RU2636398C1

RU2636398C1 - Method for dental restoration materials wear-resistance determination

Info

Publication number: RU2636398C1
Application number: RU2016135493A
Authority: RU
Inventors: Евгений Владимирович Мокренко
Original assignee: Евгений Владимирович Мокренко
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2017-11-23

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: masses, geometric dimensions and roughness of the surface of reference samples and the material under investigation are measured, and they are placed on the container bottom. An abrasive powder (for example, chalk powder) is filled in the container. The model medium is poured into the container and an ultrasonic radiator is installed and used to produce high-frequency oscillations of the model medium with oscillation frequency of 20-40 kilohertz, and the abrasive powder is mixed in the model medium. The test for wear resistance is carried out in the model medium with abrasive powder at high frequency oscillations, and at the end of the test, samples masses, geometric dimensions and surface roughness are measured. The wear of a sample made of the material being tested is compared to the wear of a reference sample, and the wear resistance of the proposed material is estimated based on the wear difference.

EFFECT: simplicity and reliability.

3 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемый способ относится к области исследования износостойкости материалов, используемых в стоматологии.The proposed method relates to the field of study of the wear resistance of materials used in dentistry.

Данные материалы подвергаются различным видам изнашивания: механическому, коррозионно-окислительному, усталостному и др.These materials are subjected to various types of wear: mechanical, corrosion-oxidizing, fatigue, etc.

Для оценки долговечности материалов, используемых в стоматологии, необходимо иметь современные методы для определения их износостойкости.To assess the durability of the materials used in dentistry, it is necessary to have modern methods to determine their wear resistance.

Известны методы испытания на износостойкость (ГОСТ 30.480) «Обеспечение износостойкости изделий».Known test methods for wear resistance (GOST 30.480) "Ensuring the wear resistance of products."

Основные требования к ним изложены в табл. 1, где предложены виды (этапы) испытаний на износостойкость и их характеристики. Даны условия использования различных видов испытаний на износостойкость и требования к их проведению.The main requirements for them are set out in table. 1, where types (stages) of wear tests and their characteristics are proposed. The conditions for the use of various types of wear tests and requirements for their implementation are given.

В табл. А. приведены «Физические основы методов исследования поверхностей трения». В приложении Б даны группы параметров, значения которых необходимо контролировать при моделировании на малогабаритных образцах и в натуральном моделировании. Вместе с тем в данном ГОСТе не даны методы и режимы проведения испытаний стоматологических восстановительных материалов.In the table. A. "The physical basis of methods for studying friction surfaces." Appendix B gives groups of parameters, the values of which must be controlled during modeling on small samples and in-situ modeling. At the same time, in this GOST, methods and modes of testing dental restoration materials are not given.

В ГОСТе 23.207-79 рассмотрен способ «Обеспечение износостойкости изделий, Методом ударно-абразивного изнашивания».In GOST 23.207-79, the method "Ensuring the wear resistance of products by the method of impact-abrasive wear" is considered.

Сущность метода состоит в том, что производят повторные удары образцом через слой твердых абразивных частиц по неподвижной наковальне с заданной энергией удара, скоростью и частотой соударения. Оценивают относительную износостойкость материалов путем сравнения износа испытываемых и эталонных образцов, испытанных в идентичных условиях.The essence of the method is that repeated hits are made by the sample through a layer of solid abrasive particles on a fixed anvil with a given impact energy, speed and frequency of impact. Estimate the relative wear resistance of materials by comparing the wear of the test and reference samples tested under identical conditions.

Предложенный метод больше предназначен для испытания промышленных, а не для стоматологических восстановительных материалов. Процессы износа промышленных материалов протекают при других механических и химико-биологических условиях.The proposed method is more intended for testing industrial, and not for dental restorative materials. The processes of wear of industrial materials occur under other mechanical and chemical-biological conditions.

Известен также метод испытания износостойкости изделий, предложенный в ГОСТ 28.208.-79 «Обеспечение износостойкости изделий при трении о не жестко закрепленные абразивные частицы».There is also a known method for testing the wear resistance of products, proposed in GOST 28.208.-79 "Ensuring the wear resistance of products by friction against non-rigidly fixed abrasive particles."

Сущность метода состоит в том, что при одинаковых условиях производят трение образцов исследуемого и эталонного материалов об абразивные частицы, подаваемые в зону трения и прижимаемые к образцу, вращающимся резиновым роликом. Износ образца определяют путем сопоставления износа с образцом, изготовленным из эталонного материала. Условия испытания образцов проходят также в условиях далеких от условий износа стоматологических восстановительных материалов.The essence of the method is that under the same conditions, the samples of the test and reference materials are rubbed against abrasive particles supplied to the friction zone and pressed against the sample by a rotating rubber roller. The wear of a sample is determined by comparing wear with a sample made of a reference material. The test conditions of the samples are also held in conditions far from the wear conditions of dental restorative materials.

