口腔材料学2

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1、 口腔材料学幻灯制作单位淄博职业学院口腔医学与康复治疗教育教学部 徐珊第二节 材料的性能指其口腔临床应用并行使功能密切相关的 性质，是保证口腔材料临床应用安全有效的基 础。一、 物理性能1尺寸变化 在口腔内及修复体制作过程中，因 物理、化学因素的影响，而使修复材料产生不 同程度的形变，称为尺寸变化（dimensional change）。链接尺寸变化的测量方法有两类 直接测量法 对材料固化前后的长度直接测量。特 点是：简便易行，但精度低。 间接测量法 通常是将长度转换成电学量进行测量 。常用的有应变计法和差动变压器法。2热膨胀 线胀系数（Linear expansion cofficient）

2、 是表征物体长度随温度变化的物理量。 体胀系数（Cubic expansion cofficient） 是表征物体体积随温度变化的物理量。多 数物质的长度（或体积）随温度升高而增 大，即物体的热胀冷缩。口腔材料的线胀 系数对临床应用有很大影响。如模型材料 、包埋材料的线胀系数直接会影响铸造修 复体的精密度。 2热膨胀包埋材料补偿铸造合金在铸造过程中的 修复体收缩。 烤瓷材料烤瓷合金，不匹配，影响金瓷 结合。 充填体牙体，有差别，充填体微裂、充 填体与窝洞间有裂缝。3热导性 热导率（thermal conductivity）是量度材料导 热性能的物理量，又称导热系数（coefficient of

3、 thermal conductivity）。其定义为单位面积热流 量除以温度梯度。符号为；公式为=W/ m2（ w为单位时间内通过一个面的热量，单位是瓦特 ）。不同的材料有不同的导热性能，临床必须 根据所制作修复体的具体情况选择。如在牙体 修复时，接近牙髓的部位必须选用热导率低得 材料，以隔绝温度变化对牙髓的刺激；而义齿 基托材料则以热导率高为理想，以使基托覆盖 的口腔黏膜有良好的温度感觉。4.润湿性液体在固体表面扩散的趋势。 润湿是粘结的必要条件。 接触角（）通过液滴与固体表面接触点 作液滴曲面的切线，该切线与固、液界 面之间的夹角。5流电性在口腔环境中存在异种金属修复体相接触 时，由于不

4、同金属之间的电位不同，会出 现电位差，导致微电流产生，这种性质称 为流电性(galvanism),该现象称为流电现象 。其原理与原电池原理相同。（图1-1） 图1-1 原电池工作原理及口腔中金属全冠和铝冠电流产生 示意图 流电性会引起对牙髓的刺激，而且还会使金属全冠不断被 溶解、锈蚀（即电化学腐蚀）。因此，这种现象在临床中 应尽量避免。此外，同一种金属修复体由于加工中金属污 染或不同部位所含各类元素浓度不同也会发生上述现象。6色彩性 口腔修复不仅要求能恢复缺损组织的形态和功 能，而且还应达到审美的要求。色彩的和谐是 修复体自然美的基本要求。 颜色由彩色和非彩色构成。彩色指除黑白以外 的所有颜色

5、，它由三个特性构成： 色调（hue）：又称色相、色别，为颜色的名 称，是彩色彼此划分的特性，如红、蓝、绿。彩度（chroma）:又称饱和度，指颜色的纯度。明度（value）:又称明亮度，反映物体对光的反 射性。 非彩色只有明度的差别二、 机械性能1. 应力（stress）描述物体内部各点各个方 向的力学状态。图1-2 三种应力示意图 2应变应变(straim)指在应力作用下,材料单位长 度所发生的长度改变.通常研究的是线应变 .可表示为=L/L0式中:应变 L长度增量(mm) L0为原长度(mm)物体受力产生变形时，体内各点处变形程 度一般并不相同。用以描述一点处变形的 程度的力学量是该点的应

6、变。为此可在该 点处到一单元体，比较变形前后单元体大 小和形状的变化。 3弹性形变和塑性形变材料受外力作用产生形变,外力除去后变 形随即消失的性质叫弹性.材料在外力去除后能完全恢复原来状态 的变形叫弹性形变.材料在外力作用下产生显著永久变形而 不断裂的性能叫塑性.材料在外力去除后不能恢复的变形叫塑 性形变.4比例极限 材料受外力作用，当应力不超过某一极 限时，应力与应变成正比例关系，即遵 从虎克定律，符合虎克定律的应力极限 值，称为比例极限。图1-3 是应力-应变 示意图 P 正比例极限 E 弹性极限 Y 上 屈服点 Y/ 下屈服点 A 极限强度 C 断裂强度 5弹性极限 应力超过比例极限时,

