Ce diaporama a bien été signalé.
Nous utilisons votre profil LinkedIn et vos données d’activité pour vous proposer des publicités personnalisées et pertinentes. Vous pouvez changer vos préférences de publicités à tout moment.

TINH CHAT CO HOC CUA VL NHA KHOA

159 vues

Publié le

9.12.18
Bai viet hoi kho khan, thien ve vat ly co hoc nhung cung cap nhung kien thuc nen tang de hieu duoc cac tinh chat co hoc cua vat lieu nha khoa
Rat mong duoc su gop y cua quy dong nghiep de bai viet duoc dich tron tru va hoan chinh hon.

Publié dans : Santé & Médecine
  • Soyez le premier à commenter

TINH CHAT CO HOC CUA VL NHA KHOA

  1. 1. TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC CUÛA VAÄT LIEÄU NHA KHOA Kenneth J. Anusavice Dòch: Bs. Leâ Haûi Trieàu Anusavice K.J (2003). Phillips' Science of Dental Materials, 11th edition, W.B. Saunders, St. Louis, Missouri, 73-101. NOÄI DUNG CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC CUÛA VAÄT LIEÄU (VL) ÖÙNG SUAÁT VAØ BIEÁN DAÏNG CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC LIEÂN QUAN BIEÁN DAÏNG ÑAØN HOÀI CAÙC TÍNH CHAÁT BEÀN CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC CUÛA CAÁU TRUÙC RAÊNG (R) LÖÏC NHAI VAØ ÖÙNG SUAÁT NHAI CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC KHAÙC CAÙC YEÁU TOÁ TAÄP TRUNG ÖÙNG SUAÁT CAÙC TIEÂU CHÍ CHOÏN LÖÏA VL PHUÏC HOÀI THUAÄT NGÖÕ Ñoä gioøn (Brittleness)— khaû naêng VL bò nöùt gaõy (khoâng coù khaû naêng bieán daïng deûo) döôùi taùc duïng cuûa öùng suaát taùc ñoäng vaøo noù. ÖÙng suaát neùn (Compressive stress)—tæ soá giöõa löïc neùn vaø dieän tích beà maët vuoâng goùc vôùi truïc cuûa löïc taùc duïng. Ñoä beàn neùn (Compressive strength)— öùng suaát neùn beân trong moät maãu thöû (test specimen) neùn ôû ñieåm nöùt gaõy (point of fracture). Ñoä deûo (Ductility)—khaû naêng bieán daïng deûo töông ñoái cuûa moät VL döôùi taùc duïng cuûa moät öùng suaát keùo tröôùc khi noù nöùt gaõy/bò phaù hoûng. Bieán daïng ñaøn hoài (Elastic strain)—söï bieán daïng ñöôïc phuïc hoài khi loaïi boû moät löïc hoaëc aùp löïc taùc ñoäng töø beân ngoaøi. Moâ ñun ñaøn hoài (Elastic modulus/ Modulus of elasticity/ Young’s modulus)—ñoä cöùng ñaøn hoài töông ñoái (relative stiffness/rigidity) cuûa moät VL; tæ soá giöõa öùng suaát ñaøn hoài vôùi bieán daïng ñaøn hoài. Ñoä beàn uoán (Flexural strength/ Bending strength/ Modulus of rupture)—öùng suaát uoán ôû ñieåm nöùt gaõy cuûa moät maãu thöû chòu taûi troïng uoán. ÖÙng suaát uoán (Flexural stress/ Bending stress)—löïc treân moät ñôn vò dieän tích cuûa moät VL chòu taûi löïc/taûi troïng (flexural load) uoán. Ñoä beàn choáng gaõy (Fracture toughness)—heä soá cöôøng ñoä öùng suaát tôùi haïn (critical stress intensity factor) luùc baét ñaàu söï lan truyeàn nöùt nhanh (rapid crack propagation) trong moät chaát raén coù chöùa moät veát nöùt vôùi hình daïng vaø kích thöôùc ñaõ bieát. Ñoä cöùng beà maët (Hardness)—söùc ñeà khaùng cuûa moät VL choáng laïi bieán daïng deûo, thöôøng ñöôïc ño döôùi moät taûi troïng gaây luùn (indentation load).
  2. 2. Ñoä giaõn daøi töông ñoái (Percent elongation)—löôïng bieán daïng ñaøn hoài toái ña coù theå chòu ñöôïc cuûa moät maãu thöû keùo tröôùc khi noù nöùt gaõy (xem Ñoä deûo). Bieán daïng deûo (Plastic strain/deformation)—söï bieán daïng khoâng theå ñöôïc hoài phuïc khi ngoaïi löïc ñöôïc loaïi boû. AÙp löïc (Pressure)—löïc treân moät ñôn vò dieän tích taùc duïng leân beà maët ngoaøi cuûa moät VL. Giôùi haïn tyû leä (Proportional limit)—öùng suaát toái ña maø taïi ñoù thì öùng suaát tyû leä thuaän vôùi bieán daïng, vaø treân noù thì bieán daïng deûo xaûy ra. Naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài (Resilience)—toång naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài, coù theå ñöôïc löu tröõ trong moät theå tích nhaát ñònh, ñöôïc giaûi phoùng sau khi loaïi boû taûi troïng taùc duïng leân maãu thöû. ÖÙng suaát caét (Shear stress)—tæ soá giöõa löïc caét vaø dieän tích beà maët song song vôùi höôùng cuûa löïc taùc duïng leân moät maãu thöû. Ñoä beàn caét (Shear strength)—öùng suaát caét toái ña ôû ñieåm nöùt gaõy cuûa moät maãu thöû. ÖÙng suaát thöïc (True stress)—tæ soá giöõa löïc taùc duïng vaø dieän tích beà maët thöïc teá; tuy nhieân, öùng suaát thuaän tieän (convenience stress) thöôøng ñöôïc tính laø tæ soá giöõa löïc taùc duïng vaø dieän tích beà maët ban ñaàu. ÖÙng suaát (Stress)—löïc treân moät ñôn vò dieän tích, beân trong moät caáu truùc chòu moät löïc hoaëc aùp löïc beân ngoaøi (xem Pressure). Söï taäp trung öùng suaát (Stress concentration)—dieän tích hoaëc ñieåm coù öùng suaát cao hôn ñaùng keå lieân quan ñeán moät söï giaùn ñoaïn caáu truùc (structural discontinuity) chaúng haïn nhö moät veát nöùt hoaëc moät loã hoaëc moät thay ñoåi ñaùng chuù yù veà kích thöôùc cuûa moät caáu truùc. Bieán daïng (Strain)—söï thay ñoåi chieàu daøi treân moät ñôn vò chieàu daøi ban ñaàu. Heä soá cöôøng ñoä öùng suaát (Stress intensity factor- SIF)—thöôùc ño löôïng töông ñoái öùng suaát taêng leân ôû ñænh veát nöùt coù hình daïng vaø kích thöôùc nhaát ñònh khi caùc beà maët veát nöùt ñöôïc chuyeån vò (displaced) trong cheá ñoä môû (opening mode) (xem Fracture toughness). Laøm cöùng nguoäi (Strain hardening/ Work hardening)— söï taêng ñoä beàn, ñoä cöùng vaø giaûm töông öùng ñoä deûo cuûa moät kim loaïi baèng bieán daïng deûo. Toác ñoä bieán daïng (Strain rate)—söï bieán daïng treân moät ñôn vò thôøi gian trong luùc chòu taûi troïng cuûa moät caáu truùc. Ñoä beàn/ söùc beàn (Strength)—öùng suaát toái ña maø moät caáu truùc coù theå chòu ñöïng ñöôïc maø khoâng caàn duy trì moät löôïng bieán daïng deûo cuï theå (giôùi haïn chaûy: yield strength) hoaëc moät öùng suaát cuï theå ôû ñieåm nöùt gaõy (ñoä beàn giôùi haïn: ultimate strength). ÖÙng suaát keùo (Tensile stress)—tæ soá giöõa löïc keùo vaø dieän tích beà maët vuoâng goùc vôùi höôùng cuûa löïc taùc duïng. Ñoä beàn keùo (Tensile strength)—öùng suaát keùo (trong moät maãu thöû keùo) ôû ñieåm nöùt gaõy. Ñoä beàn dai (Toughness)—khaû naêng cuûa moät VL coù theå haáp thuï naêng löôïng ñaøn hoài vaø bieán daïng deûo maø khoâng gaõy; ñöôïc ño baèng toång dieän tích döôùi ñoà thò (under a plot) cuûa öùng suaát keùo so vôùi bieán daïng keùo (tensile strain). Giôùi haïn chaûy (Yield strength/ proof stress)—öùng suaát maø taïi ñoù moät maãu thöû theå hieän moät löôïng bieán daïng deûo cuï theå.
  3. 3. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC CUÛA VL Caùc tính chaát cô hoïc ñöôïc xaùc ñònh bôûi caùc ñònh luaät cô hoïc, ñoù laø, khoa hoïc vaät lyù lieân quan ñeán naêng löôïng, löïc vaø taùc duïng cuûa chuùng treân caùc vaät theå. ÔÛ ñaây, vieäc thaûo luaän chuû yeáu taäp trung vaøo caùc vaät theå tónh—ôû traïng thaùi nghæ — thay vì caùc vaät theå ñoäng. Do ñoù, taát caû caùc tính chaát cô hoïc ñeàu laø söï ño löôøng veà söùc ñeà khaùng (resistance) cuûa moät VL ñoái vôùi söï bieán daïng hoaëc nöùt gaõy döôùi moät löïc taùc duïng. Moät yeáu toá quan troïng trong thieát keá phuïc hình R laø ñoä beàn (strength), moät tính chaát cô hoïc cuûa VL ñaûm baûo cho phuïc hình R coù theå phuïc vuï chöùc naêng cuûa noù moät caùch hieäu quaû, an toaøn vaø trong moät khoaûng thôøi gian hôïp lyù. Noùi chung, ñoä beàn laø khaû naêng cuûa phuïc hình R ñeà khaùng laïi öùng suaát (stress) ñöôïc taïo ra maø khoâng bò nöùt gaõy hoaëc bieán daïng vónh vieãn (bieán daïng deûo). Bieán daïng deûo xaûy ra khi giôùi haïn öùng suaát ñaøn hoài (proportional limit) beân trong phuïc hình R bò vöôït quaù. Phaàn cuoái baøi laø caùc yeáu toá taäp trung öùng suaát (stress concentration factors), baïn neân phaùt trieån moät neàn taûng khaùi nieäm veà nguyeân nhaân laøm nöùt gaõy VL phuïc hoài vaø söï hieåu bieát veà caùc ñaëc ñieåm thieát keá seõ laøm taêng hoaëc laøm giaûm söùc ñeà khaùng ñoái vôùi nöùt gaõy trong moâi tröôøng mieäng. Kieán thöùc naøy seõ cho pheùp baïn phaân bieät caùc nguyeân nhaân tieàm aån cuûa nhöõng thaát baïi treân laâm saøng coù theå laø do thieáu huït VL, loãi cuûa nha só, loãi cuûa kyõ thuaät vieân, hoaëc caùc yeáu toá thuoäc veà beänh nhaân. Khaû naêng thaát baïi cuûa moät phuïc hình R döôùi caùc löïc taùc duïng coù lieân quan ñeán caùc tính chaát cô hoïc cuûa VL laøm phuïc hình. Tính chaát cô hoïc laø nhöõng phaûn öùng ño ñöôïc, caû veà tính ñaøn hoài (coù theå phuïc hoài khi loaïi boû löïc) laãn tính deûo (khoâng theå phuïc hoài hoaëc khoâng ñaøn hoài), cuûa VL döôùi taùc duïng cuûa löïc, söï phaân boá cuûa löïc, hoaëc aùp löïc. Caùc tính chaát cô hoïc ñöôïc theå hieän thöôøng xuyeân nhaát bôûi caùc ñôn vò cuûa öùng suaát vaø/hoaëc bieán daïng. Chuùng ñaïi dieän cho caùc pheùp ño veà: (1) bieán daïng ñaøn hoài (giôùi haïn tyû leä, naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài, vaø modulus ñaøn hoài); (2) bieán daïng deûo (ñoä giaõn daøi töông ñoái vaø ñoä cöùng beà maët); hoaëc (3) moät söï keát hôïp cuûa bieán daïng ñaøn hoài vaø bieán daïng deûo, nhö ñoä beàn dai (toughness) vaø giôùi haïn chaûy (yield strength). Ñeå thaûo luaän veà caùc tính chaát naøy, tröôùc heát phaûi hieåu veà khaùi nieäm öùng suaát vaø bieán daïng. ÖÙNG SUAÁT VAØ BIEÁN DAÏNG ÖÙng suaát (stress) laø löïc treân moät ñôn vò dieän tích taùc ñoäng leân haøng trieäu nguyeân töû hoaëc phaân töû trong moät maët phaúng nhaát ñònh cuûa moät VL. Ngoaïi tröø moät soá tình huoáng uoán, nhö caùc maãu uoán 4 ñieåm, vaø moät soá hình daïng khoâng ñoàng nhaát, öùng suaát thöôøng giaûm theo moät haøm soá cuûa khoaûng caùch töø vuøng löïc/aùp löïc aùp duïng. Ñoái vôùi caùc öùng duïng nha khoa, coù moät soá loaïi öùng suaát phaùt trieån theo baûn chaát cuûa löïc taùc duïng vaø hình daïng cuûa vaät theå. Chuùng goàm öùng suaát keùo, öùng suaát caét, vaø öùng suaát neùn. Ñoä beàn cuûa VL ñöôïc ñònh nghóa laø möùc öùng suaát trung bình maø taïi ñoù VL theå hieän moät söï bieán daïng deûo ban ñaàu nhaát ñònh hoaëc taïi ñoù söï nöùt gaõy xaûy ra trong caùc maãu thöû coù cuøng hình daïng vaø kích thöôùc. Ñoä beàn phuï thuoäc vaøo moät soá yeáu toá nhö (1) toác ñoä bieán daïng, (2) hình daïng cuûa maãu thöû, (3) söï hoaøn taát beà maët (kích thöôùc vaø soá löôïng töông ñoái cuûa caùc loã hoång beà maët), vaø (4) moâi tröôøng thí nghieäm. Tuy
