1、第一章第一章 总论总论第一节 概述一、口腔材料学的发展简史一、口腔材料学的发展简史公元前公元前3000年，出现口腔医疗的实践活动年，出现口腔医疗的实践活动公元前公元前2500年，口腔材料最早应用年，口腔材料最早应用公元前公元前700500年，金冠桥出现年，金冠桥出现公元前公元公元前公元1500年，口腔医学发展缓慢，年，口腔医学发展缓慢，主要进步是从牙缺失转向龋齿充填主要进步是从牙缺失转向龋齿充填1548年年Walter Herman Ryff撰写第一部口腔撰写第一部口腔医学专著医学专著17世纪初化学、物理学进展迅速。世纪初化学、物理学进展迅速。18世纪口腔医学的发展加快世纪口腔医学的发展加快1
2、728年年Pierre Fauchard 发表专著，被视为现代发表专著，被视为现代口腔医学的开端。口腔医学的开端。蜡在口内取模的方法蜡在口内取模的方法煅石膏灌注模型煅石膏灌注模型低熔点合金用于牙科低熔点合金用于牙科1792年法国人获得瓷牙制作方法的专利年法国人获得瓷牙制作方法的专利19世纪中期对银汞合金的研究首次引起人们世纪中期对银汞合金的研究首次引起人们对口腔材料科学的极大兴趣。对口腔材料科学的极大兴趣。1842年发现牙胶，年发现牙胶，1847年用于根管充填年用于根管充填19世纪中期，氧化锌丁香酚水门汀和磷酸锌世纪中期，氧化锌丁香酚水门汀和磷酸锌水门汀相继出现水门汀相继出现19世纪中叶，开始
3、采用硫化橡胶制作义齿基世纪中叶，开始采用硫化橡胶制作义齿基托托20世纪，口腔材料发展的特点是对各种已经世纪，口腔材料发展的特点是对各种已经被采用的材料进行精致和改进，并开始为了被采用的材料进行精致和改进，并开始为了明确的目标进行化学合成和物理改进。明确的目标进行化学合成和物理改进。丙烯酸酯树脂取代硫化橡胶制作总义齿和局部义丙烯酸酯树脂取代硫化橡胶制作总义齿和局部义齿基托齿基托用非贵金属铸造局部义齿基托和修复体用非贵金属铸造局部义齿基托和修复体不锈钢制作正畸矫正器以及各种弹性印模材料不锈钢制作正畸矫正器以及各种弹性印模材料口腔材料学作为一门独立的科学，是从口腔材料学作为一门独立的科学，是从20世
4、世纪开始形成的。纪开始形成的。三三、口腔材料的标准和标准化组织、口腔材料的标准和标准化组织口腔材料的标准是评价口腔材料性能的技术口腔材料的标准是评价口腔材料性能的技术文件，即对某种材料的性能提出具体的技术文件，即对某种材料的性能提出具体的技术要求。要求。口腔材料的第一项标准是由美国国家标准局口腔材料的第一项标准是由美国国家标准局于于1920年制定的银汞合金标准。美国牙科协年制定的银汞合金标准。美国牙科协会（会（American Dental Association）自）自1928年以来，已经制定几十项美国牙科协会年以来，已经制定几十项美国牙科协会标准。标准。国际牙科联盟（国际牙科联盟（Fede
5、ration Dental International,FDI），首先积极地支持制定口腔材料国际标准的），首先积极地支持制定口腔材料国际标准的项目计划，并制定了多项口腔材料和器械的技术规项目计划，并制定了多项口腔材料和器械的技术规格。格。国际标准化组织（国际标准化组织（International Standards Organization,ISO）是一个国际性的、非政府性的）是一个国际性的、非政府性的组织，它的主要目标是制定国际标准。组织，它的主要目标是制定国际标准。牙科技术委员会，即牙科技术委员会，即ISO/TC 106-Dentistry，作为，作为ISO的分支机构。该委员会的责任是为各
6、种口腔材的分支机构。该委员会的责任是为各种口腔材料、器械和设备制定标准化的专业技术术语、测试料、器械和设备制定标准化的专业技术术语、测试方法和质量规范。方法和质量规范。中国是国际标准化组织牙科技术委员会中国是国际标准化组织牙科技术委员会（ISO/TC 106-Dentistry）的积极成员。全）的积极成员。全国口腔材料和器械设备标准化技术委员会国口腔材料和器械设备标准化技术委员会（简称（简称TC99）成立于）成立于1987年年12月，承担与月，承担与ISO/TC 106对口的业务工作，负责我国口腔对口的业务工作，负责我国口腔材料和器械设备的国家标准和行业标准的规材料和器械设备的国家标准和行业标
