1.2.3. Сдвиг
При сдвиговых испыианиях прикладывались напряжения в трех плоскостях относительно дентинных каналов: параллельно направлению напряжения и плоскости сдвига, перпендикулярно направлению напряжения и параллельно плоскости сдвига и перпендикулярно, как направлению, так и плоскости сдвига. При анализе результатов можно сказать, что дентин можно рассматривать, как изотропное тело, так как пределы прочности с учетом ошибки измерения подобны для трех направлений (рис. 4, табл. 1).
Рисунок 4 – Плоскости сдвига в дентине
Таблица 1 – Пределы прочности дентина при испытании на сдвиг
Плоскость |
XZ |
XY |
ZX |
|
83,6±8,4 |
85,2±13,8 |
91,8±12,7 |
,
МПа1.2.4. Точечное нагружение
При индентировании твердость дентина практически не зависела от величины приложенной нагрузки и глубины проникновения индентора в материал. Было показано, что твердость и модуль Юнга межтрубочкового дентина зависят от места в зубе, они возрастают, по мере удаления от околопульповой области к ДЭС, тогда как значения для околотрубочкового дентина остаются постоянными.
Типичная деформационная кривая при наноиндентировании дентина, приведена на рисунке 5, а. Показано, что деформация дентина является полностью обратимой, причем при повторном нагружении кривая разгрузки практически совпадает с первоначальной кривой нагружения. Действительно, металлографическая аттестация поверхности образцов отпечатков индентора (по Виккерсу), показала, что особенностями отклика дентинной матрицы на внедрение алмазной пирамидки, является отсутствие диагоналей и трещин у краев отпечатков, что говорит также о возврате материала после разгружения (рис. 5, б). Поэтому дентин можно охарактеризовать, как высокоупругий материал.
Рисунок 5 – Индентирование дентина: а – типичная деформационная кривая при циклическом нагружении в процессе наноиндентирования; б – отпечаток индентора в дентине, Виккерс
2. Эмаль
2.1. Микроструктура эмали
Эмаль зуба является самой твердой тканью человеческого организма, благодаря чему человек может эффективно пережевывать твердую пищу. Она покрывает коронку зуба и защищает его от опасных механических нагрузок и воздействия агрессивной среды полости рта. Высокая твердость эмали объясняется большим содержанием в ней неорганических веществ (до 97% по весу), состоящих главным образом из кристаллов апатитов кальция. Классическим считается разделение микроструктуры на 3 уровня (рис. 6).
Рисунок 6 – Микроструктура эмали
2.2. Механические свойства эмали
2.2.1. Сжатие
При проведении испытаний на сжатие эмали возникали определенные трудности, из-за чего общее число исследований было небольшим, и полученные результаты значительно отличаются друг от друга. Который из этих наборов данных является правильным останется нерешенным.
Линейное и нелинейное деформационное поведение наблюдалось при испытании на сжатие одиночного эмалевого стержня (рис. 7). Модуль Юнга и предел прочности были 10-30 ГПа и ~900МПа соответственно. Предполагается, что нелинейная деформация связана с отделением кристаллов друг от друга в стержне, что сопровождалось затратами энергии на трение и блокировку перекрещивающихся кристаллов.
Рисунок 7 – Сжатие одиночного эмалевого стержня