Наиболее близкий метод испытания на износостойкость предложен в межгосударственном стандарте ГОСТ 31-2012574. «Материалы стоматологические полимерные восстановительные. Технические требования, Методы испытания». В стандарте дан перечень методов испытаний физико-механических свойств (прочность на изгиб, на разрыв и другие). В нашем случае важно определить не только прочность, но и износостойкость. Метод определения износостойкости материалов в данном ГОСТ не приведен.The closest wear test method is proposed in the interstate standard GOST 31-2012574. “Dental polymer recovery materials. Technical requirements, Test methods. " The standard provides a list of methods for testing physical and mechanical properties (bending strength, tensile strength and others). In our case, it is important to determine not only strength, but also wear resistance. The method for determining the wear resistance of materials is not given in this GOST.

Задачей предлагаемого способа является определение износостойкости образцов, изготовленных из стоматологических восстановительных материалов.The objective of the proposed method is to determine the wear resistance of samples made from dental restorative materials.

Предлагаемый способ включает следующие операции: измеряют массу, геометрические размеры и рельеф поверхности образцов эталона и исследуемого материала, помещают их на дно емкости, отличающийся тем, что в емкость засыпают абразивный порошок (например, мел), затем заливают модельную среду, устанавливают ультразвуковой излучатель с его помощью создают в модельной среде высокочастотные колебания, перемешивают абразивный порошок в модельной среде, затем образцы испытывают в модельной среде с абразивным порошком с частотой 20-40 килогерц, частицы абразивного порошка непрерывно ударяют по поверхности образцов с высокой частотой, подвергая их износу. По окончании испытаний замеряют массу, геометрические размеры и шероховатость поверхности образцов. Затем сопоставляют полученные данные образца, изготовленного из исследуемого материала, с данными эталонного образца и по разнице износа определяют износостойкость образца, изготовленного из исследуемого материала. Если износ образца, изготовленного из исследуемого материала, меньше, чем у эталонного, то его рекомендуют для применения в стоматологии. Высокочастотные колебания в модельной среде создают путем установки в нее ультразвукового излучателя. Модельная среда по своему химико-биологическому составу и условиям (температура рН и др.) должна быть близкой к ротовой полости пациента. Продолжительность проведения испытаний определяется в зависимости от химического состава исследуемого материала и уровня износа.The proposed method includes the following operations: measure the mass, geometric dimensions and surface topography of the samples of the standard and the test material, place them on the bottom of the tank, characterized in that abrasive powder (for example, chalk) is poured into the tank, then the model medium is poured, an ultrasonic emitter is installed with using it, high-frequency vibrations are created in the model medium, the abrasive powder is mixed in the model medium, then the samples are tested in the model medium with abrasive powder with a frequency of 20-40 kilohertz, hour Itza abrasive powder continuously strike the sample surface at a high frequency, subjecting them to wear. At the end of the test, the mass, geometric dimensions and surface roughness of the samples are measured. Then, the obtained data of the sample made of the studied material is compared with the data of the reference sample, and the wear resistance of the sample made of the studied material is determined by the difference in wear. If the wear of the sample made from the studied material is less than that of the reference material, then it is recommended for use in dentistry. High-frequency oscillations in a model medium are created by installing an ultrasonic emitter in it. The model environment in its chemical and biological composition and conditions (temperature, pH, etc.) should be close to the oral cavity of the patient. The duration of the test is determined depending on the chemical composition of the test material and the level of wear.

Предлагаемый способ определения износостойкости стоматологических восстановительных материалов выполняется на установке, представленной на фиг. 1The proposed method for determining the wear resistance of dental restorative materials is performed on the installation shown in FIG. one

На фиг. 1 обозначены позиции: 1 - емкость, 2 - модельная среда, 3 - абразивный порошок (напр. порошок мела), 4 - образцы, 5 - ультразвуковой излучатель.In FIG. 1 the positions are indicated: 1 - capacity, 2 - model medium, 3 - abrasive powder (e.g. chalk powder), 4 - samples, 5 - ultrasonic emitter.

Способ определения износостойкости стоматологического восстановительного материала реализуется следующим образом.A method for determining the wear resistance of dental restorative material is implemented as follows.