  4. 4. nhieân, ñoä beàn laâm saøng cuûa nhöõng VL gioøn (nhö söù, amalgams, composites, vaø xi maêng) coù theå thaáp khi caùc loã hoång lôùn hieän dieän hoaëc neáu nhöõng vuøng taäp trung öùng suaát toàn taïi do söï thieát keá khoâng ñuùng caùc thaønh phaàn cuûa phuïc hình (nhö moät raõnh/khía doïc theo tieát dieän cuûa moät caùnh tay moùc treân haøm giaû baùn phaàn). Trong nhöõng ñieàu kieän naøy, moät phuïc hình treân laâm saøng coù theå bò nöùt gaõy ôû moät löïc taùc duïng thaáp hôn nhieàu do öùng suaát taïi choã vöôït quaù ñoä beàn cuûa VL ôû vò trí tôùi haïn (critical location) cuûa khuyeát hoång (taäp trung öùng suaát). Khi beänh nhaân nhai vôùi moät maõo R baèng vaøng, caáu truùc nguyeân töû cuûa maõo R bò bieán daïng ñaøn hoài nheï bôûi löïc nhai. Neáu chæ coù bieán daïng ñaøn hoài xaûy ra, thì beà maët cuûa maõo R seõ hoài phuïc hoaøn toaøn khi löïc ñöôïc loaïi boû. ÖÙng suaát ñaøn hoài trong VL khoâng gaây ra bieán daïng vónh vieãn. Maëc khaùc, öùng suaát lôùn hôn giôùi haïn tyû leä gaây ra bieán daïng vónh vieãn vaø, neáu ñuû lôùn, chuùng coù theå laøm nöùt gaõy VL. Ñoái vôùi nhöõng VL gioøn, chæ coù bieán daïng ñaøn hoài vaø khoâng theå chòu ñöôïc bieán daïng deûo, thì öùng suaát ôû möùc hoaëc hôi lôùn hôn öùng suaát ñaøn hoài toái ña (giôùi haïn tyû leä) seõ gaây ra nöùt gaõy VL. Caùc tính chaát cô hoïc naøy cuûa VL nha khoa laø raát quan troïng ñeå nha só hieåu ñöôïc khi thieát keá moät phuïc hoài hoaëc ñieàu chænh moät phuïc hình. Söï khaùc nhau giöõa caùc tính chaát cô hoïc deã daøng ñöôïc nhaän thaáy thoâng qua vieäc söû duïng moät sô ñoà öùng suaát- bieán daïng (moâ taû sau). Khi moät ngoaïi löïc taùc duïng leân moät vaät raén, moät phaûn löïc seõ xuaát hieän ñeå choáng laïi löïc naøy, noù coù ñoä lôùn baèng nhöng ngöôïc höôùng vôùi löïc taùc duïng. ÖÙng suaát ñöôïc taïo ra beân trong moät VL baèng löïc taùc duïng chia cho dieän tích treân ñoù noù taùc duïng. Löïc keùo taïo ra öùng suaát keùo; löïc neùn taïo ra öùng suaát neùn; vaø löïc caét hoaëc löïc uoán taïo ra öùng suaát caét. Moät löïc uoán (bending force) coù theå taïo ra caû 3 loaïi öùng suaát trong moät caáu truùc, nhöng trong haàu heát caùc tröôøng hôïp hieän töôïng nöùt gaõy xaûy ra do thaønh phaàn öùng suaát keùo. Trong tình huoáng naøy, öùng suaát keùo vaø öùng suaát neùn laø caùc öùng suaát truïc chính (principal axial stresses), trong khi öùng suaát caét laø söï keát hôïp cuûa thaønh phaàn keùo vaø thaønh phaàn neùn. Baát cöù khi naøo öùng suaát hieän dieän, söï bieán daïng (deformation/ strain) seõ ñöôïc gaây ra. Ví duï, moät löïc keùo 200 N ñöôïc aùp duïng cho moät daây coù dieän tích 0.000002 m2 trong maët caét ngang. ÖÙng suaát keùo (σ) theo ñònh nghóa laø löïc keùo treân moät ñôn vò dieän tích vuoâng goùc vôùi höôùng cuûa löïc taùc duïng: σ = 200 N/ 0.000002 m2 = 100 × 106 N/m2 = 100 MPa (1) Bôûi vì daây ñaõ bò nöùt gaõy ôû möùc öùng suaát naøy, neân ñoä beàn keùo cuûa daây naøy laø 100 MPa. Trong heä thoáng ño löôøng cuûa Anh, öùng suaát ñöôïc theå hieän baèng pounds/inch vuoâng. Tuy nhieân, ñôn vò megapascal (MPa) ñöôïc öa duøng hôn vì noù nhaát quaùn vôùi caùc ñôn vò cuûa heä thoáng ño löôøng quoác teá (SI: Systeme Internationale d’ Unites, ñoái vôùi chieàu daøi, thôøi gian, doøng ñieän, nhieät ñoä nhieät ñoäng hoïc, cöôøng ñoä saùng, khoái löôïng, vaø löôïng chaát). Ñeå minh hoïa ñoä lôùn cuûa 1 MPa, haõy xem xeùt moät caùi baùnh hamburger McDonald’s ¼ pound ñöôïc treo treân moät sôïi daây caâu caù coù ñöôøng kính 1.12 mm. ÖÙng suaát treân moãi ñôn vò dieän tích beân trong sôïi daây laø khoaûng 1 MPa. Neáu sôïi daây daøi hôn 0.1 m, vaø neáu noù bò keùo daøi 0.001 m döôùi moät löïc, thì bieán daïng (ε), theo ñònh nghóa, laø ñoä bieán thieân chieàu daøi (Δl), treân moãi ñôn vò chieàu daøi ban ñaàu (l0), hoaëc, ε = Δl 𝑙0 = 0.001 m 0.1 m = 0.01 % (2)
  5. 5. Chuùng ta coù theå keát luaän raèng daây bò nöùt gaõy ôû moät öùng suaát keùo 100 MPa vaø ôû moät bieán daïng keùo 0.01%. Chuù yù raèng maëc duø bieán daïng laø moät ñaïi löôïng khoâng coù kích thöôùc, caùc ñôn vò nhö m/m hay cm/cm thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå nhaéc nhôû moät trong nhöõng heä thoáng caùc ñôn vò ñöôïc söû duïng trong pheùp ño thöïc teá. Söï töông ñöông ñöôïc chaáp nhaän trong heä thoáng cuûa Anh laø inch/ inch, foot/ foot, ... Bieán daïng (strain), hay söï thay ñoåi chieàu daøi treân moät ñôn vò chieàu daøi ban ñaàu, laø söï bieán daïng töông ñoái cuûa moät vaät theå chòu moät öùng suaát. Bieán daïng coù theå laø ñaøn hoài hoaëc deûo hoaëc ñaøn hoài vaø deûo. Bieán daïng ñaøn hoài (elastic strain) laø coù theå hoài phuïc. Vaät theå hoài phuïc hoaøn toaøn hình daïng ban ñaàu cuûa noù khi löïc ñöôïc loaïi boû. Bieán daïng deûo (plastic strain) laø moät bieán daïng vónh vieãn cuûa VL, khoâng giaûm khi löïc taùc duïng bò loaïi boû. Khi moät thaønh phaàn cuûa phuïc hình nhö laø caùnh tay moùc treân moät haøm giaû baùn phaàn bò bieán daïng vöôït qua giôùi haïn ñaøn hoài (elastic limit) vaøo trong vuøng bieán daïng deûo, chæ bieán daïng ñaøn hoài ñöôïc hoài phuïc khi löïc ñöôïc giaûi phoùng. Do ñoù, khi ñieàu chænh baèng caùch uoán cong moät daây chænh nha, moät bôø vieàn cuûa maõo kim loaïi, hay moùc cuûa haøm thaùo laép, bieán daïng deûo laø vónh vieãn, nhöng daây, bôø vieàn hoaëc moùc seõ ñaøn hoài trôû laïi moät löôïng nhaát ñònh khi söï phuïc hoài cuûa bieán daïng ñaøn hoài xaûy ra. Nhö ñaõ noùi tröôùc ñoù, öùng suaát ñöôïc moâ taû baèng ñoä lôùn cuûa noù vaø loaïi bieán daïng maø noù taïo ra. Ba loaïi öùng suaát “ñôn giaûn” coù theå ñöôïc phaân loaïi laø: öùng suaát keùo, öùng suaát neùn vaø öùng suaát caét. Caùc öùng suaát phöùc taïp, nhö öùng suaát ñöôïc taïo ra bôûi caùc löïc gaây ra bieán daïng uoán hoaëc xoaén, seõ ñöôïc thaûo luaän ôû phaàn öùng suaát uoán. ÖÙng suaát keùo (Tensile Stress) ÖÙng suaát keùo ñöôïc taïo ra bôûi moät taûi löïc coù xu höôùng laøm cho vaät theå bò keùo daøi ra. Moät öùng suaát keùo luoân luoân ñi cuøng vôùi bieán daïng keùo (tensile strain). Coù moät vaøi tình huoáng trong nha khoa öùng suaát keùo laø thuaàn tuùy. Tuy nhieân, moät öùng suaát keùo cuõng coù theå ñöôïc sinh ra khi caáu truùc bò uoán cong. Söï bieán daïng cuûa caàu R vaø söï neùn ñuùng taâm (diametral compression) moät maãu truï (cylinder) ñöôïc moâ taû ôû phaàn sau laø nhöõng ví duï veà caùc tình huoáng öùng suaát phöùc taïp naøy. Trong laâm saøng phuïc hình coá ñònh, keïo dính coù theå ñöôïc söû duïng ñeå loaïi boû maõo R baèng löïc keùo khi beänh nhaân coá gaéng haù mieäng. Tuy nhieân, öùng suaát keùo, öùng suaát neùn vaø öùng suaát caét cuõng coù theå ñöôïc taïo ra baèng moät löïc uoán nhö ôû hình 4-1. Bôûi vì haàu heát VL nha khoa laø khaù gioøn, neân chuùng raát deã bò raïn nöùt khi coù söï hieän dieän cuûa caùc loã hoång beà maët chòu öùng suaát keùo, chaúng haïn nhö khi chuùng chòu taùc duïng cuûa taûi löïc uoán. Maëc duø moät soá VL gioøn coù theå beàn, chuùng nöùt gaõy vôùi söï caûnh baùo nhoû bôûi vì raát ít hoaëc khoâng coù bieán daïng deûo xaûy ra, cho thaáy caùc möùc öùng suaát cao. ÖÙng suaát neùn (Compressive Stress) Moät vaät theå ñöôïc ñaët döôùi moät taûi löïc coù xu höôùng neùn hay laøm ngaén noù, söï ñeà khaùng beân trong ñoái vôùi taûi löïc naøy ñöôïc goïi laø öùng suaát neùn. ÖÙng suaát neùn coù lieân heä vôùi bieán daïng neùn (compressive strain). Ñeå tính toaùn öùng suaát keùo hay öùng suaát neùn, thì laáy löïc taùc duïng chia cho dieän tích maët caét vuoâng goùc vôùi höôùng cuûa löïc. ÖÙng suaát caét (Shear Stress) ÖÙng suaát caét coù xu höôùng khaùng laïi söï tröôït (sliding) hoaëc xoaén (twisting) cuûa moät phaàn vaät theå so vôùi phaàn coøn laïi. ÖÙng suaát caét cuõng coù theå ñöôïc sinh ra bôûi moät taùc ñoäng gaây xoaén treân moät VL. Ví duï, neáu moät löïc taùc duïng doïc theo beà maët men R bôûi moät duïng cuï saéc beùn song
