29 / 2021-03-26 11:24:41

龋齿对牙齿裂纹扩展影响之初探

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     牙齿的微观结构对其力学性能具有十分重要的影响。牙本质是牙齿组成结构的一部分，由管间牙本质（ITD）、管周牙本质（PTD）及其所包围的牙小管组成。龋齿是由细菌引起的牙齿疾病，会破坏牙齿的微结构进而致使牙齿损伤甚至断裂失效。从断裂力学角度出发探究牙齿损伤机制是十分必要的。研究表明，管周牙本质对裂纹在牙齿中的扩展具有一定的阻碍作用，龋齿导致管周牙本质脱矿可能会致使裂纹扩展更加容易。为了研究龋齿对裂纹扩展的影响，本研究首先采用Abaqus有限元仿真软件，分别建立单相牙本质模型，双相牙本质模型，以及不同程度龋齿的牙本质模型，在同等大小位移载荷下对比分析裂纹的扩展情况。其次通过实验进一步验证龋齿的影响。采用电子万能试验机分别对无龋齿的牙齿切片，以及不同时长脱矿处理后的牙齿切片做拉伸实验，并在扫描电镜下观察裂纹扩展情况。实验结果揭示了不同程度龋齿对裂纹扩展的影响，对于探究牙齿的损伤、断裂机制以及仿生牙齿的设计具有重要的意义。