7、应力与应变程非线 性关系,此时若去除应力,应力仍可完全恢 复,此阶段仍为弹性变形阶段.材料在外力 作用下不发生永久形变所能承受的最大 应力值,称为弹性极限,即材料产生完全弹 性形变时所承受的最大应力值.图1-3中E 点所对应的应力值即为弹性极限. 6弹性模量 指在弹性极度内,应力与应变的比值,称 为弹性模量,它是量度材料刚性的量,也称 杨氏模量.弹性模量与材料的组成有关,弹 性模量越大,材料的刚性越大.牙 体组织 与某些修复材料的弹性模量 7屈服强度 当应力超过弹性极限值时,材料发生不可逆的变 形,称为塑性.材料产生塑性变形所承受的力称屈 服应力或屈服强度.图1-3中,Y点所对应的应力值 即为

8、屈服强度.8极限强度 是指在材料出现断裂过程中产生的最大应力值 称为极限强度。它是材料在破坏前所承受的最大 应力，是可出现在折裂时也可出现在断裂前。图 1-3中，A点所对应力值即为极限强度。 在拉应力时，极限强度为拉伸强度；压应力时 ，极限强度为压缩强度；切应力时，极限强度为 剪切强度；弯曲应力时，极限强度为挠曲（或弯 曲）强度。 9断裂强度 由图1-3可看出，材料在曲线终点C点断 裂，材料发生断裂时的应力称为断裂应力 或断裂强度。10延伸率 延伸率是材料延展性的标志，表示材料 塑性变形的能力。 延性是材料在拉力作用下不折断而经受 恒久变形的能力。表示材料能够塑性伸长 的能力。展性是材料在压力

9、作用下不折断 而经受恒久变形的能力，表示材料被锤塑 成薄片的能力。一般认为延伸率低于5%的 材料为脆性材料；高于5%的材料为延展性 材料。11回弹性和韧性 回弹性是材料抵抗永久变形的能力。 表明使材料出现永久应变单位体积所需 要的能量。 韧性是材料抵抗开裂的能力。表明使 单位体积材料断裂所需的能量。可用应 力应变曲线弹性区及塑性区的面积表 示（图1-4）。回弹性相同的材料，屈服 强度可以是不相同的。韧性也是如此。12硬度 硬度是固体材料抵抗弹性变形、塑性变形或 破坏的能力，或抵抗其中两种或三种情况同时 发生时的能力。通常人们认为硬度是材料抵抗 表面压痕或磨损的能力。 测定材料表面硬度的方法有多

10、种，基本原理 是在一定时间内将具有特殊形状的较硬物体（ 称压头）以一定的载荷压入被测材料的表面， 使材料表面产生局部塑性变形而形成压痕，压 痕的深度或表面积的不同即表示材料的硬度不 同。常用的硬度测试法有：布氏硬度（BHN ）、洛氏硬度（RHN）、维氏硬度（VHN） 、努普硬度（KHN）。硬度值的表示单位为 帕（Mpa） 测定材料硬度的三种实验布氏硬度试验是将一定直径的不锈钢 球（或硬质合金球），在一定负荷的 作用下压入试件表面一定时间，测量 压痕直径，以单位压痕面积上所承受 的压力表示布氏硬度植，符号BHN, 单位帕斯卡（Pa）。该方法适用于 测试金属及合金的平均硬度植，因其 压痕面积大，故

11、不适用于小的局部硬 度的测量。有的也用于测量塑料及某 些非金属的硬度。洛氏硬度试验是用一个锥顶角为120 度的金刚石圆锥体或金刚石球和一 定直径的钢球为压头，以一定的载 荷压入材料表面，以形成的压痕深 度表示洛氏硬度，符号RHN。其压 头直径有多种，采用的负荷范围也 不同，标为Rockwell A-G,最常用的 是HRA、HRB、HRC三种标尺。主 要用于金属硬度的测定，其中 RA,RB等用于测试塑料。维氏硬度是用相对面间夹角为136度 的正四棱锥形金刚石为压头，以负荷 除以压痕的投影面积所得的商表示硬 度值，符号VHN,单位帕斯卡(Pa)。 适用于测量小面积非常硬的材料。负 荷小于1kgf的