  6. 6. song vôùi giao dieän giöõa men vaø moät maéc caøi chænh nha, maéc caøi coù theå bò bong ra bôûi söï thaát baïi cuûa öùng suaát caét cuûa xi maêng gaén. ÖÙng suaát caét ñöôïc tính baèng caùch chia löïc cho dieän tích song song vôùi höôùng cuûa löïc. Trong moâi tröôøng mieäng, söï phaù hoûng do caét (shear failure) coù theå khoâng xaûy ra bôûi ít nhaát 4 lyù do: (1) nhieàu VL gioøn trong beà maët R ñöôïc phuïc hoài thöôøng coù beà maët thoâ raùp vaø cong. (2) Söï hieän dieän cuûa maët vaùt hoaëc nhöõng thay ñoåi ñoä cong cuûa moät beà maët R ñöôïc daùn cuõng laøm cho söï phaù hoûng do caét cuûa moät VL daùn raát khoù xaûy ra. (3) Ñeå taïo ra söï phaù hoûng do caét, löïc taùc duïng phaûi ñöôïc ñaët ngay keá beân giao dieän, nhö hình 4-2, B. Ñieàu naøy laø khaù khoù ñeå ñöôïc thöïc hieän, ngay caû trong caùc ñieàu kieän thí nghieäm trong ñoù caùc giao dieän baèng phaúng, laùng mòn ñöôïc söû duïng. Löïc taùc duïng caøng xa giao dieän, thì caøng nhieàu khaû naêng laø söï phaù hoûng do keùo (tensile failure) chöù khoâng phaûi laø söï phaù hoûng do caét seõ xaûy ra bôûi vì khaû naêng ñoái vôùi öùng suaát uoán seõ taêng. (4) Bôûi vì ñoä beàn keùo cuûa VL gioøn thöôøng thaáp hôn giaù trò ñoä beàn caét cuûa chuùng, neân söï phaù hoûng do keùo coù nhieàu khaû naêng xaûy ra hôn. Hình 4-1: A, ÖÙng suaát sinh ra ôû moät caàu R 3 ñôn vò bôûi moät löïc uoán (P). B, ÖÙng suaát sinh ra ôû moät caàu R voùi 2 ñôn vò. Chuù yù raèng öùng suaát keùo phaùt trieån ôû phía nöôùu cuûa caàu 3 ñôn vò vaø ôû phía nhai cuûa caàu voùi. ÖÙng suaát uoán (Flexural/Bending Stress) Ví duï veà öùng suaát uoán ñöôïc sinh ra ôû moät caàu R 3 ñôn vò vaø moät caàu voùi 2 ñôn vò ôû hình 4-1, A vaø B. ÖÙng suaát naøy ñöôïc taïo ra bôûi caùc löïc uoán trong caùc öùng duïng nha khoa theo moät trong 2 caùch: (1) cho moät caáu truùc nhö caàu R chòu löïc taûi 3 ñieåm, trong ñoù caùc ñieåm cuoái ñöôïc coá ñònh vaø moät löïc ñöôïc aùp duïng ôû giöõa 2 ñieåm naøy (H.4-1 A); vaø (2) cho moät caáu truùc voùi chæ ñöôïc naâng ñôõ ôû moät ñaàu chòu moät löïc taûi doïc theo baát kyø phaàn naøo cuûa thaønh phaàn khoâng ñöôïc naâng ñôõ (H.4-1 B). Ngoaøi ra, khi beänh nhaân caén vaøo moät vaät, caùc R tröôùc nhaän löïc coù phöông vuoâng goùc vôùi truïc daøi cuûa chuùng, do ñoù taïo ra caùc öùng suaát uoán beân trong caùc R. ÔÛ hình 4-1 A, öùng suaát keùo phaùt trieån ôû phía moâ cuûa caàu R, vaø öùng suaát neùn phaùt trieån ôû phía nhai. Giöõa 2 vuøng naøy laø truïc trung hoøa (neutral axis) vôùi moät traïng thaùi khoâng coù öùng suaát keùo vaø cuõng khoâng öùng suaát neùn. Ñoái vôùi caàu voùi ôû hình 4-1 B, öùng suaát keùo toái ña phaùt trieån vôùi maët nhai hay beà maët ñang trôû neân loài hôn (cho thaáy moät taùc duïng keùo daøi). Neáu baïn coù theå hình dung ñôn vò naøy uoán cong xuoáng döôùi veà phía moâ, thì maët treân cuûa noù seõ trôû neân loài hôn hay bò keùo daøi ra (vuøng keùo), vaø maët ñoái dieän trôû neân bò neùn. Nhö ñaõ giaûi thích ôû phaàn P P Neùn Keùo Neùn Keùo
  7. 7. söï taäp trung öùng suaát, nhöõng vuøng bò keùo caêng naøy ñaïi dieän cho caùc vò trí khôûi ñaàu cuûa söï nöùt gaõy trong haàu heát caùc VL, ñaëc bieät laø nhöõng VL gioøn, ít hoaëc khoâng coù khaû naêng bieán daïng deûo. Theå hieän trong hình 4-2 laø moät heä thoáng 2 VL lieân keát, vôùi caùc nguyeân töû cuûa VL A naèm treân giao dieän vaø caùc nguyeân töû cuûa VL B naèm döôùi giao dieän. Caùc nguyeân töû ñöôïc bieåu dieãn treân 6 maët phaúng nguyeân töû, maëc duø caáu truùc R coù haøng trieäu maët phaúng nguyeân töû. Tuy nhieân, caùc nguyeân lyù cuûa öùng suaát vaø bieán daïng ñeàu aùp duïng trong caû 2 tröôøng hôïp. ÔÛ phaàn treân cuûa hình 4-2 A, moät löïc caét ñöôïc aùp duïng ôû moät khoaûng caùch d/2 so vôùi giao dieän A-B. Khi löïc naøy taêng ñoä lôùn, ñaàu tieân noù taïo ra moät bieán daïng caét ñaøn hoài (phaàn döôùi cuûa hình A), seõ trôû veà 0 khi löïc caét bò loaïi boû. ÔÛ hình 4-2 B, neáu löïc caét ôû maët ngoaøi ñöôïc taêng leân ñuû, moät bieán daïng vónh vieãn hay bieán daïng deûo seõ ñöôïc taïo ra. Ñoái vôùi tröôøng hôïp ôû hình 4-2 B, löïc ñöôïc aùp duïng doïc theo giao dieän A-B vaø khoâng ôû moät khoaûng caùch xa (nhö ôû hình A). Do vieäc aùp duïng löïc doïc theo giao dieän naøy, öùng suaát caét thuaàn tuùy vaø bieán daïng caét chæ phaùt trieån beân trong vuøng giao dieän, vaø bieán daïng deûo cuïc boä cuõng ñaõ xaûy ra. ÔÛ phaàn döôùi cuûa hình 4-2 B, löïc ñaõ ñöôïc giaûi phoùng, vaø moät bieán daïng vónh vieãn cuûa moät khoang nguyeân töû ñaõ xaûy ra. Ñoái vôùi hình 4-2 A, öùng suaát ñöôïc taïo ra khoâng phaûi laø öùng suaát caét thuaàn tuùy bôûi vì löïc ñöôïc aùp duïng ôû moät khoaûng caùch so vôùi giao dieän. Ñaây laø lyù do taïi sao haàu heát caùc thí nghieäm lieân keát caét (shear bond tests) thöïc söï khoâng ño ñöôïc ñoä beàn caét, maø laø moät thaønh phaàn keùo cuûa öùng suaát uoán. Hình 4-2: Moâ hình nguyeân töû minh hoïa bieán daïng caét ñaøn hoài (A) vaø bieán daïng caét deûo (B) ñoái vôùi moät ñôn vò chieàu daøi cuûa moät caáu truùc VL. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC LIEÂN QUAN BIEÁN DAÏNG ÑAØN HOÀI Coù moät soá tính chaát vaø thoâng soá cô hoïc quan troïng laø thöôùc ño cuûa bieán daïng ñaøn hoài hoaëc bieán daïng deûo cuûa VL nha khoa. Chuùng laø moâ ñun ñaøn hoài (coøn ñöôïc goïi laø moâ ñun Young), moâ ñun Young ñoäng (ñöôïc xaùc ñònh baèng pheùp ño vaän toác soùng sieâu aâm), moâ ñun caét, tính uoán deûo (flexibility), naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài (resilience), vaø heä soá Poisson. Caùc tính chaát Bieán daïng caét ñaøn hoài Bieán daïng caét deûo Löïc caét Löïc caét Löïc caét Löïc caét Löïc caét Löïc caét Giao dieän A-B
  8. 8. khaùc ñöôïc xaùc ñònh töø öùng suaát ôû cuoái vuøng ñaøn hoài cuûa öùng suaát-bieán daïng hoaëc trong vuøng bieán daïng deûo ban ñaàu (giôùi haïn tyû leä, giôùi haïn ñaøn hoài, vaø giôùi haïn chaûy) ñöôïc moâ taû ôû phaàn sau veà caùc tính chaát beàn. Moâ ñun ñaøn hoài (Elastic Modulus/ Young’s Modulus/ Modulus of Elasticity) Moâ ñun ñaøn hoài moâ taû ñoä cöùng töông ñoái (relative stiffness/rigidity) cuûa moät VL, ñöôïc xaùc ñònh baèng ñoä doác (slope) cuûa ñöôøng cong öùng suaát-bieán daïng trong vuøng bieán daïng ñaøn hoài. Hình 4-3 laø moät bieåu ñoà öùng suaát-bieán daïng cuûa moät daây theùp khoâng gæ trong chænh nha khi chòu moät löïc keùo. Ñoä beàn keùo giôùi haïn, giôùi haïn chaûy (giôùi haïn chaûy quy öôùc 0.2%), giôùi haïn tyû leä, vaø moâ ñun ñaøn hoài ñöôïc theå hieän trong hình. Bieåu ñoà naøy theå hieän ñoà thò cuûa öùng suaát thöïc (true stress) so vôùi bieán daïng vì löïc ñöôïc chia cho dieän tích maët caét ñang thay ñoåi khi daây ñang bò keùo daøi ra. Vuøng ñöôøng thaúng theå hieän bieán daïng ñaøn hoài, bôûi vì öùng suaát coøn döôùi giôùi haïn tyû leä PL =1020 MPa, vuøng cong theå hieän cho bieán daïng deûo, khoâng hoài phuïc, vaø daây bò nöùt gaõy ôû öùng suaát UTS =1625 MPa. Tuy nhieân, bieán daïng ñaøn hoài (khoaûng 0.52%) hoài phuïc hoaøn toaøn khi löïc ñöôïc giaûi phoùng hoaëc sau khi daây bò nöùt gaõy. Chuùng ta coù theå thaáy ñieàu naøy moät caùch roõ raøng baèng caùch uoán sôïi daây trong tay vôùi moät löïc nhoû vaø sau ñoù giaûm löïc. Noù quay trôû laïi hình daïng ban ñaàu khi löïc ñöôïc giaûm ñeán 0, giaû söû raèng öùng suaát sinh ra khoâng vöôït quaù giôùi haïn tyû leä. Nguyeân lyù phuïc hoài ñaøn hoài naøy ñöôïc minh hoïa ôû hình 4-4 vôùi moät thuû thuaät ñaùnh boùng moät bôø vieàn kim loaïi bò hôû baèng ñaù maøi gaén treân duïng cuï quay ñeå ñoùng khoaûng hôû nhôø keát quaû cuûa bieán daïng ñaøn hoài coäng vôùi bieán daïng deûo. Tuy nhieân, sau khi loaïi boû löïc, bôø vieàn quay trôû laïi moät löôïng töông ñöông vôùi toång bieán daïng ñaøn hoài. Chæ baèng caùch laáy maõo R ra khoûi R hoaëc die môùi coù theå ñaït ñöôïc söï ñoùng kín hoaøn toaøn. Bôûi vì chuùng ta phaûi cung caáp ít Hình 4-3: Bieåu ñoà öùng suaát-bieán daïng ñoái vôùi moät daây chænh nha baèng theùp khoâng gæ chòu moät löïc keùo. Giôùi haïn tyû leä (PL) laø 1020 MPa. Maëc duø khoâng ñöôïc theå hieän, nhöng giôùi haïn ñaøn hoài xaáp xæ baèng giaù trò naøy. Giôùi haïn chaûy (YS) ôû moät bieán daïng quy öôùc 0.2% so vôùi ban ñaàu (ñieåm O) laø 1536 MPa vaø ñoä beàn keùo giôùi haïn (UTS) laø 1625 MPa. Moät giaù trò moâ ñun ñaøn hoài (E = öùng suaát/ bieán daïng) 192.000 MPa ñöôïc tính töø ñoä doác cuûa vuøng ñaøn hoài.
  9. 9. nhaát 25 μm khoaûng troáng cho xi maêng, neân vieäc ñaùnh boùng hoaøn toaøn treân R hoaëc die thöôøng laø ñuû vì löôïng hoài phuïc cuûa bieán daïng ñaøn hoài laø töông ñoái nhoû. Ñoà thò öùng suaát-bieán daïng ôû hình 4-5 ñoái vôùi men vaø ngaø chòu öùng suaát neùn. Caùc ñöôøng cong naøy ñöôïc xaây duïng töø caùc giaù trò ñieån hình cuûa moâ ñun ñaøn hoài, giôùi haïn tyû leä, vaø ñoä beàn neùn giôùi haïn ñöôïc baùo caùo trong caùc taøi lieäu khoa hoïc. Neáu laáy öùng suaát keùo döôùi giôùi haïn tyû leä ôû hình 4-3 hoaëc öùng suaát neùn (döôùi giôùi haïn tyû leä) ôû hình 4-5 chia cho giaù trò bieán daïng töông öùng, öùng suaát keùo/ bieán daïng keùo hoaëc öùng suaát neùn/ bieán daïng neùn, thì thu ñöôïc moät heä soá tyû leä goïi laø moâ ñun ñaøn hoài, kí hieäu baèng chöõ E. Ñoä doác cuûa vuøng thaúng (khoaûng ñaøn hoài) cuûa ñoà thò öùng suaát-bieán daïng laø thöôùc ño ñoä cöùng töông ñoái cuûa moät VL. Maëc duø ñoä cöùng cuûa moät phuïc hình nha khoa coù theå taêng baèng caùch taêng ñoä daøy cuûa noù, nhöng moâ ñun ñaøn hoài thì khoâng thay ñoåi. Moâ ñun ñaøn hoài laø moät haèng soá moâ taû ñoä cöùng töông ñoái cuûa VL, ñöôïc xaùc ñònh töø ñoà thò öùng suaát-bieán daïng. Caùc giaù trò khaùc nhau cuûa giôùi haïn tyû leä, moâ ñun ñaøn hoài vaø ñoä beàn neùn giôùi haïn ñaõ ñöôïc baùo caùo ñoái vôùi men vaø ngaø, tuøy thuoäc vaøo dieän tích cuûa R maø töø ñoù thu ñöôïc caùc maãu thöû. Chuù yù raèng giôùi haïn tyû leä, ñoä beàn neùn giôùi haïn vaø moâ ñun ñaøn hoài cuûa men laø lôùn hôn ngaø (H. 4-5). Thöïc teá, moâ ñun ñaøn hoài cuûa men lôùn gaáp khoaûng 3 laàn so vôùi ngaø, tuøy vaøo nghieân cöùu ñöôïc trích daãn, noù coù theå lôùn gaáp 7 laàn. Ngaø coù khaû naêng duy trì bieán daïng deûo ñaùng keå döôùi taûi troïng neùn tröôùc khi noù nöùt gaõy. Do ñoù, men laø chaát cöùng hôn vaø gioøn hôn ngaø. Ngöôïc laïi, ngaø deûo vaø dai hôn. Bôûi vì moâ ñun ñaøn hoài cuûa moät VL laø haèng soá, neân noù khoâng bò aûnh höôûng bôûi löôïng öùng suaát ñaøn hoài hay öùng suaát deûo ñöôïc taïo ra trong VL. Noù khoâng phuï thuoäc vaøo ñoä deûo (ductility) cuûa VL vì noù ñöôïc ño ôû vuøng tuyeán tính cuûa ñoà thò öùng suaát-bieán daïng, vaø noù khoâng phaûi laø thöôùc ño cuûa ñoä deûo hay ñoä beàn. VL coù moâ ñun ñaøn hoài cao coù theå coù giaù trò ñoä beàn cao hoaëc thaáp. Maëc duø moät thí nghieäm neùn ñaõ ñöôïc choïn ñeå ño caùc tính chaát cuûa caáu truùc R (hình 4-5), moâ ñun ñaøn hoài cuõng coù theå ñöôïc ño baèng thí nghieäm keùo. Löïc Hình 4-4: Sô ñoà minh hoïa thuû thuaät ñoùng khe hôû bôø cuûa moät maõo kim loaïi baèng caùch ñaùnh boùng vôùi duïng cuï quay. Chuù yù sau khi ngöng maøi (hình döôùi), bieán daïng ñaøn hoài ñöôïc phuïc hoài vaø vaãn coøn khoaûng hôû nhoû ôû bôø maõo.