7、准的规划、制定和管理等项工作。划、制定和管理等项工作。第二节第二节 材料的性能材料的性能（一）尺寸变化（一）尺寸变化在口腔环境内及在制作修复体的过程中，充在口腔环境内及在制作修复体的过程中，充填材料、修复材料及其辅助材料由于物理及填材料、修复材料及其辅助材料由于物理及化学因素的影响，可能会产生程度不同的形化学因素的影响，可能会产生程度不同的形变，称为尺寸变化。变，称为尺寸变化。一、物理性能一、物理性能尺寸变化的测量方法归纳起来可分为两类：尺寸变化的测量方法归纳起来可分为两类：1、直接测量法：对材料固化前后的长度直接、直接测量法：对材料固化前后的长度直接测量。简单易行，但精度低。测量。简单易行，
8、但精度低。2、间接测量法：通常是将长度转换呈其他物、间接测量法：通常是将长度转换呈其他物理量，如光学量和电学量进行测量。常用的理量，如光学量和电学量进行测量。常用的有光杠杆放大仪、光干涉仪和应变计及差动有光杠杆放大仪、光干涉仪和应变计及差动变压器等。变压器等。（二）线胀系数（二）线胀系数是表征物体长度随温度变化的物理量。当物是表征物体长度随温度变化的物理量。当物体温度有微小的变化体温度有微小的变化dL时，其长度也会有微时，其长度也会有微小的改变小的改变dL，将长度的相对变化，将长度的相对变化dL/L除以温除以温度的变化度的变化dL，称为线胀系数。，称为线胀系数。体胀系数是表征物体体积随温度变化
9、的物理体胀系数是表征物体体积随温度变化的物理量。量。多数物质的长度或体积随温度的升高而增大。多数物质的长度或体积随温度的升高而增大。这是由于温度升高使分子或原子热运动振幅这是由于温度升高使分子或原子热运动振幅增大，位能增加的缘故。位能增大，分子平增大，位能增加的缘故。位能增大，分子平均距离增大，宏观表现为长度或体积的增大。均距离增大，宏观表现为长度或体积的增大。同种材料不同温度时的线胀系数不同，测定同种材料不同温度时的线胀系数不同，测定某一温度范围的平均线胀系数更有意义。某一温度范围的平均线胀系数更有意义。线胀系数的测试方法有示差法、光杠杆放大线胀系数的测试方法有示差法、光杠杆放大法、光干涉法
10、、差动变压器法和法、光干涉法、差动变压器法和x射线法等。射线法等。在口腔材料研究中，通常采用光干涉法和差在口腔材料研究中，通常采用光干涉法和差动变压器法。差动变压器法具有精度高、式动变压器法。差动变压器法具有精度高、式样小、操作简便等优点。样小、操作简便等优点。（三）热导率（三）热导率导热是以热量进行热量传递的一种形式、热导热是以热量进行热量传递的一种形式、热导率是量度材料导热性能的物理量，又称导导率是量度材料导热性能的物理量，又称导热系数。其定义为面积热流量除以温度梯度。热系数。其定义为面积热流量除以温度梯度。热流量是单位时间内通过一个面的热量。面热流量是单位时间内通过一个面的热量。面积热流
11、量为热流量除以面积。热导率是热传积热流量为热流量除以面积。热导率是热传导中最常用的一个量。导中最常用的一个量。（四）流电性（四）流电性在口腔环境中异种金属修复体相接触时，由在口腔环境中异种金属修复体相接触时，由于不同金属之间的电位不同，所产生的电位于不同金属之间的电位不同，所产生的电位差，导致电流产生，称为流电性。差，导致电流产生，称为流电性。当两种不同的金属冠接触时，相当于电池两当两种不同的金属冠接触时，相当于电池两极短路，有较大的电流产生即流电现象，病极短路，有较大的电流产生即流电现象，病人感到不舒服。银汞合金在口腔中与硫化物、人感到不舒服。银汞合金在口腔中与硫化物、氯化物反应所引起的锈蚀
12、、失去光泽、变色氯化物反应所引起的锈蚀、失去光泽、变色等现象也属于流电现象。等现象也属于流电现象。（五）表面张力和润湿现象（五）表面张力和润湿现象分子间存在范德华力，液体表面的分子总是受到液分子间存在范德华力，液体表面的分子总是受到液体内部分子的引力作用而有减少表面积的趋势，因体内部分子的引力作用而有减少表面积的趋势，因而在液体表面的切线方向上产生一缩小表面的力，而在液体表面的切线方向上产生一缩小表面的力，把沿液体作用在单位长度上的力叫做表面张力。表把沿液体作用在单位长度上的力叫做表面张力。表面张力从能量的角度，可理解为增加单位表面时外面张力从能量的角度，可理解为增加单位表面时外力所作的功，故
13、也将表面张力称为比表面自由能，力所作的功，故也将表面张力称为比表面自由能，简称比表面能。简称比表面能。一般液体的表面张力是指以空气与该液体为界面的一般液体的表面张力是指以空气与该液体为界面的表面张力。固体的表面张力是指以空气与该固体所表面张力。固体的表面张力是指以空气与该固体所形成的表面张力。形成的表面张力。液体在固体表面扩散的趋势称为液体对固体液体在固体表面扩散的趋势称为液体对固体的润湿性，可由液体在固体表面的接触角的的润湿性，可由液体在固体表面的接触角的大小表示。过液滴与固体表面接触点作液滴大小表示。过液滴与固体表面接触点作液滴的切线与固、液界面之间的夹角称为接触角。的切线与固、液界面之间