12、维氏硬度称为显微硬度 。显微硬度用于测试金属、陶瓷及应 脆性非金属。三、 化学性能1腐蚀性 腐蚀是指材料由于周围环境的化学侵蚀而造成 的破坏或变质的现象。腐蚀的类型有湿腐蚀和 干腐蚀两类。前者指在有水存在下的腐蚀；后 者指在无水存在下的气体中腐蚀。对金属材料 来说湿腐蚀是一种电化学全面腐蚀；干腐蚀常 见的是高温氧化。 修复体在口腔环境中所产生的腐蚀是复杂的。 口腔中的唾液、食物及其分解物构成了腐蚀的 环境条件，再加之咀嚼应力的作用，金属及高 分子修复体易发生腐蚀。因此，在制作修复体 时，采取有力措施防止或减缓腐蚀现象的发生 是非常必要的 链接，“腐蚀”（corrosion）这个术语起源 于拉丁

13、文“Corrdere”,意即“损环”、“腐烂” 。50年前腐蚀的定义只局限于金属的腐蚀 。它是指金属在周围介质（最常见的是液 体和气体）作用下，由于化学、电化学或 物理溶解而产生的破坏。随着非金属材料 （特别是合成材料）的迅速发展，它的破 坏引起人们的重视。从50年代以后，腐蚀 的定义扩大到所有材料，定义为：“由于 材料和它所处的环境发生反应而使材料和 材料的性质发生恶化的现象。”腐蚀对材 料影响表现为色泽和结构性质的改变。2.溶解性材料的分子和原子均一、稳定地分散到溶剂中 的过程称溶解。某些口腔材料在口腔中会吸附 唾液或其他生理性液体，导致部分材料溶解。 过量的溶解会使材料性能受到影响。3.

14、老化材料在加工、储存和使用过程中物理、化学性 质和机械性能变坏的现象称为老化。老化对口 腔高分子材料的应用影响很大，在口腔唾液、 食物残渣及分解物，氧气、酶、微生物等各种 化学、生物因素和光、热及咀嚼应力等共同作 用下，以聚丙烯酸酯类为主的高分子材料。易 出现基团的改变和降解，从而降低或失去原有 的性能。4.化学性粘结粘结是指两个固体借助两者界面间力的 作用而产生结合的现象。此结合包含物 理、机械和化学结合，其中以化学结合 为主。固体之间的化学粘结，是指粘结 剂与被粘结物表面的原子或离子以共价 键或离子键形式相结合。口腔内固定修复体的固位主要靠粘结， 因此，粘结在修复体固位中占有更重要 的地位

15、。四、生物性能 1.生物安全性： 生物安全性是指材料进入临床应用前具有安全使用性 质。 口腔材料是应用于人体的，与人体组织相接触，因此 ，材料对人体应无毒、 无刺激、不致癌和致畸等作用 。在人体内正常代谢作用下，应保持稳定状态，无生 物退变性，其代谢或降解物对人体无害，且易被代谢 。任何材料在临床应用前均应进行生物安全性检测。 常用的生物学试验有：细胞毒性试验、溶血试验、全 身毒性试验、遗传毒性试验、致敏试验、植入试验、 皮肤刺激与皮下反应试验、牙髓-牙本质刺激试验等。2.生物相容性生物相容性是指材料在宿主的特定环境 和部位，与宿主直接或间接接触时所产 生相互反应的能力。是材料在生物体内 动、静态变化中与宿主保持相对稳定而 不被排斥的性质，又称生物适应性和生 物可接受性。生物相容性主要包括生物化学相容性， 生物物理机械相容性和生物电相容性。3.生物功能性生物功能性是指材料与宿主间产生最大生 理功能（活性反应）的总称。材料能长期 在体内保持稳定，不仅对机体不产生损伤 和破坏，而且能承受各种静力和动力的作 用，产生新的平衡与不平衡，达到不断促 进组织修复，保持长期稳定的发挥最大生 物功能作用。 小结 口腔材料学是口腔修复技术的基础