  10. 10. Bôûi vì moâ ñun ñaøn hoài laø tæ soá giöõa öùng suaát ñaøn hoài vaø bieán daïng ñaøn hoài, neân bieán daïng caøng nhoû ñoái vôùi moät öùng suaát nhaát ñònh, thì giaù trò moâ ñun ñaøn hoài caøng lôùn. Ví duï, neáu moät sôïi daây khoù uoán hôn nhieàu so vôùi moät daây khaùc coù cuøng hình daïng vaø kích thöôùc, thì öùng suaát lôùn hôn ñaùng keå phaûi ñöôïc sinh ra tröôùc khi moät bieán daïng mong muoán ñöôïc taïo ra ôû daây cöùng hôn. Moät VL nhö vaäy seõ coù moät moâ ñun ñaøn hoài töông ñoái cao. VL laáy daáu polyether coù ñoä cöùng (moâ ñun ñaøn hoài) lôùn hôn so vôùi taát caû caùc VL laáy daáu loaïi ñaøn hoài (elastomeric) khaùc. Do ñoù caàn moät löïc lôùn hôn ñeå laáy khay laáy daáu ra khoûi caùc vuøng leïm (undercut areas) beân trong mieäng. Moâ ñun ñaøn hoài ñöôïc tính theo ñôn vò cuûa löïc treân moät ñôn vò dieän tích, ñieån hình laø GN/m2 (giganewtons/meùt vuoâng), hay GPa (gigapascals). Thuoäc tính naøy coù lieân quan giaùn tieáp vôùi caùc tính chaát cô hoïc khaùc. Ví duï, 2 VL coù theå coù cuøng giôùi haïn tyû leä nhöng coù moâ ñun ñaøn hoài khaùc nhau ñaùng keå. Moâ ñun ñaøn hoài cuûa moät maãu thöû keùo coù theå ñöôïc tính nhö sau: Theo ñònh nghóa: ÖÙng suaát = P / A = σ (3) Bieán daïng = Δl / l0 = ε (4) Do ñoù, E = Stress Strain = σ ε = (P A⁄ ) (Δl / 𝑙0) (5) Trong ñoù: E: moâ ñun ñaøn hoài. P: löïc aùp duïng hay taûi troïng. A: dieän tích maët caét cuûa VL chòu öùng suaát. Δl: ñoä giaõn daøi. l0: chieàu daøi ban ñaàu. Moâ ñun Young ñoäng Moâ ñun ñaøn hoài coù theå ñöôïc ño baèng phöông phaùp ñoäng cuõng nhö kyõ thuaät tónh ñaõ ñöôïc moâ taû ôû phaàn tröôùc. Do vaän toác aâm thanh ñi qua moät chaát raén coù theå deã daøng ño ñöôïc baèng ñaàu phaùt (transducers) soùng sieâu aâm doïc vaø ngang vaø boä phaän thu nhaän (receivers) thích hôïp, vaän toác cuûa soùng aâm vaø maät ñoä vaät chaát coù theå ñöôïc söû duïng ñeå tính moâ ñun ñaøn hoài vaø giaù trò heä soá Hình 4-5: Ñoà thò öùng suaát-bieán daïng cuûa men vaø ngaø chòu neùn. Giaù trò ñoä beàn neùn giôùi haïn (CS), giôùi haïn tyû leä (PL), vaø moâ ñun ñaøn hoài (E) ñöôïc theå hieän. (Nguoàn: Stanford JW, Weigel KV, Paffenbarger GD, and Sweeney WT: Compressive properties of hard tooth tissue. J Am Dent Assoc 60:746, 1960)
  11. 11. Poisson. Phöông phaùp xaùc ñònh moâ ñun ñaøn hoài ñoäng naøy ít phöùc taïp hôn caùc thí nghieäm keùo hoaëc neùn thoâng thöôøng, nhöng giaù trò thu ñöôïc thöôøng lôùn hôn giaù trò cuûa caùc phöông phaùp tónh. Ñoái vôùi haàu heát caùc muïc ñích, giaù trò naøy laø coù theå chaáp nhaän ñöôïc. Neáu, thay vì öùng suaát keùo hoaëc neùn moät truïc (uniaxial stress), moät öùng suaát caét ñöôïc taïo ra, bieán daïng caét sinh ra coù theå ñöôïc söû duïng ñeå xaùc ñònh moâ ñun caét cuûa VL. Moâ ñun caét (G) coù theå ñöôïc tính töø moâ ñun ñaøn hoài (E) vaø heä soá Poisson (ν) baèng phöông trình (6): G = E 2(1 + ν) = E 2(1 + 0.3) = 0.38 E (6) Giaù trò cuûa heä soá Poisson ñieån hình laø 0.3. Do ñoù, moâ ñun caét thöôøng laø khoaûng 38% moâ ñun ñaøn hoài. Tính uoán deûo (Flexibility) Ñoái vôùi caùc thieát bò vaø phuïc hoài nha khoa, moät giaù trò cao cuûa giôùi haïn ñaøn hoài (elastic limit), öùng suaát maø neáu vöôït qua noù thì VL seõ khoâng hoài phuïc ñöôïc traïng thaùi ban ñaàu cuûa noù khi löïc taùc duïng ñöôïc giaûi phoùng, laø moät yeâu caàu caàn thieát ñoái vôùi VL maø töø ñoù chuùng ñöôïc cheá taïo, bôûi vì caáu truùc ñöôïc mong ñôïi laø trôû laïi hình daïng ban ñaàu cuûa noù sau khi noù taïo ra öùng suaát vaø löïc ñöôïc loaïi boû (hoài phuïc ñaøn hoài). Thoâng thöôøng, moät moâ ñun ñaøn hoài cao töông ñoái cuõng laø ñieàu mong muoán, bôûi vì chæ coù moät bieán daïng nhoû phaùt trieån döôùi moät öùng suaát ñaùng keå, chaúng haïn nhö trong tröôøng hôïp VL inlay hoaëc VL laáy daáu. Tuy nhieân, coù nhöõng tröôøng hôïp trong ñoù moät bieán daïng lôùn hôn coù theå laø caàn thieát vôùi moät öùng suaát trung bình hoaëc nhoû. Ví duï, trong khí cuï chænh nha, loø xo (spring) thöôøng bò uoán moät khoaûng caùch ñaùng keå döôùi aûnh höôûng cuûa moät öùng suaát nhoû. Trong tröôøng hôïp naøy, caáu truùc ñöôïc cho laø deã uoán (flexible) vaø noù coù tính uoán deûo (flexibility). Ñoä uoán toái ña ñöôïc ñònh nghóa laø bieán daïng uoán xaûy ra khi VL chòu öùng suaát ñeán giôùi haïn tyû leä cuûa noù. Naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài (Resilience) Khi khoaûng caùch giöõa caùc nguyeân töû taêng leân, thì naêng löôïng beân trong taêng leân. Mieãn laø öùng suaát khoâng lôùn hôn giôùi haïn tyû leä, thì naêng löôïng naøy ñöôïc goïi laø naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài. Thuaät ngöõ resilience coù lieân quan ñeán “tính ñaøn hoài,” nhöng noù haøm yù moät ñieàu gì ñoù nhieàu hôn nhö vaäy. Naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài coù theå ñöôïc ñònh nghóa laø löôïng naêng löôïng ñöôïc haáp thuï beân trong moät ñôn vò theå tích cuûa moät caáu truùc khi noù chòu öùng suaát ñeán giôùi haïn tyû leä cuûa noù. Naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài cuûa 2 hay nhieàu VL coù theå ñöôïc so saùnh baèng caùch quan saùt dieän tích beân döôùi vuøng ñaøn hoài cuûa caùc ñoà thò öùng suaát-bieán daïng cuûa chuùng, giaû söû raèng chuùng ñöôïc veõ cuøng moät tyû leä. VL coù dieän tích ñaøn hoài lôùn hôn thì coù naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài cao hôn. Hình 4-6 laø moät bieåu ñoà öùng suaát-bieán daïng minh hoïa caùc khaùi nieäm veà naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài vaø ñoä beàn dai. Dieän tích ñöôïc giôùi haïn bôûi vuøng ñaøn hoài laø thöôùc ño cuûa naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài, vaø toång dieän tích beân döôùi ñöôøng cong öùng suaát-bieán daïng (stress- strain curve) laø moät thöôùc ño cuûa ñoä beàn dai. Coâng (Work) laø tích cuûa löïc vôùi quaõng ñöôøng dòch chuyeån maø noù gaây ra. Khi coâng ñöôïc thöïc hieän treân moät vaät theå, thì naêng löôïng ñöôïc truyeàn ñeán noù. Vì vaäy, khi moät phuïc hình R bò bieán daïng, noù seõ haáp thuï naêng löôïng. Neáu öùng suaát sinh ra khoâng lôùn hôn giôùi haïn tyû leä (caáu
  12. 12. truùc mieäng laø khoâng bò bieán daïng vónh vieãn) thì chæ coù naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài ñöôïc löu tröõ trong caáu truùc. Khi moät phuïc hình nha khoa bò bieán daïng trong luùc nhai, löïc nhai taùc duïng treân caáu truùc R, phuïc hình, hoaëc caû 2, vaø ñoä lôùn bieán daïng cuûa caáu truùc ñöôïc xaùc ñònh baèng öùng suaát sinh ra. Trong haàu heát caùc phuïc hình nha khoa, caùc bieán daïng lôùn ñöôïc loaïi tröø bôûi ñaùp öùng baûn theå (proprioceptive response) cuûa caùc thuï theå thaàn kinh (neural receptors) trong daây chaèng nha chu. Kích thích ñau laøm cho löïc ñöôïc laøm giaûm vaø öùng suaát sinh ra cuõng ñöôïc giaûm, do ñoù ngaên ngöøa ñöôïc söï toån haïi ñoái vôùi R hay phuïc hình. Ví duï, moät inlay ôû maët beân coù theå gaây ra söï dòch chuyeån quaù möùc cuûa R keá beân neáu bieán daïng lôùn ôû maët beân phaùt trieån trong luùc chòu taûi löïc neùn treân maët nhai. Do ñoù, VL phuïc hoài neân coù moät moâ ñun ñaøn hoài cao töông ñoái vaø naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài töông ñoái thaáp, ñeå haïn cheá bieán daïng ñaøn hoài ñöôïc taïo ra. Heä soá Poisson Khi moät löïc keùo ñöôïc aùp duïng ñoái vôùi moät maãu truï (cylinder) hoaëc moät thanh, ñoái töôïng trôû neân daøi hôn vaø moûng hôn. Ngöôïc laïi, moät löïc neùn taùc ñoäng seõ laøm cho maãu truï hoaëc thanh ngaén hôn vaø daøy hôn. Neáu moät öùng suaát keùo truïc (axial tensile stress), σz, theo höôùng truïc z (truïc daøi) cuûa heä truïc toïa ñoä vuoâng goùc xyz taïo ra moät bieán daïng keùo ñaøn hoài (εz), vaø nhöõng co ngaén ñaøn hoài (elastic contractions) keøm theo theo höôùng x vaø y (εx vaø εy), thì tæ soá cuûa εx / εz hoaëc εy / εz laø moät ñaëc tính kyõ thuaät cuûa VL ñöôïc goïi laø heä soá Poisson (ν). ν = − ε 𝑥 ε 𝑧 = − ε 𝑦 ε 𝑧 (7) Heä soá Poisson coù theå ñöôïc xaùc ñònh moät caùch töông töï trong moät thí nghieäm lieân quan ñeán öùng suaát neùn truïc. Heä soá Poisson coù lieân quan ñeán tính chaát vaø tính ñoái xöùng cuûa caùc löïc lieân keát giöõa caùc nguyeân töû (ñöôïc moâ taû ôû chöông 2). Ñoái vôùi moät VL ñaúng höôùng lyù töôûng (ideal Hình 4-6: Ñöôøng cong öùng suaát-bieán daïng keùo thoâng thöôøng (ñöôøng ñöùt khuùc ñaäm) trong vuøng bieán daïng deûo ñöôïc tính döïa treân cô sôû dieän tích maët caét ban ñaàu cuûa thanh (rod) kim loaïi. Ñöôøng lieàn (treân ñöôøng ñöùt) theå hieän cho giaù trò öùng suaát thöïc ñöôïc tính döïa treân söï giaûm dieän tích maët caét thöïc teá cuûa thanh khi bieán daïng taêng leân. Naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài coù theå ñöôïc tính baèng caùch ño dieän tích beân trong vuøng ñaøn hoài. Ñoä beàn dai coù lieân quan ñeán toång dieän tích beân trong vuøng ñaøn hoài vaø vuøng deûo. Trong tröôøng hôïp naøy, giôùi haïn tyû leä (PL) vaãn khoâng ñoåi, nhöng ñoä beàn dai vaø ñoä beàn giôùi haïn (UTSi) laø khaùc nhau. Bieán daïng deûoBieán daïng ñaøn hoài Bieán daïng ÖÙngsuaátkeùo
  13. 13. isotropic material) coù theå tích khoâng ñoåi, heä soá laø 0.5. Haàu heát caùc VL kyõ thuaät ñeàu coù giaù trò khoaûng 0.3. CAÙC TÍNH CHAÁT BEÀN Ñoä beàn (strength) laø öùng suaát caàn thieát ñeå gaây ra nöùt gaõy (ñoä beàn giôùi haïn) hoaëc moät löôïng bieán daïng deûo nhaát ñònh (giôùi haïn chaûy). Khi moâ taû ñoä beàn cuûa moät vaät theå hay moät VL, chuùng ta thöôøng ñeà caäp ñeán öùng suaát toái ña caàn thieát ñeå gaây ra nöùt gaõy. Caû 2 loaïi traïng thaùi bieán daïng (deformational behavior) coù theå ñöôïc moâ taû baèng caùc tính chaát beàn, nhöng chuùng ta neân söû duïng caùc thuaät ngöõ phuø hôïp veà ñoä beàn ñeå phaân bieät giöõa öùng suaát gaây ra bieán daïng vónh vieãn vaø öùng suaát caàn ñeå gaây ra nöùt gaõy. Ñoái vôùi caùc VL nha khoa cuï theå, ñaëc bieät laø kim loaïi, chuùng ta quan taâm ñeán öùng suaát toái ña maø moät caáu truùc coù theå chòu ñöôïc tröôùc khi noù bò bieán daïng deûo (bieán daïng vónh vieãn). ÖÙng suaát naøy coù theå ñöôïc moâ taû bôûi giôùi haïn tyû leä hoaëc giôùi haïn ñaøn hoài. ÔÛ nhöõng öùng suaát lôùn hôn caùc giôùi haïn naøy, söï bieán daïng deûo seõ xaûy ra. Ñoä beàn cuûa VL coù theå ñöôïc moâ taû baèng moät hoaëc nhieàu caùc tính chaát sau: (1) giôùi haïn tyû leä, öùng suaát maø treân giaù trò ñoù öùng suaát khoâng coøn tyû leä vôùi bieán daïng; (2) giôùi haïn ñaøn hoài, öùng suaát toái ña maø moät VL coù theå chòu ñöôïc tröôùc khi noù bò bieán daïng deûo; (3) giôùi haïn chaûy, öùng suaát caàn ñeå taïo ra moät löôïng bieán daïng deûo nhaát ñònh; vaø (4) ñoä beàn keùo, ñoä beàn caét, ñoä beàn neùn giôùi haïn, vaø ñoä beàn uoán, moãi loaïi trong soá chuùng laø moät thöôùc ño cuûa öùng suaát caàn ñeå laøm nöùt gaõy moät VL. Ñoä beàn khoâng phaûi laø thöôùc ño cuûa söùc huùt hoaëc söùc ñaåy nguyeân töû- nguyeân töû rieâng leû, maø ñuùng hôn laø thöôùc ño cuûa caùc löïc lieân nguyeân töû (interatomic forces) treân toaøn boä sôïi daây, maãu truï, implant, maõo R, choát, hoaëc baát cöù caáu truùc naøo chòu öùng suaát. Hôn nöõa, ñoä beàn giôùi haïn (ultimate strength) khoâng nhaát thieát phaûi baèng öùng suaát trung bình töùc thôøi treân thöïc teá khi nöùt gaõy vì dieän tích maët caét ban ñaàu ñaõ thay ñoåi kích thöôùc. Ñoà thò öùng suaát-bieán daïng ôû hình 4-6 cuûa moät thanh kim loaïi ñöôïc thí nghieäm keùo. ÖÙng suaát ñöôïc tính baèng caùch chia löïc aùp duïng baát kyø luùc naøo cho dieän tích maët caét ban ñaàu vaø ñöôïc bieåu dieãn baèng ñöôøng ñöùt ñaäm phía treân vuøng bieán daïng deûo. Thöïc teá thì ñöôøng kính cuûa thanh kim loaïi bò giaûm khi noù bò keùo daøi ra. ÖÙng suaát thöïc ñöôïc tính laø löïc chia cho dieän tích maët caét thöïc söï ôû moãi giaù trò bieán daïng ño ñöôïc vaø ñöôïc bieåu dieãn baèng ñöôøng in ñaäm trong vuøng bieán daïng deûo phía treân ñöôøng cong ñöùt khuùc. Roõ raøng laø tieát dieän ngang cuûa daây giaûm khi noù bò keùo daøi döôùi öùng suaát keùo. Do dieän tích giaûm, neân öùng suaát ñöôïc tính cho muïc ñích thí nghieäm (löïc treân ñôn vò dieän tích ban ñaàu) giaûm, vaø ñoä beàn keùo giôùi haïn döïa treân dieän tích ban ñaàu (giaù trò ñoä beàn keùo giôùi haïn döôùi) nhö ôû hình 4-6 laø thaáp hôn öùng suaát keùo toái ña xaûy ra ôû ñænh cuûa ñöôøng cong. Maëc duø ñöôøng cong öùng suaát-bieán daïng thöïc theå hieän moät tình traïng chính xaùc hôn, nhöng ñöôøng cong öùng suaát-bieán daïng ñöôïc bieåu dieãn baèng ñöôøng ñöùt ôû hình 4-6 thöôøng ñöôïc söû duïng. Khi tính toaùn ñoä beàn keùo cuûa moät daây naøo ñoù, chuùng ta muoán bieát öùng suaát toái ña maø noù hoã trôï trong söï keùo maø khoâng baän taâm ñeán nhöõng thay ñoåi nhoû coù theå xaûy ra trong dieän tích maët caét. Do ñoù ñoä beàn keùo giôùi haïn ñöôïc ñònh nghóa laø öùng suaát keùo trong moät caáu truùc taïi ñieåm ñöùt gaõy (point of rupture). Nhöõng VL gioøn coù ñoä beàn keùo thaáp hôn ñaùng keå so vôùi ñoä beàn neùn töông öùng, bôûi vì chuùng khoâng coù khaû naêng bieán daïng deûo vaø laøm giaûm öùng suaát keùo ôû caùc ñænh raïn nöùt. Ñieàu
  14. 14. naøy ñuùng vôùi taát caû caùc VL gioøn trong nha khoa, nhö amalgams, composites, xi maêng, vaø söù (ceramics). Söï thaát baïi cuûa nhöõng VL naøy khi söû duïng treân laâm saøng thöôøng lieân quan ñeán ñoä beàn keùo thaáp cuûa chuùng vaø söï hieän dieän cuûa nhöõng khuyeát hoång beân trong vuøng öùng suaát keùo. Giôùi haïn tyû leä (Proportional Limit) Khi moät sôïi daây ñöôïc keùo caêng ñeàu ñaën, cuoái cuøng daây seõ bò gaõy. Tuy nhieân, trong nha khoa chuùng ta cuõng quan taâm ñeán öùng suaát maø taïi ñoù bieán daïng deûo baét ñaàu phaùt trieån. Moät phöông phaùp ñeå xaùc ñònh ñieåm naøy laø veõ ñoà thò öùng suaát-bieán daïng töông töï nhö ôû hình 4-3, 4-5, 4-6. Neáu VL tuaân theo ñònh luaät Hooke, thì öùng suaát ñaøn hoài seõ tyû leä thuaän vôùi bieán daïng ñaøn hoài (𝜎 = 𝐸. 𝜀). Ñoái vôùi VL nhö vaäy, ñoà thò öùng suaát-bieán daïng ñöôïc theå hieän ôû hình 4-3 baét ñaàu töø ñieåm goác (O) laø moät ñöôøng thaúng. Doïc theo ñöôøng naøy VL ôû traïng thaùi ñaøn hoài, vaø noù trôû laïi hình daïng vaø kích thöôùc ban ñaàu cuûa noù ngay khi löïc ñöôïc loaïi boû. Khi moät giaù trò öùng suaát nhaát ñònh töông öùng vôùi ñieåm P bò vöôït quaù, ñöôøng thaúng trôû neân phi tuyeán tính, vaø öùng suaát khoâng coøn tyû leä vôùi bieán daïng nöõa. Giaù trò öùng suaát ôû ñieåm P (treân ñieåm naøy ñöôøng cong seõ ñi leäch khoûi ñöôøng thaúng) ñöôïc goïi laø giôùi haïn tyû leä. Ñoái vôùi VL thoûa maõn ñònh luaät Hooke, öùng suaát ñaøn hoài phaûi tyû leä thuaän vôùi bieán daïng ñaøn hoài. Vuøng ban ñaàu cuûa ñoà thò öùng suaát-bieán daïng phaûi laø ñöôøng thaúng. Do söï tyû leä thuaän giöõa 2 ñaïi löôïng ñöôïc bieåu dieãn baèng moät ñöôøng thaúng, neân phaàn tuyeán tính cuûa ñoà thò ôû hình 4-3, 4-5, vaø 4-6 thoûa maõn ñònh luaät naøy. Bôûi vì giôùi haïn tyû leä (öùng suaát töông öùng vôùi ñieåm P) laø öùng suaát ñaøn hoài lôùn nhaát coù theå theo ñuùng ñònh luaät naøy, noù laø öùng suaát toái ña maø treân möùc naøy thì öùng suaát khoâng coøn tyû leä vôùi bieán daïng nöõa. Ñoái vôùi ñöôøng cong öùng suaát-bieán daïng cuûa ngaø ôû hình 4-5, bieán daïng töông öùng vôùi giôùi haïn tyû leä laø quan troïng bôûi vì noù bieåu hieän cho bieán daïng töông ñoái (percent deformation) coù theå ñöôïc duy trì trong ngaø tröôùc khi noù bò bieán daïng vónh vieãn. Giôùi haïn ñaøn hoài (Elastic Limit) Neáu moät öùng suaát keùo nhoû ñöôïc taïo ra trong moät sôïi daây, daây seõ trôû laïi chieàu daøi ban ñaàu cuûa noù khi taûi löïc bò loaïi boû. Neáu taûi löïc ñöôïc laøm taêng daàn theo töøng löôïng nhoû vaø sau ñoù ñöôïc giaûi phoùng sau moãi laàn taêng öùng suaát, thì moät giaù trò öùng suaát seõ ñaït ñöôïc maø taïi ñoù daây khoâng trôû laïi chieàu daøi ban ñaàu cuûa noù khi löïc taùc duïng bò loaïi boû. ÔÛ ñieåm naøy daây ñaõ chòu öùng suaát vöôït quaù giôùi haïn ñaøn hoài cuûa noù. Giôùi haïn ñaøn hoài cuûa moät VL ñöôïc ñònh nghóa laø öùng suaát lôùn nhaát maø VL coù theå chòu ñöôïc ñeå noù coù theå trôû veà kích thöôùc ban ñaàu cuûa noù khi löïc ñöôïc giaûi phoùng. Pheùp ño giôùi haïn ñaøn hoài coù theå ñöôïc thöïc hieän vôùi baát kyø loaïi öùng suaát naøo, maëc duø giaù trò giôùi haïn ñaøn hoài thu ñöôïc trong söï keùo, söï neùn vaø söï caét coù khaùc nhau moät ít. Giôùi haïn chaûy (Yield Strength/ Proof Stress) Caùc ñieàu kieän ñöôïc giaû ñònh cho caùc ñònh nghóa veà giôùi haïn ñaøn hoài vaø giôùi haïn tyû leä khoâng phaûi luùc naøo cuõng thöïc hieän ñöôïc trong ñieàu kieän thöïc teá. Neáu duïng cuï ño laø ñuû nhaïy, thì söï khoâng ñoàng ñeàu (irregularities) treân vuøng thaúng cuûa ñoà thò öùng suaát-bieán daïng seõ bieåu thò cho söï sai leäch nhoû so vôùi ñònh luaät Hooke vaø gaây ra söï khoâng chaéc chaén trong vieäc xaùc ñònh ñieåm chính xaùc maø taïi ñoù ñöôøng ñoà thò leäch khoûi söï tuyeán tính (giôùi haïn tyû leä). Do ñoù, moät tính chaát khaùc, giôùi haïn chaûy, ñöôïc söû duïng trong nhöõng tröôøng hôïp naøy khi maø giôùi haïn tyû leä khoâng theå ñöôïc xaùc ñònh moät caùch chính xaùc.