14、的夹角称为接触角。常用接触角的大小来表示液体对固体的湿润常用接触角的大小来表示液体对固体的湿润性。接触角越小，湿润性越好。性。接触角越小，湿润性越好。湿润是界面能降低的过程，湿润又可分为附湿润是界面能降低的过程，湿润又可分为附着湿润、扩展湿润和浸入湿润。着湿润、扩展湿润和浸入湿润。湿润是粘接的必要条件。湿润是粘接的必要条件。（六）色彩性（六）色彩性颜色由非彩色和彩色构成。彩色指除黑白以外所有颜色由非彩色和彩色构成。彩色指除黑白以外所有颜色。彩色由三个特性构成：颜色。彩色由三个特性构成：色调：又称色相、色别，为颜色的名称，是彩色彼色调：又称色相、色别，为颜色的名称，是彩色彼此划分的特征，如红、蓝
15、、绿。此划分的特征，如红、蓝、绿。彩度：又称饱和度，指颜色的纯度。彩度：又称饱和度，指颜色的纯度。明度：又称明亮度，反映物体对光的反射性。明度：又称明亮度，反映物体对光的反射性。非彩色只有明度的差别。非彩色只有明度的差别。常用三种方法对颜色进行描述：常用三种方法对颜色进行描述：颜色名词；颜色名词；色卡、色片、比色板；色卡、色片、比色板；CIE标准色度系标准色度系统。统。对口腔材料颜色的定量描述常用对口腔材料颜色的定量描述常用CIE标准色标准色度系统及孟塞尔系统。度系统及孟塞尔系统。二、机械性能二、机械性能材料的机械性能或力学性质主要是指材料在材料的机械性能或力学性质主要是指材料在外力作用下表现
16、出的变形和破断方面的特性。外力作用下表现出的变形和破断方面的特性。口腔修复体或充填体在咀嚼时受到外力作用口腔修复体或充填体在咀嚼时受到外力作用而变形时，其内部各质点之间的相互作用力而变形时，其内部各质点之间的相互作用力发生了改变，这种由于外力作用而引起的固发生了改变，这种由于外力作用而引起的固体内各质点之间的相互作用力的改变，称为体内各质点之间的相互作用力的改变，称为“附加内力附加内力”，简称内力。内力与外力共同，简称内力。内力与外力共同保持受载状态下的平衡。内力和外力总是大保持受载状态下的平衡。内力和外力总是大小相等方向相反。小相等方向相反。（一）应力（一）应力应力是描述物体内部各点各个方向
17、的力学状应力是描述物体内部各点各个方向的力学状态。单位面积所受的内力即为应力。态。单位面积所受的内力即为应力。当外力为拉力时，产生的是拉应力；当外力当外力为拉力时，产生的是拉应力；当外力为压力时，产生的是压应力；当外力是剪切为压力时，产生的是压应力；当外力是剪切力时，产生的是切应力。力时，产生的是切应力。材料在不同外力作用下可产生四种变形：材料在不同外力作用下可产生四种变形：拉伸或压缩；拉伸或压缩；简切；简切；扭转；扭转；弯曲。弯曲。（二）应变（二）应变应变是描述材料在外力作用下形状变化的量。应变是描述材料在外力作用下形状变化的量。是指单位长度的变形。如在拉伸状态下则表是指单位长度的变形。如在
18、拉伸状态下则表明试样的相对伸长。通常研究的是线应变。明试样的相对伸长。通常研究的是线应变。（三）应力应变曲线（三）应力应变曲线它是以应变与应力为坐标绘出的应力应变的它是以应变与应力为坐标绘出的应力应变的曲线。曲线。研究曲线中几个应变点与它们相应的应力的研究曲线中几个应变点与它们相应的应力的含义。含义。1、弹性变形阶段、弹性变形阶段 材料在外力作用下产生变材料在外力作用下产生变形，卸载后变形可完全恢复，这种变形称为形，卸载后变形可完全恢复，这种变形称为弹性变形。弹性变形。（1）正比例极限：当应力不超过）正比例极限：当应力不超过p时，拉伸时，拉伸曲线曲线OP是直线，说明在是直线，说明在OP阶段应力
19、阶段应力与应变与应变呈正比例关系，即遵从虎克定律。此时，应呈正比例关系，即遵从虎克定律。此时，应力与应变呈线性变化，试样处于弹性变形阶力与应变呈线性变化，试样处于弹性变形阶段。段。P点所对应的应力值称为比例极限点所对应的应力值称为比例极限p。（2）弹性极限：应力超过）弹性极限：应力超过p时，应力与应变时，应力与应变间不再是直线关系。但试样仍处于弹性变形间不再是直线关系。但试样仍处于弹性变形阶段。阶段。E点所对应的应力值称为弹性极限值，点所对应的应力值称为弹性极限值，它是材料不发生永久形变所能承受的最大应它是材料不发生永久形变所能承受的最大应力值，也即材料产生完全弹性变形时所能承力值，也即材料产