1. У образцов 4 эталона и исследуемого материала замеряют массу, геометрические размеры и шероховатость поверхности, затем их устанавливают на дно емкости.1. For samples of 4 standards and the studied material, the mass, geometric dimensions and surface roughness are measured, then they are installed on the bottom of the tank.

2. В емкость 1 засыпают абразивный порошок 3 в пределах 1/3 - 1/4 в зависимости от свойства абразивного порошка и исходя из степени его измельчения.2. Abrasive powder 3 is poured into the container 1 in the range 1/3 - 1/4 depending on the properties of the abrasive powder and based on the degree of grinding.

Исследования показали, чем выше твердость частиц абразивного порошка, тем в меньшем объеме его загружают. На фиг. 1 показан измельченный мел 3, его загрузили в соотношении 1/3, где 1 часть измельченного мела и 3 части модельной среды.Studies have shown that the higher the hardness of the particles of abrasive powder, the less load it is. In FIG. 1 shows crushed chalk 3, it was loaded in a ratio of 1/3, where 1 part of crushed chalk and 3 parts of a model environment.

3. Заливают в емкость модельную среду 2, близкую по кислотно-щелочным параметрам и химико-биологическому составу к ротовой полости пациента.3. The model medium 2 is poured into the container, which is close in acid-base parameters and chemical-biological composition to the patient's oral cavity.

4. Устанавливают ультразвуковой излучатель 5, в нашем случае - магнитострикционный излучатель. Возбуждают с помощью магнитострикционного излучателя 5 в модельной среде высокочастотные колебания 20-40 килогерц. В нашем случае был установлен излучатель 22 килогерц.4. Install the ultrasonic emitter 5, in our case, a magnetostrictive emitter. High-frequency oscillations of 20-40 kilohertz are excited with a magnetostrictive emitter 5 in a model medium. In our case, an emitter of 22 kilohertz was installed.

6. Перемешивают измельченный мел 3 в модельной среде.6. Mix the crushed chalk 3 in a model environment.

7. Создают высокочастотным колебаниям в смешанной среде, в которой совершают непрерывные удары измельченного мела по поверхности образцов 4, что приводит к их износу.7. Create high-frequency vibrations in a mixed medium, in which they perform continuous strokes of crushed chalk on the surface of samples 4, which leads to their wear.

Длительность проведения испытаний зависит от химического состава и свойств испытываемого материала.The duration of the test depends on the chemical composition and properties of the test material.

В нашем случае длительность испытания составила 0,25 часа.In our case, the test duration was 0.25 hours.

8. По окончании исследования у образцов 4 замеряют массу, геометрические размеры и шероховатость поверхности.8. At the end of the study, samples 4 measure the mass, geometric dimensions and surface roughness.

И по сопоставлению износа образцов 4 определяют износостойкость образца, изготовленного из исследуемого материала.And by comparing the wear of samples 4, the wear resistance of a sample made of the test material is determined.

Если износ обоих образцов одинаков или износ исследуемого материала меньше, то исследуемый образец рекомендуется к применению в стоматологии, если износ больше, то исследуемый материал не рекомендуется. Исследования образцов можно осуществлять одновременно эталонного и исследуемого, а также по отдельности, обеспечивая при этом одинаковые условия испытаний.If the wear of both samples is the same or the wear of the test material is less, then the test sample is recommended for use in dentistry, if the wear is greater, then the test material is not recommended. Studies of samples can be carried out at the same time as reference and test, as well as separately, while ensuring the same test conditions.

Проведенные исследования различных стоматологических восстановительных материалов показали простоту и надежность предлагаемого способа.Studies of various dental restorative materials have shown the simplicity and reliability of the proposed method.

Claims

1. The method for determining the wear resistance of dental restorative materials includes the following: measure the mass, geometric dimensions and surface roughness of the samples of the standard and the test material and place them on the bottom of the tank, characterized in that an abrasive powder (for example, chalk powder) is poured into the tank, then the model medium is installed in the tank and an ultrasonic emitter is installed, with its help high-frequency oscillations of the model medium are produced with an oscillation frequency of 20-40 kilohertz abrasive powder in a model environment and testing the samples for wear resistance is carried out in a model environment with abrasive powder at high-frequency vibrations, and at the end of the test, the masses, geometric dimensions and surface roughness are measured on the samples, the wear of the sample made from the test material is compared with the wear of the reference sample, and the difference in wear assess the wear resistance of the proposed material.

2. The method according to p. 1, characterized in that they use a model environment in chemical and biological composition, close to the conditions in the oral cavity of the patient.

3. The method of claim 1, characterized in that the test time is determined depending on the chemical composition and properties of the test material.