  15. 15. Giôùi haïn chaûy laø giaù trò öùng suaát maø taïi ñoù moät löôïng nhoû (0.1% hoaëc 0.2%) bieán daïng deûo ñaõ xaûy ra. Giaù trò 0.1% hay 0.2% cuûa bieán daïng deûo thöôøng ñöôïc choïn vaø ñöôïc goïi laø percent offset. Giôùi haïn chaûy laø öùng suaát caàn thieát ñeå taïo ra bieán daïng quy öôùc (offset strain) (0.1% hoaëc 0.2%) ñaõ ñöôïc choïn. Nhö ñaõ thaáy ôû hình 4-3, giôùi haïn chaûy ñoái vôùi offset 0.2% laø lôùn hôn so vôùi offset 0.1%. Neáu giaù trò giôùi haïn chaûy ñoái vôùi 2 VL ñöôïc thí nghieäm trong nhöõng ñieàu kieän gioáng nhau ñöôïc so saùnh, thì söû duïng cuøng moät giaù trò quy öôùc. Ñeå xaùc ñònh giôùi haïn chaûy cuûa moät VL ôû offset 0.2%, moät ñöôøng thaúng ñöôïc veõ song song vôùi vuøng ñöôøng thaúng (H. 4-3), baét ñaàu ôû giaù trò 0.002, hay 0.2% cuûa bieán daïng deûo, doïc theo truïc bieán daïng, vaø keùo daøi ñeán khi noù caét ñöôøng cong öùng suaát-bieán daïng. ÖÙng suaát töông öùng vôùi ñieåm caét naøy laø giôùi haïn chaûy. Maëc duø thuaät ngöõ strength nguï yù raèng VL ñaõ nöùt gaõy, nhöng thöïc ra noù vaãn nguyeân veïn vaø ñaõ duy trì moät löôïng bieán daïng deûo cuï theå. Ñoái vôùi VL gioøn nhö söù nha khoa, ñoà thò öùng suaát-bieán daïng laø moät ñöôøng thaúng maø khoâng coù vuøng deûo. Do ñoù, vieäc xaùc ñònh giôùi haïn chaûy laø khoâng thöïc teá ôû möùc bieán daïng quy öôùc 0.1% hay 0.2% bôûi vì ñöôøng thaúng veõ töø bieán daïng quy öôùc song song vôùi ñöôøng bieán daïng deûo (khoâng coù giao ñieåm). Giôùi haïn ñaøn hoài, giôùi haïn tyû leä, vaø giôùi haïn chaûy ñöôïc ñònh nghóa khaùc nhau, nhöng giaù trò cuûa chuùng (cuûa öùng suaát) töông ñoái gaàn nhau trong nhieàu tröôøng hôïp. Giôùi haïn ñaøn hoài vaø giôùi haïn tyû leä thöôøng ñöôïc giaû ñònh laø nhö nhau, maëc duø giaù trò thu ñöôïc töø thí nghieäm cuûa chuùng coù theå hôi khaùc nhau. Nhö ôû hình 4-3, giôùi haïn chaûy lôùn hôn giôùi haïn tyû leä. Nhöõng giaù trò naøy raát quan troïng trong vieäc ñaùnh giaù VL nha khoa, bôûi vì chuùng theå hieän cho öùng suaát maø taïi ñoù söï bieán daïng vónh vieãn cuûa caáu truùc baét ñaàu. Neáu chuùng bò vöôït quaù bôûi öùng suaát nhai, thì phuïc hình hay khí cuï seõ khoâng coøn chöùc naêng nhö thieát keá ban ñaàu nöõa. Bieán daïng vónh vieãn (Permanent/Plastic Deformation) Ñoà thò öùng suaát-bieán daïng khoâng coøn laø ñöôøng thaúng ôû phía treân giôùi haïn tyû leä nöõa, maø noù cong cho ñeán khi caáu truùc nöùt gaõy. Khoâng gioáng nhö phaàn tuyeán tính cuûa ñoà thò taïi caùc öùng suaát döôùi giôùi haïn tyû leä, hình daïng cuûa ñöôøng cong phía treân ñieåm P laø khoâng theå ngoaïi suy bôûi vì öùng suaát khoâng coøn tyû leä vôùi bieán daïng nöõa. Neáu VL bò bieán daïng bôûi moät öùng suaát ôû moät ñieåm phía treân giôùi haïn tyû leä tröôùc khi nöùt gaõy, vieäc loaïi boû löïc taùc duïng seõ laøm giaûm öùng suaát ñeán 0, nhöng bieán daïng thì khoâng giaûm ñeán 0 bôûi vì bieán daïng deûo ñaõ xaûy ra. Do ñoù, vaät theå khoâng trôû laïi kích thöôùc ban ñaàu cuûa noù khi löïc taùc duïng ñöôïc loaïi boû. Noù vaãn bò uoán, bò keùo, bò neùn hay noùi caùch khaùc laø bò bieán daïng deûo. Laøm cöùng nguoäi (Cold Working/ Strain Hardening/ Work Hardening) Khi moät kim loaïi chòu öùng suaát vöôït quaù giôùi haïn tyû leä, ñoä cöùng beà maët (hardness) vaø ñoä beàn cuûa kim loaïi taêng leân ôû vuøng bieán daïng, nhöng ñoä deûo cuûa noù giaûm. Khi caùc sai leäch maïng (dislocations) di chuyeån vaø choàng leân nhau doïc theo caùc khieám khuyeát trong caáu truùc tinh theå (grain boundaries), söï bieán daïng deûo theâm nöõa ôû nhöõng vuøng naøy trôû neân khoù khaên hôn. Keát quaû laø, bieán daïng deûo laëp ñi laëp laïi cuûa kim loaïi, nhö xaûy ra trong luùc uoán daây chænh nha hay ñieàu chænh caùnh tay moùc treân haøm giaû baùn phaàn, coù theå daãn ñeán söï gioøn cuûa daây vaø noù seõ gaõy khi tieáp tuïc ñöôïc ñieàu chænh. Do moâ ñun ñaøn hoài laø khoâng ñoåi, neân ñöôøng cong öùng suaát-bieán daïng cuûa vuøng bò bieán daïng seõ môû roäng phía treân möùc ñoä beàn giôùi haïn cuûa kim loaïi, nhöng phaàn bieán daïng deûo cuûa ñöôøng cong seõ giaûm daàn vôùi moãi choã uoán cuûa daây hay caùnh tay moùc.
  16. 16. Chìa khoùa ñeå laøm giaûm thieåu nguy cô giaûm ñoä deûo (hoùa gioøn) laø laøm bieán daïng kim loaïi theo töøng löôïng nhoû ñeå khoâng laøm bieán daïng deûo kim loaïi moät caùch quaù möùc. Ñoä beàn keùo ñuùng taâm (Diametral Tensile Strength) Ñoä beàn keùo thöôøng ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch cho moät thanh, moät daây hay moät maãu coù daïng quaû taï taûi moät löïc keùo (thöû keùo moät truïc: uniaxial tension test). Vì thí nghieäm naøy khaù khoù thöïc hieän ñoái vôùi VL gioøn do caùc vaán ñeà veà saép xeáp (alignment) vaø keïp (gripping), moät test khaùc ñaõ trôû neân phoå bieán ñeå xaùc ñònh tính chaát naøy ñoái vôùi VL nha khoa gioøn. Noù ñöôïc goïi laø thí nghieäm neùn ñuùng taâm (diametral compression test), ñöôïc theå hieän baèng sô ñoà ôû hình 4-7. Thí nghieäm naøy chæ neân ñöôïc söû duïng ñoái vôùi nhöõng VL coù öu theá veà bieán daïng ñaøn hoài, ít hoaëc khoâng bieán daïng deûo. Trong phöông phaùp naøy, taûi troïng neùn ñöôïc ñaët bôûi moät taám phaúng aùp vaøo maët beân cuûa moät maãu hình truï ngaén (ñóa), nhö minh hoïa ôû hình 4-7. Löïc neùn doïc taùc duïng leân maët beân cuûa ñóa taïo ra moät öùng suaát keùo vuoâng goùc vôùi maët phaúng thaúng ñöùng ñi qua taâm cuûa ñóa. Nöùt gaõy xaûy ra doïc theo maët phaúng thaúng ñöùng naøy (ñöôøng thaúng ñöùng ñöùt khuùc treân ñóa). Trong tình huoáng naøy, öùng suaát keùo tæ leä thuaän vôùi taûi troïng neùn ñöôïc aùp duïng. Noù ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: ÖÙng suaát keùo = 2P πDt (8) Trong ñoù: P: taûi troïng ñöôïc aùp duïng, D: ñöôøng kính ñóa, vaø t: ñoä daøy ñóa. Thí nghieäm naøy thöïc hieän ñôn giaûn vaø cung caáp khaû naêng laëp laïi ñöôïc (reproducibility) tuyeät vôøi cuûa keát quaû. Tuy nhieân, vieäc söû duïng thí nghieäm naøy treân caùc VL coù söï bieán daïng deûo ñaùng keå tröôùc khi nöùt gaõy daãn ñeán vieäc xaùc ñònh sai vôùi moät ñoä beàn keùo cao. Söï nöùt gaõy cuûa maãu thaønh nhieàu maûnh thay vì vôõ lyù töôûng thaønh 2 ñoaïn cho thaáy keát quaû thí nghieäm khoâng ñaùng tin caäy. Ñoä beàn uoán (flexure strength/ transverse strength/ modulus of rupture) Ñoä beàn uoán veà cô baûn laø moät thí nghieäm ñoä beàn cuûa moät thanh (bar) ñöôïc naâng ñôõ ôû moãi ñaàu, hoaëc moät ñóa moûng ñöôïc naâng ñôõ doïc theo moät voøng troøn naâng ñôõ phía döôùi, döôùi moät taûi troïng tónh. Ñoái vôùi maãu ñóa, giaù trò öùng suaát phaù huûy (failure stress) ñöôïc goïi laø ñoä beàn uoán hai Hình 4-7: Thí nghieäm neùn ñuùng taâm. Maëc duø löïc neùn ñöôïc aùp duïng doïc theo maët beân cuûa ñóa, nhöng moät söï nöùt gaõy do keùo (tensile fracture) ñöôïc taïo ra. Ñoä beàn keùo ñöôïc tính toaùn töø taûi troïng gaây gaõy P, ñöôøng kính ñóa D, vaø ñoä daøy ñóa t.