20、生完全弹性变形时所能承受的最大应力值。受的最大应力值。弹性模量是量度材料刚性的量，也称为杨氏弹性模量是量度材料刚性的量，也称为杨氏模量，它是指材料在弹性状态下的应力与应模量，它是指材料在弹性状态下的应力与应变的比值。变的比值。在应力应变曲线上，弹性模量就是弹性变在应力应变曲线上，弹性模量就是弹性变形阶段应力应变线段的斜率，即单位弹性形阶段应力应变线段的斜率，即单位弹性变形所需的应力。它表示材料抵抗弹性变形变形所需的应力。它表示材料抵抗弹性变形的能力，也称为刚度。的能力，也称为刚度。2、塑性变形阶段、塑性变形阶段（1）屈服强度：当应力超过）屈服强度：当应力超过E点后，材料开始发生点后，材料开始发
21、生塑性变形。材料表现出塑性，即卸载后应变不能完塑性变形。材料表现出塑性，即卸载后应变不能完全恢复，不能恢复的应变为永久应变，材料产生塑全恢复，不能恢复的应变为永久应变，材料产生塑性变形或永久形变。虽然应力基本保持不变，但应性变形或永久形变。虽然应力基本保持不变，但应变仍在不断增加，曲线上出现水平或上下轻微抖动变仍在不断增加，曲线上出现水平或上下轻微抖动的阶段，表明材料暂时失去抵抗变形的能力，该现的阶段，表明材料暂时失去抵抗变形的能力，该现象称为材料的屈服或流动，此阶段又称为屈服阶段。象称为材料的屈服或流动，此阶段又称为屈服阶段。所对应的应力值在屈服阶段内的最高应力，称为上所对应的应力值在屈服阶
22、段内的最高应力，称为上屈服应力、上屈服极限；所对应的应力值为在屈服屈服应力、上屈服极限；所对应的应力值为在屈服阶段内的最低应力，称为下屈服极限。常取下屈服阶段内的最低应力，称为下屈服极限。常取下屈服极限作为材料的屈服强度，称为屈服极限。极限作为材料的屈服强度，称为屈服极限。有些材料无明显的屈服点，因而常用一个检验应力有些材料无明显的屈服点，因而常用一个检验应力（或称条件应力）来指示开始发生塑性应变。（或称条件应力）来指示开始发生塑性应变。（2）极限强度：超过了屈服阶段后，材料又恢复）极限强度：超过了屈服阶段后，材料又恢复了对变形的抵抗能力，需增加外力才能使材料继续了对变形的抵抗能力，需增加外力
23、才能使材料继续变形，此现象称材料的强化。此阶段又称为强化阶变形，此现象称材料的强化。此阶段又称为强化阶段。曲线的最高点对应的应力，是材料出现断裂过段。曲线的最高点对应的应力，是材料出现断裂过程中产生的最大应力值，也即材料在破坏前所能承程中产生的最大应力值，也即材料在破坏前所能承受的最大应力，称为强度极限（极限强度）受的最大应力，称为强度极限（极限强度）A。A 可出现在断裂时也可出现在断裂前。拉应力时，极可出现在断裂时也可出现在断裂前。拉应力时，极限强度为拉伸强度；压应力时，极限强度为压缩强限强度为拉伸强度；压应力时，极限强度为压缩强度；切应力时，极限强度为剪切强度；弯曲应力时，度；切应力时，极
24、限强度为剪切强度；弯曲应力时，极限强度为挠曲强度。极限强度为挠曲强度。（3）断裂强度：材料在曲线终点）断裂强度：材料在曲线终点C点断裂，点断裂，材料发生断裂时的应力称为断裂应力或断裂材料发生断裂时的应力称为断裂应力或断裂强度。强度。3、延伸率、延伸率 塑性是材料在静载荷作用下，产塑性是材料在静载荷作用下，产生塑性变形而不被破坏的能力。材料能够塑生塑性变形而不被破坏的能力。材料能够塑性地伸长的能力称为材料的延性。性地伸长的能力称为材料的延性。延伸率是材料延展性的标志。表示材料塑形延伸率是材料延展性的标志。表示材料塑形变形的能力。也即在拉力下抽丝的能力，展变形的能力。也即在拉力下抽丝的能力，展性为
25、被锤塑成薄片的能力。一般认为延伸率性为被锤塑成薄片的能力。一般认为延伸率低于低于5的材料为脆性材料；高于的材料为脆性材料；高于5的材料的材料为塑性材料或延展性材料。为塑性材料或延展性材料。4、回弹性和韧性、回弹性和韧性 材料在弹性阶段，单位体材料在弹性阶段，单位体积所吸收的能量叫回弹或回弹模量，回弹性积所吸收的能量叫回弹或回弹模量，回弹性是材料抵抗永久变形的能力，表明使材料出是材料抵抗永久变形的能力，表明使材料出现永久应变单位体积所需要的能量。回弹模现永久应变单位体积所需要的能量。回弹模量与弹性极限的平方成正比，与弹性模量成量与弹性极限的平方成正比，与弹性模量成反比。反比。韧性是材料抵抗开裂的
