發(fā)布時(shí)間：2017-11-10 19:23

  本文關(guān)鍵詞：發(fā)育期牙釉質(zhì)的納米力學(xué)性質(zhì)的研究

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【摘要】：天然的生物硬組織，例如脊柱動(dòng)物的牙釉質(zhì)和骨頭，一直吸引著材料科學(xué)家和生物學(xué)家的興趣。因?yàn)檫@些硬組織皆具有特殊的優(yōu)異的力學(xué)性能，以及精妙的微觀結(jié)構(gòu)。為了弄清天然生物硬組織優(yōu)異力學(xué)性能的來源，目前已經(jīng)有研究者提出了一些模型對(duì)其機(jī)理進(jìn)行闡釋。理解其力學(xué)性質(zhì)的機(jī)理，對(duì)研發(fā)可替代人體病損硬組織的仿生生物材料起到了至關(guān)重要的作用。 本論文主要研究了發(fā)育期豬第二磨牙牙釉質(zhì)的納米壓痕蠕變行為。本文研究了4種不同的牙釉質(zhì)樣品，包括了天然狀態(tài)下的牙釉質(zhì)，冷凍干燥處理后的牙釉質(zhì)，熱處理后的牙釉質(zhì)，以及除去蛋白后以PMMA復(fù)合的牙釉質(zhì)。同時(shí)，將實(shí)驗(yàn)所得發(fā)育期牙釉質(zhì)的蠕變量、折減彈性模量（Ec）和硬度（H）與成熟第一磨牙牙釉質(zhì)做比較，分析了化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)對(duì)折減彈性模量和硬度的影響。此外，本文還對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析，以討論結(jié)構(gòu)對(duì)力學(xué)性質(zhì)的影響。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在500μN(yùn)的荷載與120s保荷的條件下，與成熟牙釉質(zhì)相比，天然狀態(tài)、冷凍干燥與熱處理狀態(tài)下的發(fā)育期牙釉質(zhì)擁有多出約3至15倍的蠕變量。這一點(diǎn)主要是由組成成分差異造成的。冷凍干燥處理使得全部牙釉質(zhì)樣品的蠕變有少量上升，表明HAp晶體間的水分對(duì)蠕變有一定阻礙作用。而熱處理之后，全部樣品的蠕變有了顯著的下降�；瘜W(xué)組成分析表明，發(fā)育期牙釉質(zhì)中存在一定含量的水和有機(jī)物質(zhì)，，這可能導(dǎo)致了微觀結(jié)構(gòu)上的缺陷，例如HAp晶體之間的間隙。X射線衍射分析表明，熱處理之后樣品中發(fā)生了晶體長(zhǎng)大的現(xiàn)象。這個(gè)現(xiàn)象可能造成了蠕變量的顯著下降。進(jìn)一步地，將發(fā)育期牙釉質(zhì)浸泡在3%次氯酸鈉溶液中進(jìn)行除蛋白處理，蛋白質(zhì)消失后殘余的空隙被PMMA滲透并填充。拉曼光譜證明PMMA成功填充到了空隙中。對(duì)PMMA包埋后的發(fā)育期牙釉質(zhì)進(jìn)行納米壓痕實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明包埋后樣品的蠕變量是包埋前的1/2，同時(shí)折減彈性模量和硬度增加了約2倍。然后，使用現(xiàn)有闡述蠕變行為的數(shù)學(xué)公式對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并在模型中增加了結(jié)構(gòu)成分以進(jìn)行補(bǔ)充。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R318.08

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 趙健魁;李金華;周延民;;不同食性哺乳動(dòng)物牙釉柱與釉牙本質(zhì)界夾角規(guī)律及有限元分析[J];口腔醫(yī)學(xué)研究;2009年05期

2 軒福貞,涂善東,王正東;材料的蠕變斷裂韌性及影響因素分析[J];中國(guó)機(jī)械工程;2005年05期

本文編號(hào)：1168033