  17. 17. truïc (biaxial flexure strength) vaø lyù thuyeát lieân quan naèm ngoaøi phaïm vi cuûa cuoán saùch giaùo khoa naøy. Ñoái vôùi moät thanh bar chòu söï uoán 3 ñieåm (taûi troïng taäp trung treân: upper central loading), coâng thöùc tính ñoä beàn uoán nhö sau: σ = 3Pl 2bd2 (9) Trong ñoù: σ: ñoä beàn uoán, l: khoaûng caùch giöõa caùc vaät naâng ñôõ, b: beà ngang cuûa maãu vaät, d: ñoä daøy cuûa maãu vaät, vaø P: taûi troïng toái ña ôû ñieåm nöùt gaõy. Thí nghieäm naøy, theo moät nghóa naøo ñoù, laø moät pheùp ño toång hôïp cuûa öùng suaát keùo, öùng suaát neùn vaø öùng suaát caét ñoàng thôøi; tuy nhieân, ñoái vôùi caùc maãu vaät ñuû moûng, thöôøng bò chi phoái bôûi öùng suaát keùo phaùt trieån doïc theo beà maët döôùi. Khi taûi troïng ñöôïc aùp duïng, maãu vaät uoán cong. Ñoái vôùi maãu vaät daïng taám phaúng (flat strip), bieán daïng taïo ra ñöôïc theå hieän baèng söï giaûm chieàu daøi cuûa beà maët treân (bieán daïng neùn) cuûa maãu vaät vaø taêng chieàu daøi cuûa beà maët döôùi (bieán daïng keùo). Do ñoù, caùc öùng suaát chính (principal stresses) treân maët treân laø öùng suaát neùn, trong khi öùng suaát chính ôû maët döôùi laø öùng suaát keùo. Roõ raøng, caùc öùng suaát thay ñoåi höôùng beân trong maãu vaät giöõa beà maët treân vaø beà maët döôùi, caû öùng suaát vaø bieán daïng ñeàu baèng 0 ôû vuøng thay ñoåi. Beà maët trung hoøa naøy khoâng thay ñoåi kích thöôùc vaø ñöôïc goïi laø truïc trung hoøa (neutral axis). ÖÙng suaát caét cuõng ñöôïc taïo ra gaàn caùc ñaàu ñöôïc naâng ñôõ cuûa maãu vaät, nhöng noù khoâng ñoùng vai troø quan troïng trong quaù trình nöùt gaõy. Ñoái vôùi VL gioøn nhö söù ceramics, caùc thí nghieäm uoán ñöôïc öu tieân hôn thí nghieäm neùn ñuùng taâm bôûi vì chuùng moâ phoûng söï phaân boá öùng suaát chaët cheõ hôn trong caùc phuïc hình nha khoa nhö caàu voùi, caàu R nhieàu ñôn vò, vaø caùnh tay moùc cuûa phuïc hình thaùo laép baùn phaàn. Ñoä beàn moûi (Fatigue Strength) Giaù trò ñoä beàn thu ñöôïc töø pheùp ño taûi troïng phaù huûy (failure load) ñöôïc moâ taû tröôùc ñoù laø khaù sai leäch neáu chuùng ñöôïc söû duïng ñeå thieát keá moät caáu truùc chòu taûi troïng laëp ñi laëp laïi hay taûi troïng chu kyø (cyclic loading). Raát ít nöùt gaõy laâm saøng (clinical fractures) xaûy ra trong moät öùng duïng taûi troïng ñôn (single-load application). Neáu söï nöùt gaõy nhö vaäy laø phoå bieán, thì caùc saûn phaåm naøy seõ bò ruùt khoûi thò tröôøng ngay sau khi ñöôïc giôùi thieäu. Ñaây laø moät lyù do chính ñaùng laø taïi sao khoâng neân laø ngöôøi ñaàu tieân mua moät VL phuïc hoài môùi, maø neân cho pheùp ñuû thôøi gian ñeå caùc döõ lieäu laâm saøng ñöôïc baùo caùo. Haàu heát caùc nöùt gaõy phuïc hình vaø phuïc hoài phaùt trieån töø töø qua nhieàu chu kyø öùng suaát sau khi baét ñaàu hình thaønh veát nöùt töø moät khuyeát hoång quan troïng vaø sau ñoù laø söï lan roäng cuûa veát nöùt cho ñeán khi söï nöùt gaõy ñoät ngoät xaûy ra. Giaù trò öùng suaát döôùi ñoä beàn keùo giôùi haïn coù theå gaây ra söï nöùt gaõy sôùm (premature fracture) cuûa moät phuïc hình nha khoa bôûi vì nhöõng khuyeát hoång vi moâ (microscopic flaws) phaùt trieån moät caùch chaäm chaïp qua nhieàu chu kyø öùng suaát. Hieän töôïng naøy ñöôïc goïi laø söï phaù huûy do moûi (fatigue failure). Söï nhai bình thöôøng taïo ra haøng traêm chu kyø öùng suaát moät ngaøy beân trong moät phuïc hoài nha khoa. Ñoái vôùi thuûy tinh (glasses) vaø söù coù chöùa thuûy tinh, öùng suaát keùo ñöôïc taïo ra vaø söï hieän dieän cuûa moät moâi tröôøng nöôùc laøm giaûm theâm soá löôïng chu kyø gaây ra söï phaù huûy do moûi ôû traïng thaùi ñoäng. Traïng thaùi moûi ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch cho moät VL chòu moät öùng suaát chu kyø (cyclic stress) ôû moät giaù trò toái ña ñaõ bieát vaø xaùc ñònh soá chu kyø caàn ñeå gaây ra söï phaù huûy. Nhö thaáy ôû hình 4-8, ñoà thò cuûa öùng suaát phaù huûy so vôùi soá löôïng chu kyø ñeå phaù huûy cho pheùp tính toaùn moät öùng suaát khi chòu taûi khai thaùc toái ña (maximum service stress) hay moät giôùi haïn moûi
  18. 18. (endurance limit)— öùng suaát toái ña coù theå ñöôïc duy trì maø khoâng bò phaù huûy trong voâ soá chu kyø. Ñoái vôùi VL gioøn coù beà maët thoâ raùp, giôùi haïn moûi seõ thaáp hôn neáu beà maët cuûa noù ñöôïc ñaùnh boùng nhieàu hôn (H. 4-8). Ñoái vôùi moät öùng suaát aùp duïng nhaát ñònh, VL thoâ raùp hôn seõ bò phaù huûy trong ít chu kyø öùng suaát hôn. Moät VL hay thieát bò phuïc hình coù bieåu hieän moûi tónh (static fatigue), moät hieän töôïng do söï töông taùc cuûa moät öùng suaát keùo khoâng ñoåi vôùi caùc khuyeát hoång caáu truùc (structural flaws) theo thôøi gian. Söï aûnh höôûng cuûa kích thöôùc khuyeát hoång ñoái vôùi öùng suaát gaây ra moûi ñöôïc theå hieän trong hình 4-9. Chuù yù raèng ñoái vôùi moät kích thöôùc khuyeát hoång nhaát ñònh, öùng suaát caàn ñeå gaây ra söï phaù huûy seõ ít hôn neáu öùng suaát ñöôïc luaân chuyeån ñoäng (dynamically cycled) giöõa caùc giaù trò cao vaø thaáp. Hôn nöõa, dung dòch nöôùc ñöôïc bieát laø gaây xuoáng caáp do moøn (corrosively degrade) söù nha khoa baèng caùch chuyeån nhöõng khuyeát hoång beà maët thaønh moät hoaëc nhieàu veát nöùt theo thôøi gian khi coù hieän dieän öùng suaát keùo. Yeáu toá moâi tröôøng naøy tieáp tuïc laøm giaûm ñoä lôùn cuûa öùng suaát keùo coù theå ñöôïc duy trì bôûi söù theo thôøi gian. Maéc caøi söù chænh nha vaø daây kích hoaït trong maéc caøi laø moät heä thoáng laâm saøng coù theå coù söï phaù huûy do söï moûi tónh (static fatigue failure). Nöùt gaõy trì hoaõn (delayed fracture) cuûa caùc maõo söù R coái lôùn chòu caùc löïc theo chu kyø (periodic cyclic forces) coù theå ñöôïc gaây ra do söï phaù huûy do söï moûi ñoäng (dynamic fatigue failure). Do ñoù, VL phuïc hoài nha khoa coù theå bieåu hieän söï phaù huûy do moûi tónh hay ñoäng, tuøy vaøo baûn chaát cuûa taûi troïng hoaëc tình traïng öùng suaát dö (residual stress). Trong caû 2 tröôøng hôïp, söï phaù huûy baét ñaàu laø moät khuyeát hoång nhoû, lan truyeàn cho ñeán khi nöùt gaõy theâ thaûm xaûy ra. Ñoä beàn va ñaäp (Impact Strength) Ñoä beàn va ñaäp coù theå ñöôïc ñònh nghóa laø naêng löôïng caàn ñeå laøm nöùt gaõy moät VL döôùi moät löïc va ñaäp. Thuaät ngöõ va ñaäp (impact) ñöôïc söû duïng ñeå moâ taû phaûn öùng cuûa moät vaät theå ñöùng yeân va chaïm vôùi moät vaät theå chuyeån ñoäng. Maùy thöû va ñaäp kieåu Charpy thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå ño ñoä beàn va ñaäp. Moät buùa con laéc ñöôïc thaû xuoáng ñeå laøm gaõy phaàn trung taâm cuûa moät maãu daïng thanh ñöôïc naâng ñôõ ôû 2 ñaàu. Naêng löôïng bò maát bôûi con laéc trong luùc laøm gaõy maãu vaät coù theå ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch so saùnh chieàu daøi ñoä ñu ñöa (swing) cuûa noù sau khi va ñaäp vôùi Hình 4-8: ÖÙng suaát phaù huûy do moûi ñoäng ñoái vôùi moät VL gioøn laø moät haøm soá cuûa ñoä nhaùm beà maët vaø soá löôïng chu kyø öùng suaát. Hình 4-9: ÖÙng suaát phaù huûy do moûi ñoäng vaø tónh ñoái vôùi moät VL gioøn laø moät haøm soá cuûa ñoä saâu khuyeát hoång (flaw depth).
  19. 19. chieàu daøi ñoä ñu ñöa töï do khi khoâng coù va ñaäp xaûy ra. Khoâng gioán nhö haàu heát caùc thí nghieäm cô hoïc khaùc, kích thöôùc, hình daïng vaø thieát keá cuûa maãu thöû phaûi gioáng heät nhau ñoái vôùi caùc keát quaû thoáng nhaát. Moät thieát bò va ñaäp khaùc, goïi laø maùy thöû va ñaäp Izod, maãu thöû ñöôïc keïp theo chieàu thaúng ñöùng ôû moät ñaàu. Cuù va ñaäp ñöôïc thöïc hieän ôû moät khoaûng caùch nhaát ñònh phía treân ñaàu ñöôïc keïp thay vì ôû giöõa maãu thöû ñöôïc naâng ñôõ ôû 2 ñaàu nhö trong söï thöû va ñaäp Charpy. Vôùi caùc giaù trò thích hôïp ñoái vôùi vaän toác vaø khoái löôïng lieân quan, moät cuù ñaám vaøo haøm döôùi coù theå ñöôïc xem laø moät tình huoáng va ñaäp. Trong quaù trình va ñaäp, ngoaïi löïc vaø öùng suaát sinh ra thay ñoåi nhanh choùng, vaø moät thuoäc tính tónh nhö giôùi haïn tyû leä laø voâ ích trong vieäc döï ñoaùn bieán daïng ñöôïc gaây ra. Tuy nhieân, moät vaät theå chuyeån ñoäng thì sôû höõu moät ñoäng naêng ñaõ bieát. Neáu vaät bò va ñaäp khoâng bò bieán daïng vónh vieãn, noù seõ löu tröõ naêng löôïng cuûa va chaïm theo caùch ñaøn hoài. Khaû naêng naøy ñöôïc phaûn aùnh bôûi naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài cuûa VL, ñöôïc ño baèng dieän tích döôùi vuøng ñaøn hoài cuûa ñoà thò öùng suaát-bieán daïng. Do ñoù, moät VL coù moâ ñun ñaøn hoài thaáp vaø ñoä beàn keùo cao thì ñeà khaùng nhieàu hôn ñoái vôùi caùc löïc va ñaäp. Moät moâ ñun ñaøn hoài thaáp vaø ñoä beàn keùo thaáp cho thaáy söï ñeà khaùng vôùi va ñaäp thaáp. Ñoái vôùi VL nha khoa coù söï ñeà khaùng vôùi va ñaäp thaáp, moâ ñun ñaøn hoài vaø ñoä beàn keùo, töông öùng nhö sau: Dental porcelain: 40 GPa vaø 50-100 MPa. Amalgam: 21 GPa vaø 27-55 MPa. Nhöïa composite: 17 GPa vaø 30-90 MPa. Poly(methylmethacrylate): 3.5 GPa vaø 60 MPa. Alumina ceramic: 350-418 GPa vaø 120 MPa. Do ñoù, neáu chæ tính toaùn ñôn giaûn dieän tích döôùi ñoà thò öùng suaát-bieán daïng, thì naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài lôùn nhaát laø composite, sau ñoù theo thöù töï giaûm daàn laø porcelain, PMMA, amalgam, vaø alumina. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC CUÛA CAÁU TRUÙC R Nhieàu tính chaát cô hoïc cuûa caáu truùc R ngöôøi ñaõ ñöôïc ño, nhöng caùc giaù trò ñöôïc baùo caùo laø khaùc nhau roõ reät giöõa caùc nghieân cöùu. Chaéc chaén, nhöõng khaùc bieät naøy laø do caùc vaán ñeà kyõ thuaät lieân quan ñeán vieäc chuaån bò vaø thí nghieäm caùc maãu vaät nhoû, trong moät soá tröôøng hôïp chuùng coù chieàu daøi < 1 mm. Baûng 4-1 Caùc tính chaát cuûa caáu truùc R (R8 ngöôøi) Microhardness indentation method Men (occlusal section) Men (axial section) Ngaø Hardness (GPa) 3.23 3.03 0.58 Toughness (MPa.m1/2 ) 0.77 0.52 () 1.30 (||) - Modified microhardness indentation method Men (occlusal section) Men (axial section) Ngaø Hardness (GPa) 3.62 3.37 0.57 Moâ ñun ñaøn hoài (GPa) 94 80 20 Naêng löôïng laøm luùn (J) 2.6 2.7 7.5