26、能力，即防止裂缝穿韧性是材料抵抗开裂的能力，即防止裂缝穿过材料的断面转移或传播从而引起破坏的能过材料的断面转移或传播从而引起破坏的能力，表明使单位体积材料断裂所需的能量。力，表明使单位体积材料断裂所需的能量。（四）冲击韧性（四）冲击韧性冲击韧性是指材料在冲击载荷下，抵抗冲击冲击韧性是指材料在冲击载荷下，抵抗冲击破坏的能力，又称冲击韧度或冲击强度。用破坏的能力，又称冲击韧度或冲击强度。用于考察材料的脆性和韧性。冲击韧性可以由于考察材料的脆性和韧性。冲击韧性可以由下式计算下式计算一般把冲击韧度值低的材料称为脆性材料，一般把冲击韧度值低的材料称为脆性材料，冲击韧度值高的材料称为韧性材料。冲击韧度值高
27、的材料称为韧性材料。(五五)硬度硬度硬度是固体材料抵抗弹性变形、塑性变形或硬度是固体材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏能力，或抵抗其中两种或三种情况同时破坏能力，或抵抗其中两种或三种情况同时发生时的能力。它表示材料表面局部区域抵发生时的能力。它表示材料表面局部区域抵抗压缩变形和断裂的能力，是衡量材料软硬抗压缩变形和断裂的能力，是衡量材料软硬程度的指标。程度的指标。按施加负荷情况，可将硬度试验分为静负荷按施加负荷情况，可将硬度试验分为静负荷试验和动负荷试验两大类。试验和动负荷试验两大类。（六）应变时间曲线（六）应变时间曲线理想的弹性体，当受到外力后，平衡形变瞬理想的弹性体，当受到外力后，平衡形变瞬
28、时达到，与时间无关；理想的粘性体，当受时达到，与时间无关；理想的粘性体，当受到外力时，形变随时间线性变化；齿科材料到外力时，形变随时间线性变化；齿科材料及牙齿硬组织是介于理想弹性体和理想粘性及牙齿硬组织是介于理想弹性体和理想粘性体之间，其应变与时间存在更为复杂的关系。体之间，其应变与时间存在更为复杂的关系。（七）蠕变与疲劳（七）蠕变与疲劳1、蠕变、蠕变 是在恒应力作用下，塑性应变随时间不断是在恒应力作用下，塑性应变随时间不断增加的现象。该应力常远远小于屈服应力。增加的现象。该应力常远远小于屈服应力。2、疲劳、疲劳 是指材料在循环（交变）应力作用下发生是指材料在循环（交变）应力作用下发生的破坏。
29、材料所受应力常远小于其极限强度甚至小的破坏。材料所受应力常远小于其极限强度甚至小于其弹性极限。疲劳强度是指材料抵抗疲劳破坏的于其弹性极限。疲劳强度是指材料抵抗疲劳破坏的能力，常用疲劳极限来表征。它是在交变应力作用能力，常用疲劳极限来表征。它是在交变应力作用下经过无限次循环而不发生破坏的最大应力。常用下经过无限次循环而不发生破坏的最大应力。常用材料的疲劳寿命或疲劳曲线来表示材料的疲劳性能。材料的疲劳寿命或疲劳曲线来表示材料的疲劳性能。试样不发生断裂的最大循环应力值称为疲劳极限。试样不发生断裂的最大循环应力值称为疲劳极限。承受交变应力或重复应力的材料，在工作过承受交变应力或重复应力的材料，在工作过
30、程中，常在工作应力低于其屈服强度时发生程中，常在工作应力低于其屈服强度时发生断裂，称为疲劳断裂。疲劳断裂常产生于材断裂，称为疲劳断裂。疲劳断裂常产生于材料应力高度集中的部位或强度较低的部位，料应力高度集中的部位或强度较低的部位，如在有裂纹等缺陷处。如在有裂纹等缺陷处。（八）挠曲强度和挠度（八）挠曲强度和挠度挠曲强度或称作弯曲强度则是描述材料承受这样复挠曲强度或称作弯曲强度则是描述材料承受这样复杂应力下的性能。杂应力下的性能。挠度是物体承受其比例极限内的应力所发生的弯曲挠度是物体承受其比例极限内的应力所发生的弯曲形变。尽管挠度和弯曲强度都是衡量材料弯曲韧性形变。尽管挠度和弯曲强度都是衡量材料弯曲
31、韧性的指标，但挠度更能真实地反应材料在口腔环境中的指标，但挠度更能真实地反应材料在口腔环境中的受力与弯曲形变情况。因为挠曲强度仅反映出材的受力与弯曲形变情况。因为挠曲强度仅反映出材料在持续受力后直至断裂时的强度，但在口腔内并料在持续受力后直至断裂时的强度，但在口腔内并不存在这种造成断裂的持续性应力，而挠度则反映不存在这种造成断裂的持续性应力，而挠度则反映出材料在长期处于反复咀嚼应力作用下所产生的弯出材料在长期处于反复咀嚼应力作用下所产生的弯曲形变。曲形变。（九）应力集中、裂缝扩展和温度应力（九）应力集中、裂缝扩展和温度应力在材料截面突变处，如空、裂纹、螺纹等处，在材料截面突变处，如空、裂纹、螺
