体中原子和分子向周围移动的现象称为物体中原子和分子向周围移动的现象称为扩散扩散.固体或液体表面的离子、原子或分子与接固体或液体表面的离子、原子或分子与接触当中的离子、原子或分子之间，借助于触

22、当中的离子、原子或分子之间，借助于静电力或分子间的范德华力所产生的吸着静电力或分子间的范德华力所产生的吸着现象，称为吸附。现象，称为吸附。总总论论（三）老化（三）老化材料在加工、贮存和使用过程中理化性能材料在加工、贮存和使用过程中理化性能和机械性能变坏的现象，称为老化。和机械性能变坏的现象，称为老化。高分子材料老化明显高分子材料老化明显 瓷材料不易发生老化瓷材料不易发生老化总总论论四生四生 物物 性性 能能(一一)生物安全性生物安全性 (SAFETY)(SAFETY)(二二)生物相容性生物相容性 (BIOCOMPATIBILITY)(BIOCOMPATIBILITY)(三三)生物活性生物活性

23、总总论论(一一)生物安全性生物安全性指材料对人体无毒、无刺激性、无致癌性和指材料对人体无毒、无刺激性、无致癌性和致畸变作用。在体内正常代谢下能保持稳致畸变作用。在体内正常代谢下能保持稳定状态，无生物退变性，其代谢或降解产定状态，无生物退变性，其代谢或降解产物对人体无害，且易被代谢。物对人体无害，且易被代谢。任何材料在应用与人体前均应进行生物安全任何材料在应用与人体前均应进行生物安全性检测。性检测。总总论论评评 估估 方方 法法测试次序测试次序初步试验初步试验,进行一般的毒性屏蔽测试进行一般的毒性屏蔽测试(试管培养试管培养)第二步进行有关局部组织毒性测试第二步进行有关局部组织毒性测试在体内的常规

24、试验在体内的常规试验临床动物实验临床动物实验临床人体实验临床人体实验总总论论 ADAADA生物学评估内容生物学评估内容第一步试验第一步试验 第二步试验第二步试验 常规试验（体内）常规试验（体内）细胞毒性细胞毒性 粘膜刺激粘膜刺激 牙髓刺激牙髓刺激溶血溶血 表皮毒性表皮毒性 盖髓盖髓AMESAMES试验试验 皮下种植皮下种植 牙髓病、根管治疗牙髓病、根管治疗STYLESSTYLES试验试验 骨种植骨种植 种植牙种植牙主要致死的主要致死的 过敏试验过敏试验口腔口腔LP LD50LP LD50IP LD50IP LD50急性吸入急性吸入总总论论ISOISO生物学评估生物学评估 第一步试验第一步试验

25、第二步试验第二步试验 常规试验常规试验口腔短效系统毒性口腔短效系统毒性 皮下种植皮下种植 口腔粘膜刺激口腔粘膜刺激急性系统毒性急性系统毒性 骨种植骨种植 牙髓刺激牙髓刺激吸入测试吸入测试 过敏过敏 盖髓盖髓溶血试验溶血试验 口腔粘膜刺激口腔粘膜刺激 牙髓病学、根管治疗牙髓病学、根管治疗AMESAMES试验试验 骨种植骨种植总总论论(二二)生物相容性通常是指在特定应用条件下，材料与宿主保通常是指在特定应用条件下，材料与宿主保持相对稳定而不被排斥的性质，又称生物持相对稳定而不被排斥的性质，又称生物适应性和生物可接受性。适应性和生物可接受性。含义：含义：1.1.材料不产生对机体有害的作用材料不产生对机体有害的作用 2.2.机体环境对材料无不良影响机体环境对材料无不良影响总总论论生物电相容性生物电相容性生物物理机械相容性生物物理机械相容性生物化学相容性生物化学相容性生生物物相相容容性性总总论论（三）生物功能性（三）生物功能性指材料与宿主之间产生活性反应，进指材料与宿主之间产生活性反应，进行能量交换，达到平衡，不断促进组行能量交换，达到平衡，不断促进组织修复，发挥生物功能作用。织修复，发挥生物功能作用。植入材料植入材料总总论论