  20. 20. Nguoàn: Xu HHK, Smith DT, Jahanmir S, Romberg E, Kelly JR, Thompson VP, and Rekow ED: Indentation damage and mechanical properties of human enamel and dentin. J Dent Res 77(3):472-80, 1998. : axial section vuoâng goùc vôùi maët nhai; ||: axial section song song vôùi maët nhai. Caùc tính chaát cuûa men thay ñoåi phaàn naøo tuøy theo vò trí cuûa noù, nghóa laø, men ôû muùi R beàn vöõng hôn men ôû caùc maët khaùc. Ngoaøi ra, caùc tính chaát cuûa men coøn thay ñoåi theo caáu truùc moâ hoïc (vi theå). Ví duï, men R döôùi söï neùn doïc beàn vöõng hôn so vôùi khi noù bò neùn ngang. Maët khaùc, caùc tính chaát cuûa ngaø döôøng nhö khoâng phuï thuoäc vaøo caáu truùc, baát keå höôùng cuûa öùng suaát neùn. Caùc tính chaát keùo cuûa caáu truùc R cuõng ñaõ ñöôïc ño. Ngaø beàn hôn ñaùng keå döôùi söï keùo caêng (50 MPa) so vôùi men (10 MPa). Maëc doø ñoä beàn neùn cuûa men vaø ngaø laø töông ñöông, nhöng giôùi haïn tyû leä vaø moâ ñun ñaøn hoài cuûa men lôùn hôn ngaø. Moâ ñun ñaøn hoài cao hôn daãn ñeán naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài cuûa men nhoû hôn so vôùi ngaø. LÖÏC NHAI VAØ ÖÙNG SUAÁT NHAI Do tính chaát ñoäng cuûa noù, öùng suaát nhai khoù ño. Moät soá nghieân cöùu ñaõ ñöôïc thöïc hieän ñeå xaùc ñònh löïc caén. Saùch kyû luïc Guinness (1994) ghi nhaän löïc caén lôùn nhaát laø 4337 N (975 pounds) ñöôïc duy trì trong 2 giaây. Löïc caén beàn vöõng toái ña trung bình laø khoaûng 756 N (170 pounds). Tuy nhieân, khoaûng bieán thieân giaù trò löïc caén thay ñoåi ñaùng keå ôû vuøng naøy so vôùi vuøng khaùc trong mieäng vaø giöõa ngöôøi naøy so vôùi ngöôøi khaùc. Ñoái vôùi vuøng R coái lôùn, löïc caén thay ñoåi töø 400-890 N (90-200 pounds); ôû vuøng R coái nhoû laø 222-445 N (50-100 pounds); ôû vuøng R nhanh laø 133-334 N (30-75 pounds); vaø ôû vuøng R cöûa laø 89-111 N (20-55 pounds). Maëc duø coù söï choàng cheùo ñaùng keå, löïc caén ôû nam giôùi thöôøng cao hôn ôû nöõ giôùi, ôû ngöôøi tröôûng thaønh treû lôùn hôn treû em. Giaû ñònh raèng neáu cho moät löïc 756 N (170 pounds) taùc duïng leân ñænh muùi R treân moät dieän tích töông ñöông 0.039 cm2 (0.006 inch vuoâng), thì öùng suaát neùn seõ laø 193 MPa (28.000 psi). Neáu dieän tích nhoû hôn, thì öùng suaát trong muùi R seõ töông ñoái lôùn hôn. Bình thöôøng, naêng löôïng caén ñöôïc haáp thuï bôûi vieân thöùc aên trong luùc nhai cuõng nhö bôûi R, daây chaèng nha chu vaø xöông. Tuy nhieân, kieåu maãu cuûa R laø moät ñieàu kyø dieäu veà maët kyõ thuaät trong ñoù R coù khaû naêng haáp thuï ñaùng keå naêng löôïng (va ñaäp) tónh cuõng nhö ñoäng. Nhö thaáy ôû hình 4-5, moâ ñun naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài (modulus of resilience) cuûa ngaø lôùn hôn men vaø, do ñoù, noù coù khaû naêng haáp thuï toát hôn naêng löôïng va chaïm. Men laø moät chaát gioøn coù moâ ñun ñaøn hoài töông ñoái cao, tyû leä giôùi haïn thaáp khi bò keùo, vaø moät moâ ñun naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài thaáp. Tuy nhieân, maëc duø noù ñöôïc naâng ñôõ bôûi ngaø coù khaû naêng bieán daïng ñaøn hoài ñaùng keå, R hieám khi gaõy döôùi khôùp caén bình thöôøng. CAÙC TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC KHAÙC Ñoä beàn dai (Toughness) Ñoä beàn dai ñöôïc ñònh nghóa laø löôïng naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài vaø bieán daïng deûo caàn thieát ñeå laøm nöùt gaõy moät VL. Noù laø thöôùc ño cuûa naêng löôïng caàn thieát ñeå laøm lan truyeàn caùc khuyeát hoång quan troïng (critical flaws) trong caáu truùc. Nhö ñaõ ñeà caäp tröôùc ñoù, moâ ñun naêng löôïng bieán daïng ñaøn hoài laø naêng löôïng caàn thieát ñeå taùc duïng öùng suaát leân moät caáu truùc ñeán giôùi haïn tyû leä cuûa noù. Noù coù theå ñöôïc ño laø dieän tích döôùi phaàn ñaøn hoài (phaàn ñöôøng thaúng)
  21. 21. cuûa ñöôøng cong öùng suaát-bieán daïng. Ñoä beàn dai ñöôïc bieåu thò baèng toång dieän tích döôùi ñoà thò öùng suaát-bieán daïng (nhö trong hình 4-6) töø öùng suaát 0 ñeán öùng suaát phaù huûy. Ñoä beàn dai taêng khi taêng ñoä beàn vaø ñoä deûo. Ñoä beàn caøng lôùn vaø ñoä deûo caøng cao (toång bieán daïng deûo), thì ñoä beàn dai caøng lôùn. Do ñoù, coù theå keát luaän raèng moät VL dai (tough material) thöôøng laø beàn, maëc duø moät VL beàn (strong material) thì khoâng nhaát thieát phaûi dai. Ñoä beàn choáng gaõy (Fracture Toughness) Ñoä beàn cuûa nhöõng VL deûo nhö hôïp kim vaøng vaø moät soá composites laø höõu ích ñeå xaùc ñònh öùng suaát toái ña maø phuïc hoài laøm baèng nhöõng VL naøy coù theå chòu ñöôïc tröôùc khi bieán daïng deûo hay söï nöùt gaõy xaûy ra. Ñoái vôùi VL gioøn nhö söù nha khoa, giaù trò ñoä beàn laø giaù trò bò haïn cheá trong thieát keá cuûa phuïc hình söù. Caùc khieám khuyeát nhoû (loã roã vaø vi nöùt) ñöôïc phaân boá ngaãu nhieân veà vò trí vaø kích thöôùc trong toaøn boä VL söù, gaây ra nhöõng thay ñoåi lôùn veà ñoä beàn trong caùc maãu söù gioáng heät nhau. Hôn nöõa, caùc khuyeát hoång beà maët ñöôïc gaây ra do maøi, nhö töø caùc haït kim cöông thoâ, trung bình, hay mòn, coù theå laøm suy yeáu ñaùng keå moät VL söù beàn, ñaëc bieät khi coù söï hieän dieän cuûa öùng suaát keùo trong vuøng chöùa caùc loã naøy. Ñoä beàn tyû leä nghòch vôùi caên baäc 2 cuûa ñoä saâu loã hoång trong beà maët. Ñoä beàn choáng gaõy, hay cöôøng ñoä öùng suaát tôùi haïn (critical stress intensity), laø moät tính chaát cô hoïc moâ taû söï ñeà khaùng cuûa VL gioøn ñoái vôùi söï lan truyeàn döõ doäi cuûa nhöõng loã hoång döôùi moät öùng suaát ñöôïc aùp duïng. Ñoä beàn choáng gaõy ñöôïc tính theo ñôn vò öùng suaát nhaân vôùi caên baäc hai cuûa chieàu daøi veát nöùt, töùc laø, MPa.m1/2 hoaëc daïng töông ñöông MN. m−3/2 . Ñoä gioøn (Brittleness) Treân hình 4-10 laø ba ñöôøng cong öùng suaát-bieán daïng cuûa VL vôùi ñoä beàn, moâ ñun ñaøn hoài vaø ñoä giaõn daøi töông ñoái khaùc nhau. VL A beàn hôn, cöùng hôn vaø deûo hôn VL B vaø C. VL B ít deûo hôn VL A neân gioøn hôn. VL C khoâng deûo vaø hoaøn toaøn gioøn; noù cuõng laø VL yeáu nhaát trong 3 VL. Ñoä gioøn laø söï baát löïc töông ñoái (relative inability) cuûa moät VL ñeå duy trì bieán daïng deûo tröôùc khi nöùt gaõy xaûy ra. Ví duï, amalgams, söù ceramics, vaø composites laø gioøn ôû nhieät ñoä trong mieäng (5- 550 C). Chuùng bieán daïng deûo moät chuùt ít hoaëc khoâng tröôùc khi nöùt gaõy. Noùi caùch khaùc, moät VL gioøn nöùt gaõy ôû hoaëc gaàn möùc giôùi haïn tyû leä cuûa noù. Ñieàu naøy ñöôïc theå hieän bôûi VL C trong hình 4-10. Tuy nhieân, moät VL gioøn khoâng nhaát thieát laø yeáu. Ví duï, hôïp kim cobalt-chromium coù ñoä giaõn daøi töông ñoái < 1.5%, nhöng ñoä beàn keùo giôùi haïn laø 870 MPa. Ñoä beàn keùo cuûa söôøn söù alumina thaám glass (glass-infiltrated alumina core ceramic) (saûn phaåm In-Ceram Alumina) laø töông ñoái cao (450 MPa), nhöng noù coù ñoä giaõn daøi laø 0%. Neáu glass ñöôïc keùo thaønh sôïi coù beà maët raát mòn vaø caùc loã hoång beân trong khoâng ñaùng keå, ñoä beàn keùo cuûa noù coù theå leân tôùi 2800 MPa (400.000 psi), nhöng noù seõ khoâng coù ñoä deûo (ñoä giaõn daøi 0%). Do ñoù, VL nha khoa coù ñoä giaõn daøi töông ñoái thaáp hoaëc baèng 0, bao goàm amalgams, composites, söù ceramics, vaø xi maêng gaén khoâng phaûi nhöïa, seõ coù raát ít hoaëc khoâng coù khaû naêng ñaùnh boùng (burnishability), vì chuùng khoâng coù khaû naêng bieán daïng deûo.
  22. 22. Hình 4-10: Ñoà thò öùng suaát-bieán daïng cuûa caùc VL coù caùc tính chaát cô hoïc khaùc nhau. UTS: ñoä beàn keùo giôùi haïn; PL: giôùi haïn tyû leä. Ñoä deûo (Ductility) vaø khaû naêng uoán (Malleability) Khi moät caáu truùc bò taùc duïng öùng suaát vöôït quaù giôùi haïn tyû leä cuûa noù, noù trôû neân bò bieán daïng vónh vieãn. VL chòu ñöôïc öùng suaát keùo vaø söï bieán daïng vónh vieãn ñaùng keå maø khoâng bò phaù vôõ laø VL deûo. Ñoä deûo laø khaû naêng cuûa moät VL duy trì ñöôïc moät bieán daïng vónh vieãn lôùn döôùi moät taûi troïng keùo tröôùc khi nöùt gaõy. Ví duï, moät kim loaïi coù theå ñöôïc keùo deã daøng thaønh moät sôïi daây daøi, moûng ñöôïc goïi laø deûo. Ví duï veà 3 VL coù ñoä deûo (ñoä giaõn daøi töông ñoái) khaùc nhau ñöôïc theå hieän ôû hình 4-10. VL A deûo nhaát nhö ñöôïc theå hieän bôûi khoaûng bieán daïng deûo daøi nhaát (vuøng cong). VL C ñieån hình laø moät VL gioøn vì khoâng theå bieán daïng deûo vaø nöùt gaõy xaûy ra ôû möùc giôùi haïn tyû leä. Khaû naêng cuûa moät VL chòu ñöôïc söï bieán daïng vónh vieãn ñaùng keå maø khoâng bò phaù huûy döôùi söï neùn, ñöôïc goïi laø khaû naêng uoán. Vaøng laø kim loaïi nguyeân chaát deûo vaø deã uoán, baïc laø thöù hai. Trong soá caùc kim loaïi ñöôïc nha só quan taâm, platinum ñöùng haøng thöù 3 veà ñoä deûo vaø ñoàng ñöùng haøng thöù 3 veà khaû naêng uoán. Ñoä deûo laø bieán daïng deûo toái ña maø moät VL coù theå chòu ñöôïc khi noù bò keùo caêng ôû nhieät ñoä phoøng. Noù khaù quan troïng ñoái vôùi quan ñieåm nha khoa. Ñoä lôùn cuûa noù coù theå ñöôïc ñaùnh giaù baèng löôïng bieán daïng vónh vieãn ñöôïc bieåu thò baèng ñöôøng cong öùng suaát-bieán daïng. Ví duï, bieán daïng deûo ñöôïc chæ ra trong hình 4-10 laø moät söï öôùc tính cuûa ñoä deûo cuûa moät chaát. Sau khi nöùt gaõy, öùng suaát cô hoïc giaûm xuoáng ñeán 0, vaø bieán daïng dö (residual strain) bieåu hieän cho löôïng bieán daïng vónh vieãn ñaõ ñöôïc taïo ra trong vaät theå. Ño ñoä deûo Coù 3 phöông phaùp phoå bieán ñeå ño ñoä deûo: (1) ñoä giaõn daøi töông ñoái sau nöùt gaõy; (2) ñoä thaét cuûa maãu thöû keùo; vaø (3) soá laàn uoán lôùn nhaát ñöôïc thöïc hieän trong pheùp thöû uoán nguoäi (cold
  23. 23. bend test). Coù leõ phöông phaùp ñôn giaûn nhaát vaø ñöôïc söû duïng phoå bieán nhaát laø so saùnh söï gia taêng chieàu daøi cuûa daây hoaëc thanh sau nöùt gaõy döôùi löïc keùo so vôùi chieàu daøi tröôùc gaõy cuûa noù. Ñaùnh 2 daáu treân daây hoaëc thanh caùch nhau moät khoaûng nhaát ñònh vaø khoaûng caùch naøy ñöôïc goïi laø chieàu daøi cöõ (gauge length). Ñoái vôùi VL nha khoa, chieàu daøi cöõ chuaån thöôøng laø 51 mm. Daây hoaëc thanh sau ñoù ñöôïc keùo ra vôùi moät taûi troïng keùo. Caùc ñaàu bò gaõy ñöôïc gaén vôùi nhau, vaø chieàu daøi cöõ ñöôïc ño laïi. Tæ soá giöõa chieàu daøi cöõ sau gaõy vôùi chieàu daøi ban ñaàu, tính baèng %, ñöôïc goïi laø ñoä giaõn daøi töông ñoái vaø noù theå hieän cho giaù trò ñònh löôïng cuûa ñoä deûo. Moät bieåu hieän khaùc cuûa ñoä deûo laø söï co thaét coå hay co thaét hình noùn (cone-shaped constriction) xaûy ra ôû ñaàu gaõy cuûa moät daây deûo sau khi ñöùt gaõy döôùi taûi troïng keùo. Tyû leä phaàn traêm cuûa dieän tích maët caét ngang cuûa ñaàu gaõy so vôùi dieän tích maët caét ban ñaàu cuûa daây hoaëc thanh ñöôïc goïi laø ñoä thaét (reduction in area). Phöông phaùp thöù 3 ñeå ño ñoä deûo ñöôïc goïi laø pheùp thöû (nghieäm) uoán nguoäi. VL ñöôïc keïp vaø ñöôïc uoán quanh moät truïc (mandrel) coù baùn kính xaùc ñònh. Soá laàn uoán ñeán khi gaõy ñöôïc ñeám, soá caøng lôùn thì ñoä deûo caøng lôùn. Laàn uoán cong ñaàu tieân ñöôïc thöïc hieän töø doïc sang ngang, nhöng taát caû caùc laàn uoán cong tieáp theo ñöôïc thöïc hieän qua caùc goùc 1800 . Ñoä cöùng beà maët (Hardness) Thuaät ngöõ hardness laø khoù ñònh nghóa. Trong khoaùng vaät hoïc (mineralogy), ñoä cöùng töông ñoái (relative hardness) cuûa moät chaát ñöôïc döïa treân khaû naêng choáng traày cuûa noù. Trong luyeän kim, vaø haàu heát caùc ngaønh khaùc, khaùi nieäm veà hardness ñöôïc chaáp nhaän roäng raõi nhaát laø “söï ñeà khaùng vôùi luùn”. Theo nguyeân lyù naøy, haàu heát caùc thí nghieäm veà ñoä cöùng beà maët hieän ñaïi ñeàu ñöôïc thieát keá. Söï luùn (indentation) ñöôïc taïo ra treân beà maët VL bôûi löïc taùc duïng cuûa moät muõi nhoïn hay haït maøi (abrasive particle) laø keát quaû cuûa söï töông taùc giöõa nhieàu tính chaát. Caùc