32、纹等处，有应力骤然增大的现象，称应力集中。材料有应力骤然增大的现象，称应力集中。材料在工作应力远低于屈服强度时发生的脆性断在工作应力远低于屈服强度时发生的脆性断裂，又称低应力脆裂。裂纹是否易于扩展是裂，又称低应力脆裂。裂纹是否易于扩展是材料是否易于断裂的一个重要指标。材料抵材料是否易于断裂的一个重要指标。材料抵抗裂纹扩展的能力称为断裂韧度。抗裂纹扩展的能力称为断裂韧度。三、化学性能三、化学性能（一）腐蚀和变色（一）腐蚀和变色材料由于周围环境的化学侵蚀而造成的破坏材料由于周围环境的化学侵蚀而造成的破坏或变质称为腐蚀。或变质称为腐蚀。有湿腐蚀：指在有水存在下的腐蚀有湿腐蚀：指在有水存在下的腐蚀干腐
33、蚀：后者指在无水存在下的气体中的腐干腐蚀：后者指在无水存在下的气体中的腐蚀。蚀。金属湿腐蚀是一种电化学全面腐蚀反应；干金属湿腐蚀是一种电化学全面腐蚀反应；干腐蚀常见的是高温氧化。腐蚀常见的是高温氧化。腐蚀的形态分为：腐蚀的形态分为：1、均匀腐蚀：物质表面受外界化学作用，迅速产、均匀腐蚀：物质表面受外界化学作用，迅速产生全面的腐蚀现象，也称全面腐蚀。生全面的腐蚀现象，也称全面腐蚀。2、局部腐蚀：腐蚀只发生在材料表面局部，其危、局部腐蚀：腐蚀只发生在材料表面局部，其危害性更大。可分为：害性更大。可分为：（1）孔蚀：表面小孔状局部侵蚀。）孔蚀：表面小孔状局部侵蚀。（2）缝隙腐蚀：发生在材料的缝隙内，
34、与浓差电）缝隙腐蚀：发生在材料的缝隙内，与浓差电池作用类似，由于材料表面隙缝内外离子浓度的差池作用类似，由于材料表面隙缝内外离子浓度的差别或所溶气体浓度的差别而造成，是孔蚀的一种特别或所溶气体浓度的差别而造成，是孔蚀的一种特殊形态。殊形态。（3）晶间腐蚀：发生于金属晶粒边界附近的腐）晶间腐蚀：发生于金属晶粒边界附近的腐 蚀，常由不当的金属热处理或冷加工造成。蚀，常由不当的金属热处理或冷加工造成。（4）磨损腐蚀：金属表面同时受流体的磨损和腐）磨损腐蚀：金属表面同时受流体的磨损和腐蚀而引起的破坏。蚀而引起的破坏。（5）应力腐蚀：当拉应力和腐蚀介质同时存在时）应力腐蚀：当拉应力和腐蚀介质同时存在时所
35、发生的腐蚀。所发生的腐蚀。（6）腐蚀疲劳：由周期应力与腐蚀的共同作用而）腐蚀疲劳：由周期应力与腐蚀的共同作用而引起金属的破裂。引起金属的破裂。（7）选择性腐蚀：成分和结构不均一的材料，一）选择性腐蚀：成分和结构不均一的材料，一部分元素被腐蚀浸出，只剩下由其余组分构成的海部分元素被腐蚀浸出，只剩下由其余组分构成的海绵状物质。绵状物质。（二）扩散和吸附（二）扩散和吸附物质中原子和分子向周围移动的现象，称为扩散。物质中原子和分子向周围移动的现象，称为扩散。材料均一的、稳定地分散在溶剂中的过程，又称为材料均一的、稳定地分散在溶剂中的过程，又称为溶解。溶解。固体或液体表面的离子、原子或分子与接触相中的固
36、体或液体表面的离子、原子或分子与接触相中的离子、原子或分子之间，借助于静电力或分子间的离子、原子或分子之间，借助于静电力或分子间的范德华力所产生的吸着现象，称为吸附。能吸附其范德华力所产生的吸着现象，称为吸附。能吸附其他物质的固体叫吸附剂，被吸附的物质叫吸附质或他物质的固体叫吸附剂，被吸附的物质叫吸附质或吸附物。分为物理吸附和化学吸附。吸附物。分为物理吸附和化学吸附。物理吸附：指由于分子间的引力作用所引起，物理物理吸附：指由于分子间的引力作用所引起，物理吸附无选择性。吸附无选择性。化学吸附：由于吸附剂和吸附质之间化学反应所引化学吸附：由于吸附剂和吸附质之间化学反应所引起，化学吸附具有选择性，它
37、比物理吸附牢固。起，化学吸附具有选择性，它比物理吸附牢固。吸附是表面效应，吸附之后固相内部并不发生变化。吸附是表面效应，吸附之后固相内部并不发生变化。化学吸附中化学反应仅限于表面。化学吸附中化学反应仅限于表面。吸附能力：可用吸附剂的单位面积上所吸附物质的吸附能力：可用吸附剂的单位面积上所吸附物质的量来表示，或用单位质量（或体积）的吸附剂所吸量来表示，或用单位质量（或体积）的吸附剂所吸附的吸附质的质量或体积来表示吸附剂的吸附能力。附的吸附质的质量或体积来表示吸附剂的吸附能力。（三）老化（三）老化材料在加工、贮存和使用过程中物理化学性质和机材料在加工、贮存和使用过程中物理化学性质和机械性能变坏的现
38、象，称为老化。械性能变坏的现象，称为老化。老化的因素：老化的因素：外因：物理、化学、生物及加工成型的条件等外因：物理、化学、生物及加工成型的条件等内因：由材料的组成和结构所决定。内因：由材料的组成和结构所决定。（四）化学性粘接（四）化学性粘接粘接是指两个固体借助于两者界面间力的作用而产粘接是指两个固体借助于两者界面间力的作用而产生的现象。包括物理、机械和化学性结合。生的现象。包括物理、机械和化学性结合。四、生物性能四、生物性能（一）生物安全性（一）生物安全性生物安全性是指材料制品具有临床安全使用生物安全性是指材料制品具有临床安全使用的性质。的性质。材料对人体应无毒性，无刺激性，无致癌性材料对人