tính chaát coù lieân quan ñeán ñoä cöùng beà maët cuûa VL laø ñoä beàn neùn, giôùi haïn tyû leä vaø ñoä deûo. Kieán thöùc veà ñoä cöùng beà maët cuûa VL laø raát höõu ích ñoái vôùi kyõ sö vaø noù cung caáp thoâng tin coù giaù trò cho nha só. Thöû nghieäm ño ñoä cöùng beà maët (surface hardness tests) ñöôïc bao goàm trong nhieàu thoâng soá kyõ thuaät cuûa Hieäp hoäi nha khoa Hoa Kyø (ADA specifications) ñoái vôùi VL nha khoa. Coù nhieàu loaïi test ñoä cöùng beà maët. Haàu heát ñeàu döïa treân khaû naêng cuûa beà maët VL choáng laïi söï xaâm nhaäp cuûa muõi kim cöông hay quaû boùng theùp döôùi moät taûi troïng quy ñònh. Caùc test ñöôïc söû duïng thöôøng xuyeân nhaát trong vieäc xaùc ñònh ñoä cöùng beà maët cuûa VL nha khoa laø test Barcol, Brinell, Rockwell, Shore, Vickers, vaø Knoop. Vieäc löïa choïn loaïi thöû nghieäm phaûi ñöôïc quyeát ñònh bôûi VL ñöôïc ño. Thöû nghieäm ño ñoä cöùng Brinell laø moät trong nhöõng thöû nghieäm laâu ñôøi nhaát ñöôïc söû duïng ñeå xaùc ñònh ñoä cöùng beà maët cuûa caùc kim loaïi. Trong thöû nghieäm Brinell, moät quaû boùng theùp cöùng ñöôïc eùp döôùi moät taûi troïng quy ñònh vaøo trong beà maët ñöôïc ñaùnh boùng cuûa moät VL (H. 4-11). Taûi troïng ñöôïc chia cho dieän tích cuûa beà maët veát loõm, vaø thöông soá ñöôïc goïi laø chæ soá ñoä cöùng Brinell (Brinell hardness number), thöôøng ñöôïc vieát taét laø BHN. Do ñoù, vôùi moät taûi troïng nhaát ñònh, ñoä loõm caøng nhoû, thì chæ soá ñoä cöùng caøng lôùn, vaø VL caøng cöùng. Phöông phaùp ño ñoä cöùng Brinell ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi ñeå xaùc ñònh ñoä cöùng cuûa kim loaïi vaø VL kim loaïi duøng trong nha khoa. Ngoaøi ra, BHN coù lieân quan ñeán giôùi haïn tyû leä vaø ñoä beàn keùo giôùi haïn cuûa hôïp kim vaøng nha khoa. Bôûi vì phöông phaùp naøy töông ñoái ñôn giaûn,
  24. 24. neân noù thöôøng ñöôïc söû duïng moät caùch thuaän tieän nhö moät chæ soá cuûa caùc tính chaát lieân quan ñeán caùc phöông phaùp ño phöùc taïp hôn. Thöû nghieäm ño ñoä cöùng Rockwell coù phaàn gioáng vôùi phöông phaùp Brinell trong ñoù moät quaû boùng theùp hay moät muõi kim cöông hình noùn ñöôïc söû duïng (H. 4-11). Thay vì ño ñöôøng kính cuûa veát loõm, thì ñoä saâu thaâm nhaäp ñöôïc ño tröïc tieáp baèng ñoàng hoà ño (dial gauge) treân duïng cuï ño. Coù moät vaøi muõi laøm luùn vôùi kích thöôùc khaùc nhau ñöôïc cheá taïo saün ñeå ño ñoä cöùng cuûa nhieàu VL khaùc nhau. Chæ soá ñoä cöùng Rockwell (RHN) ñöôïc theå hieän theo vaät laøm luùn (indenter) hay vaät thöû cuï theå vaø taûi troïng ñöôïc aùp duïng. Söï thuaän tieän cuûa phöông phaùp Rockwell, vôùi vieäc ñoïc tröïc tieáp ñoä saâu veát loõm, laøm cho noù ñöôïc söû duïng roäng raõi trong coâng nghieäp. Caû phöông phaùp Brinell vaø Rockwell ñeàu khoâng phuø hôïp vôùi VL gioøn. Thöû nghieäm ño ñoä cöùng Vickers (136-degree diamond pyramid test) cuõng duøng nguyeân lyù ño gioáng nhö ôû phöông phaùp Brinell. Tuy nhieân, thay vì duøng quaû boùng theùp, thì moät muõi thöû kim cöông hình choùp ñaùy vuoâng, goùc giöõa caùc maët phaúng ñoái dieän laø 1360 ñöôïc söû duïng (H.4- 11). Maëc duø veát loõm laø vuoâng thay vì troøn, phöông phaùp tính chæ soá ñoä cöùng Vickers (HV) cuõng gioáng nhö BHN trong ñoù taûi troïng ñöôïc chia cho dieän tích beà maët veát loõm. Chieàu daøi cuûa 2 ñöôøng cheùo cuûa veát loõm ñöôïc ño. Phöông phaùp Vickers ñöôïc söû duïng trong caùc thoâng soá kyõ thuaät cuûa ADA ñoái vôùi hôïp kim vaøng ñuùc nha khoa. Phöông phaùp naøy phuø hôïp ñeå xaùc ñònh ñoä cöùng cuûa caùc VL gioøn; do ñoù, noù cuõng ñöôïc söû duïng ñeå ño ñoä cöùng beà maët cuûa caáu truùc R. Thöû nghieäm ño ñoä cöùng Knoop söû duïng moät coâng cuï coù ñaàu ñöôïc phuû kim cöông ñöôïc caét theo caáu hình hình hoïc nhö trong hình 4-11. Veát loõm laø hình thoi, vaø chieàu daøi cuûa ñöôøng cheùo lôùn hôn ñöôïc ño. Taûi löïc ñöôïc chia cho dieän tích beà maët veát loõm ñeå thu ñöôïc chæ soá ñoä cöùng Knoop (KHN). Khi vieäc laøm luùn ñöôïc thöïc hieän, vaø vaät gaây luùn sau ñoù ñöôïc loaïi boû, hình daïng cuûa vaät gaây luùn Knoop laøm cho söï phuïc hoài ñaøn hoài cuûa veát loõm xaûy ra chuû yeáu doïc theo ñöôøng cheùo nhoû hôn. ÖÙng suaát ñöôïc phaân boá theo caùch maø chæ nhöõng kích thöôùc cuûa truïc nhoû (minor axis) môùi bò thay ñoåi bôûi söï hoài phuïc (relaxation). Do ñoù, giaù trò ñoä cöùng haàu nhö khoâng phuï thuoäc ñoä deûo cuûa VL ñöôïc thöû nghieäm. Ñoä cöùng cuûa men R coù theå ñöôïc so saùnh vôùi vaøng, söù (porcelain), nhöïa, vaø caùc VL phuïc hoài khaùc. Ngoaøi ra, taûi troïng coù theå ñöôïc thay ñoåi trong moät phaïm vi roäng, töø 0.1 kg ñeán hôn 1 kg, vì vaäy caùc giaù trò cho caû VL cöïc kyø cöùng vaø cöïc kyø meàm ñeàu coù theå thu ñöôïc töø thöû nghieäm naøy. Thöû nghieäm Knoop vaø Vickers ñöôïc phaân loaïi laø thöû nghieäm ño ñoä cöùng vi moâ (microhardness) trong khi thöû nghieäm Brinell vaø Rockwell laø thöû nghieäm ño ñoä cöùng vó moâ (macrohardness). Caû thöû nghieäm Knoop vaø Vickers ñeàu söû duïng taûi troïng döôùi 9.8 N. Veát loõm ñaït ñöôïc laø nhoû vaø bò giôùi haïn ôû ñoä saâu döôùi 19 μm. Do ñoù, chuùng coù khaû naêng ño ñöôïc ñoä cöùng ôû nhöõng vuøng nhoû cuûa vaät theå moûng. Thöû nghieäm Rockwell vaø Brinell cung caáp giaù trò ñoä cöùng trung bình treân moät dieän tích lôùn hôn nhieàu. Caùc phöông phaùp ño löôøng ít phöùc taïp khaùc, nhö phöông phaùp Shore vaø Barcol, ñoâi khi ñöôïc söû duïng ñeå ño ñoä cöùng cuûa cao su vaø caùc loaïi VL nha khoa deûo. Caùc phöông phaùp naøy söû duïng caùc vaät thöû ñaëc chaéc thuoäc loaïi thöôøng ñöôïc söû duïng trong coâng nghieäp ñeå kieåm soaùt chaát löôïng. Nguyeân lyù cuûa chuùng cuõng döïa treân söï khaùng luùn. Thieát bò thöôøng bao goàm moät muõi thöû baèng kim loaïi chòu taûi baèng loø xo
  25. 25. (spring-loaded) vaø moät thöôùc ño töø ñoù ñoä cöùng ñöôïc ñoïc tröïc tieáp. Chæ soá ñoä cöùng ñöôïc döïa treân ñoä saâu thaâm nhaäp cuûa muõi laøm luùn vaøo trong VL. Hình 4-11: Hình daïng cuûa caùc muõi thöû ñoä cöùng (haøng treân) vaø veát loõm ñöôïc ñeå laïi treân beà maët VL (haøng döôùi). Kích thöôùc M ño ñöôïc ñoái vôùi moãi test ñöôïc söû duïng ñeå tính ñoä cöùng. Caùc test ñöôïc minh hoïa laø: test Brinell— söû duïng moät quaû boùng theùp, vaø ñöôøng kính veát loõm ñöôïc ño sau khi laáy vaät thöû ra. Test Rockwell— söû duïng vaät thöû hình noùn ñeå laøm loõm beà maët VL döôùi moät taûi troïng nhoû (ñöôøng ñöùt khuùc) vaø moät taûi troïng lôùn (ñöôøng lieàn neùt), M laø söï khaùc bieät giöõa 2 ñoä saâu thaâm nhaäp. Test Vickers— moät muõi thöû kim cöông hình choùp ñöôïc söû duïng, vaø chieàu daøi ñöôøng cheùo cuûa veát loõm ñöôïc ño. Test Knoop— moät ñaàu thöû phuû kim cöông hình choùp ñaùy hình thoi ñöôïc söû duïng, vaø ñöôøng cheùo daøi cuûa veát loõm ñöôïc ño. CAÙC YEÁU TOÁ TAÄP TRUNG ÖÙNG SUAÁT Maëc duø phuïc hình R ñöôïc thieát keá ñeå choáng laïi bieán daïng deûo vaø gaõy, nhöng söï gaõy khoâng mong muoán ñoâi khi xaûy ra ngay caû khi VL chaát löôïng cao ñöôïc söû duïng. Nhö ñaõ noùi tröôùc ñoù, nhöõng thaát baïi naøy laø do öùng suaát cao cuïc boä ôû nhöõng vuøng cuï theå maëc duø öùng suaát trung bình trong caáu truùc laø thaáp. Nguyeân nhaân cuûa söï giaûm ñoä beàn naøy laø söï hieän dieän cuûa nhöõng loã hoång sieâu nhoû hay nhöõng khieám khuyeát vi caáu truùc treân beà maët hoaëc beân trong caáu truùc. Nhöõng khieám khuyeát naøy ñaëc bieät quan troïng ôû VL gioøn trong nhöõng vuøng chòu öùng suaát keùo bôûi vì öùng suaát ôû ñænh (tips) cuûa nhöõng khuyeát hoång naøy taêng leân raát nhieàu vaø coù theå daãn ñeán söï khôûi ñaàu nöùt vaø phaù vôõ lieân keát. Hình 4-12 laø moät söï phaân boá öùng suaát keùo theo lyù thuyeát trong VL gioøn vaø VL deûo. Maëc duø öùng suaát keùo ñaõ taêng ôû ñænh khieám khuyeát trong moãi tröôøng hôïp, nhöng noù ñaõ taêng theâm moät löôïng nhoû hôn trong VL deûo (hình giöõa) trong ñoù bieán daïng deûo ñaõ xaûy ra vôùi söï môû roäng tieáp theo cuûa ñænh khieám khuyeát, do ñoù laøm giaûm ñoä lôùn cuûa öùng suaát keùo cuïc boä. Hình beân traùi cuûa hình 4-12, öùng suaát keùo trong moät VL gioøn khoâng theå ñöôïc laøm giaûm bôûi bieán daïng deûo ôû ñænh khieám khuyeát vaø moät veát nöùt phaùt trieån khi öùng suaát taêng leân ñeán moät môùi tôùi haïn. Chuù yù möùc taêng cuûa öùng suaát keùo ôû ñænh khieám khuyeát. Tuy
  26. 26. nhieân, öùng suaát ôû caùc vuøng caùch xa caùc khieám khuyeát naøy seõ thaáp hôn nhieàu neáu caùc khuyeát hoång khoâng hieän dieän trong vuøng naøy. Khuyeát hoång khoâng ñoùng vai troø ñaùng keå khi VL chòu taùc duïng cuûa löïc neùn beân ngoaøi (hình giöõa). Trong tröôøng hôïp naøy, öùng suaát neùn phaùt trieån trong VL coù xu höôùng ñoùng veát nöùt, vaø söï phaân boá öùng suaát naøy laø ñoàng ñeàu hôn. Hình 4-12: AÛnh höôûng cuûa öùng suaát keùo vaø öùng suaát neùn treân caùc khieám khuyeát trong VL gioøn vaø VL deûo. Coù 2 khía caïnh quan troïng cuûa nhöõng khuyeát hoång naøy: (1) cöôøng ñoä öùng suaát taêng theo chieàu daøi cuûa khuyeát hoång, ñaëc bieät khi noù coù höôùng vuoâng goùc vôùi höôùng cuûa öùng suaát keùo, vaø (2) nhöõng khuyeát hoång treân beà maët coù öùng suaát cao hôn so vôùi nhöõng khuyeát hoång cuøng kích thöôùc ôû nhöõng vuøng beân trong. Do ñoù, vieäc ñaùnh boùng beà maët cuûa VL gioøn nhö söù ceramics, amalgams, vaø composites laø cöïc kyø quan troïng ôû nhöõng vuøng chòu öùng suaát keùo. Caùc vuøng taêng öùng suaát cuïc boä cuõng coù theå do caùc yeáu toá khaùc ngoaøi caùc khieám khuyeát vi moâ voán coù treân beà maët hoaëc beân trong VL. Vuøng taäp trung öùng suaát cao ñöôïc gaây ra bôûi moät hoaëc nhieàu caùc yeáu toá sau: 1. Khuyeát hoång beà maët, nhö loã roã (porosity), nhaùm do maøi, vaø söï phaù huûy do maùy moùc. 2. Khieám khuyeát beân trong nhö caùc khoaûng troáng (voids) hay theå vuøi (inclusions). 3. Nhöõng thay ñoåi ñaùng keå trong ñöôøng vieàn, nhö ñieåm baùm cuûa caùnh tay moùc ñoái vôùi phuïc hình thaùo laép baùn phaàn khung boä hoaëc moät goùc trong beùn nhoïn ôû caïnh tuûy-truïc cuûa moät xoang R ñöôïc söûa soaïn ñeå traùm amalgam hay composite. 4. Moät söï khaùc bieät lôùn trong moâ ñun ñaøn hoài hay heä soá giaõn nôû do nhieät treân moät giao dieän ñöôïc daùn. 5. Taûi löïc Hertz (Hertzian load) hay söï tieáp xuùc ñieåm. Coù moät soá caùch ñeå laøm giaûm thieåu söï taäp trung öùng suaát vaø do ñoù laøm giaûm nguy cô gaõy treân laâm saøng. Lieân quan yeáu toá 1, beà maët coù theå ñöôïc ñaùnh boùng ñeå laøm giaûm ñoä saâu cuûa khuyeát hoång. Moät ít coù theå ñöôïc thöïc hieän ñoái vôùi caùc khieám khuyeát beân trong ngoaøi vieäc caûi thieän chaát löôïng caáu truùc hoaëc laøm taêng kích thöôùc cuûa ñoái töôïng. Ñoái vôùi yeáu toá 3, thieát keá cuûa baát cöù phuïc hình naøo neân thay ñoåi töø töø thay vì ñoät ngoät. Caùc khía raõnh phaûi ñöôïc traùnh. Caïnh trong cuûa xoang R ñöôïc söûa soaïn neân ñöôïc laøm troøn ñeå laøm giaûm thieåu nguy cô nöùt gaõy

×