39、体应无毒性，无刺激性，无致癌性和致畸变等作用。在体内正常代谢作用下，和致畸变等作用。在体内正常代谢作用下，保持稳定状态，无生物退变性，代谢或降解保持稳定状态，无生物退变性，代谢或降解产物对人体无害，且易被代谢。产物对人体无害，且易被代谢。口腔材料1、按接触性质、按接触性质表面接触器械：与完整或破损皮肤表面，与完整或破损表面接触器械：与完整或破损皮肤表面，与完整或破损口腔黏膜及牙齿硬组织包括牙釉质、牙本质及牙骨质外口腔黏膜及牙齿硬组织包括牙釉质、牙本质及牙骨质外表面接触的器械。表面接触的器械。外部介入器械：穿过并与口腔粘膜、牙齿硬组织、牙髓外部介入器械：穿过并与口腔粘膜、牙齿硬组织、牙髓组织、骨
40、或这些组织的结合相接触，并暴露于口腔环境组织、骨或这些组织的结合相接触，并暴露于口腔环境中的器械。中的器械。植入器械：部分或全部埋植于软组织、骨或牙齿的牙髓，植入器械：部分或全部埋植于软组织、骨或牙齿的牙髓，牙本质组织或这些组织的组合内，且不暴露于口腔环境牙本质组织或这些组织的组合内，且不暴露于口腔环境中的器械。中的器械。2、按接触时间、按接触时间短期接触：一次或多次使用接触时间在短期接触：一次或多次使用接触时间在24h以内以内的器械。的器械。长期接触：一次、多次或长期使用接触时间在长期接触：一次、多次或长期使用接触时间在24h以上以上30d以内的器械。以内的器械。持久接触：一次、多次或长期使
41、用接触时间超过持久接触：一次、多次或长期使用接触时间超过30d的器械。的器械。口腔材料生物学评价试验分为三组：口腔材料生物学评价试验分为三组：第一组：体外细胞毒性试验。采用体外组织细胞培养的方法，第一组：体外细胞毒性试验。采用体外组织细胞培养的方法，观察材料对细胞生长繁殖及形态的影响，评价材料的体外细观察材料对细胞生长繁殖及形态的影响，评价材料的体外细胞毒性。胞毒性。第二组：检测材料对机体的全身毒性作用及对局部植入区组第二组：检测材料对机体的全身毒性作用及对局部植入区组织的反应。织的反应。（1）全身毒性试验经口途径：）全身毒性试验经口途径：（2）全身毒性试验经脉途径）全身毒性试验经脉途径（3）
42、吸入毒性试验）吸入毒性试验（4）遗传毒性试验）遗传毒性试验（5）致敏试验：）致敏试验：（6）皮肤刺激与皮内反应试验：）皮肤刺激与皮内反应试验：（7）植入后局部反应试验：）植入后局部反应试验：第三组：为临床应用前试验。主要检测材料第三组：为临床应用前试验。主要检测材料对拟使用部位组织的毒性作用。对拟使用部位组织的毒性作用。（1）牙髓牙本质刺激试验：）牙髓牙本质刺激试验：（2）盖髓及活髓切断试验：）盖髓及活髓切断试验：（3）根管内应用试验：）根管内应用试验：（二）生物相容性（二）生物相容性1、概念：是指材料在宿主的特定环境和部位，、概念：是指材料在宿主的特定环境和部位，与宿主直接或间接接触时所产生
43、相互反应的与宿主直接或间接接触时所产生相互反应的能力。能力。是材料在生物体内处于静动态变化过程中，是材料在生物体内处于静动态变化过程中，能耐受宿主各系统作用而保持相对稳定，不能耐受宿主各系统作用而保持相对稳定，不被排斥和破坏的生物学性质。又称为生物适被排斥和破坏的生物学性质。又称为生物适应性和生物可接受性。应性和生物可接受性。2、范围：是指材料与宿主产生相互作用所涉、范围：是指材料与宿主产生相互作用所涉及的物理化学、生物力学、生物电学三个反及的物理化学、生物力学、生物电学三个反应系统的生物医学范围。应系统的生物医学范围。3、表征：系指材料与宿主直接或间接接触时、表征：系指材料与宿主直接或间接接
44、触时涉及组织接受与定向结合、应力传递与分布、涉及组织接受与定向结合、应力传递与分布、生物电作用与反应相吻合的一系列生物学行生物电作用与反应相吻合的一系列生物学行为。为。4、影响：设计材料的类型、形状、成分结构、影响：设计材料的类型、形状、成分结构及其表面特性，以及材料的化学、物理机械及其表面特性，以及材料的化学、物理机械和电性能；材料与组织的接触部位、方式、和电性能；材料与组织的接触部位、方式、状态与时间以及采用的方法。状态与时间以及采用的方法。5、检测方法：体内与体外试验。、检测方法：体内与体外试验。6、评价：微观至宏观、从局部至整体、从静、评价：微观至宏观、从局部至整体、从静态至动态等对反
45、应过程的规律和结果进行综态至动态等对反应过程的规律和结果进行综合评价。合评价。（三）生物功能性（三）生物功能性是指材料与宿主间发挥最大生理功能活性的是指材料与宿主间发挥最大生理功能活性的总称。总称。第四节第四节 义齿基托树脂义齿基托树脂简称热固型基托树脂或热凝树脂。简称热固型基托树脂或热凝树脂。（一）组成（一）组成粉剂：牙托粉。由甲基丙烯酸甲酯均聚粉或共聚粉、粉剂：牙托粉。由甲基丙烯酸甲酯均聚粉或共聚粉、颜料等组成颜料等组成液剂：牙托水。由甲基丙烯酸甲酯、交联剂、阻聚剂、液剂：牙托水。由甲基丙烯酸甲酯、交联剂、阻聚剂、紫外线吸收剂等组成紫外线吸收剂等组成一、加热固化型基托树脂一、加热固化型基托
46、树脂1、牙托水、牙托水主要成分是甲基丙烯酸甲酯（主要成分是甲基丙烯酸甲酯（MMA），是聚合成聚），是聚合成聚甲基丙烯酸甲酯（甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的原料。常温下无色透）的原料。常温下无色透明液体，易挥发，易燃，易溶于有机溶液，微溶于明液体，易挥发，易燃，易溶于有机溶液，微溶于水。水。MMA在光、热、电离辐射和自由基的激发下，容易发生在光、热、电离辐射和自由基的激发下，容易发生加成聚合，形成聚合物。加成聚合，形成聚合物。阻聚剂：运输和储存方便阻聚剂：运输和储存方便交联剂：提高刚性和硬度交联剂：提高刚性和硬度紫外线吸收剂：保护分子链免受破坏，防止或减轻老化紫外线吸收剂：保护分子链免受破坏，防止
47、或减轻老化和变色。和变色。2、牙托粉、牙托粉是是MMA的均聚粉或共聚粉。是决定基托树脂性能的均聚粉或共聚粉。是决定基托树脂性能的主要因素。的主要因素。种类：种类：（1）MMA均聚粉：由均聚粉：由MMA经悬浮聚合而制成，经悬浮聚合而制成，为无色透明的细小珠状。分子量愈大，基托强度为无色透明的细小珠状。分子量愈大，基托强度愈好，聚合粉溶于牙托水的速度变慢，面团期形愈好，聚合粉溶于牙托水的速度变慢，面团期形成时间增加，不利于临床。成时间增加，不利于临床。常温下稳定，溶于有机溶剂不溶于水和醇。常温下稳定，溶于有机溶剂不溶于水和醇。（2）MMA共聚粉共聚粉1）MB牙托粉：是牙托粉：是MMA与丙烯酸丁酯的
48、嵌段共聚与丙烯酸丁酯的嵌段共聚粉，冲击强度和挠曲强度提高。粉，冲击强度和挠曲强度提高。2）MMAMA牙托粉：是牙托粉：是MMA与丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯MA的共聚粉，调和时需牙托水较少，面团期持续时的共聚粉，调和时需牙托水较少，面团期持续时间较长，充填塑性好，耐磨性和耐擦伤性有所提间较长，充填塑性好，耐磨性和耐擦伤性有所提高。高。3）MMAEAMA三元共聚牙托粉：由三元共聚牙托粉：由MMA、丙烯酸乙酯丙烯酸乙酯EA、丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯MA的三元共聚粉。的三元共聚粉。机械性能提高。机械性能提高。4）橡胶接枝改性）橡胶接枝改性PMMA牙托粉：由甲基丙烯酸甲牙托粉：由甲基丙烯酸甲酯与橡胶的接枝共聚
49、物，冲击强度大幅度提高，酯与橡胶的接枝共聚物，冲击强度大幅度提高，韧性明显增强。韧性明显增强。牙托粉中胶乳少量引发剂，过氧化苯甲酰。颜料，牙托粉中胶乳少量引发剂，过氧化苯甲酰。颜料，钛白粉、镉红。钛白粉、镉红。（二）聚合原理（二）聚合原理为自由基链锁聚合反应。为自由基链锁聚合反应。自由基是有机化合物分子中的共价键在光、自由基是有机化合物分子中的共价键在光、热、射线的影响下，分裂成为两个含不成热、射线的影响下，分裂成为两个含不成对带独电子的活泼基团。对带独电子的活泼基团。自由基聚合反应过程：自由基聚合反应过程：1、链引发、链引发单体在引发剂或光、热、辐射等的作用下单体在引发剂或光、热、辐射等的作
50、用下产生自由基的过程。产生自由基的过程。2、链增长、链增长单体自由基结合成单元更多的链自由基单体自由基结合成单元更多的链自由基3、链终止、链终止两自由基相遇，独电子消失两自由基相遇，独电子消失（三）使用及热处理方法（三）使用及热处理方法1、模型准备、模型准备 涂分离剂涂分离剂2、调和牙托粉与牙托水、调和牙托粉与牙托水 3：1（体积比）（体积比）2：1（重量比）（重量比）3、调和后的变化、调和后的变化湿砂期：水少粉多湿砂期：水少粉多稀糊期：水多粉少稀糊期：水多粉少粘丝期：不宜再调和粘丝期：不宜再调和面团期：填塞型盒最佳时期面团期：填塞型盒最佳时期橡胶期：硬而有弹性橡胶期：硬而有弹性坚硬期：坚硬脆
