【正文】 第一章 總論 第一節(jié) 概述 一、口腔材料學的發(fā)展簡史 ? 公元前 3000年，出現(xiàn)口腔醫(yī)療的實踐活動 ? 公元前 2500年，口腔材料最早應用 ? 公元前 700～ 500年，金冠橋出現(xiàn) ? 公元前～公元 1500年，口腔醫(yī)學發(fā)展緩慢，主要進步是從牙缺失轉向齲齒充填 ? 1548年 Walter Herman Ryff撰寫第一部口腔醫(yī)學專著 ? 17世紀初化學、物理學進展迅速。 ? 18世紀口腔醫(yī)學的發(fā)展加快 ? 1728年 Pierre Fauchard 發(fā)表專著，被視為現(xiàn)代口腔醫(yī)學的開端。 ? 蠟在口內取模的方法 ? 煅石膏灌注模型 ? 低熔點合金用于牙科 ? 1792年法國人獲得瓷牙制作方法的專利 ? 19世紀中期對銀汞合金的研究首次引起人們對口腔材料科學的極大興趣。 ? 1842年發(fā)現(xiàn)牙膠， 1847年用于根管充填 ? 19世紀中期，氧化鋅丁香酚水門汀和磷酸鋅水門汀相繼出現(xiàn) ? 19世紀中葉，開始采用硫化橡膠制作義齒基托 ? 20世紀，口腔材料發(fā)展的特點是對各種已經被采用的材料進行精致和改進，并開始為了明確的目標進行化學合成和物理改進。 ? 丙烯酸酯樹脂取代硫化橡膠制作總義齒和局部義齒基托 ? 用非貴金屬鑄造局部義齒基托和修復體 ? 不銹鋼制作正畸矯正器以及各種彈性印模材料 ? 口腔材料學作為一門獨立的科學，是從 20世紀開始形成的。 三 、口腔材料的標準和標準化組織 ? 口腔材料的標準是評價口腔材料性能的技術文件，即對某種材料的性能提出具體的技術要求。 ? 口腔材料的第一項標準是由美國國家標準局于 1920年制定的銀汞合金標準。美國牙科協(xié)會（ American Dental Association）自1928年以來，已經制定幾十項美國牙科協(xié)會標準。 ? 國際牙科聯(lián)盟（ Federation Dental International, FDI），首先積極地支持制定口腔材料國際標準的項目計劃，并制定了多項口腔材料和器械的技術規(guī)格。 ? 國際標準化組織（ International Standards Organization, ISO）是一個國際性的、非政府性的組織，它的主要目標是制定國際標準。 ? 牙科技術委員會，即 ISO/TC 106Dentistry，作為ISO的分支機構。該委員會的責任是為各種口腔材料、器械和設備制定標準化的專業(yè)技術術語、測試方法和質量規(guī)范。 ? 中國是國際標準化組織牙科技術委員會（ ISO/TC 106Dentistry）的積極成員。全國口腔材料和器械設備標準化技術委員會（簡稱 TC99）成立于 1987年 12月，承擔與ISO/TC 106對口的業(yè)務工作，負責我國口腔材料和器械設備的國家標準和行業(yè)標準的規(guī)劃、制定和管理等項工作。 第二節(jié) 材料的性能 ? （一）尺寸變化 ? 在口腔環(huán)境內及在制作修復體的過程中，充填材料、修復材料及其輔助材料由于物理及化學因素的影響，可能會產生程度不同的形變，稱為尺寸變化。 一、物理性能 ? 尺寸變化的測量方法歸納起來可分為兩類： ? 直接測量法：對材料固化前后的長度直接測量。簡單易行，但精度低。 ? 間接測量法：通常是將長度轉換呈其他物理量，如光學量和電學量進行測量。常用的有光杠桿放大儀、光干涉儀和應變計及差動變壓器等。 ? （二）線脹系數(shù) ? 是表征物體長度隨溫度變化的物理量。當物體溫度有微小的變化 dL時，其長度也會有微小的改變 dL，將長度的相對變化 dL/L除以溫度的變化 dL，稱為線脹系數(shù)。 ? 體脹系數(shù)是表征物體體積隨溫度變化的物理量。 ? 多數(shù)物質的長度或體積隨溫度的升高而增大。這是由于溫度升高使分子或原子熱運動振幅增大，位能增加的緣故。位能增大，分子平均距離增大，宏觀表現(xiàn)為長度或體積的增大。 ? 同種材料不同溫度時的線脹系數(shù)不同，測定某一溫度范圍的平均線脹系數(shù)更有意義。 ? 線脹系數(shù)的測試方法有示差法、光杠桿放大法、光干涉法、差動變壓器法和 x射線法等。在口腔材料研究中，通常采用光干涉法和差動變壓器法。差動變壓器法具有精度高、式樣小、操作簡便等優(yōu)點。 ? （三）熱導率 ? 導熱是以熱量進行熱量傳遞的一種形式、熱導率是量度材料導熱性能的物理量，又稱導熱系數(shù)。其定義為面積熱流量除以溫度梯度。熱流量是單位時間內通過一個面的熱量。面積熱流量為熱流量除以面積。熱導率是熱傳導中最常用的一個量。 ? （四）流電性 ? 在口腔環(huán)境中異種金屬修復體相接觸時，由于不同金屬之間的電位不同，所產生的電位差，導致電流產生，稱為流電性。 ? 當兩種不同的金屬冠接觸時，相當于電池兩極短路，有較大的電流產生即流電現(xiàn)象，病人感到不舒服。銀汞合金在口腔中與硫化物、氯化物反應所引起的銹蝕、失去光澤、變色等現(xiàn)象也屬于流電現(xiàn)象。 ? （五）表面張力和潤濕現(xiàn)象 ? 分子間存在范德華力，液體表面的分子總是受到液體內部分子的引力作用而有減少表面積的趨勢，因而在液體表面的切線方向上產生一縮小表面的力，把沿液體作用在單位長度上的力叫做表面張力。表面張力從能量的角度，可理解為增加單位表面時外力所作的功，故也將表面張力稱為比表面自由能，簡稱比表面能。 ? 一般液體的表面張力是指以空氣與該液體為界面的表面張力。固體的表面張力是指以空氣與該固體所形成的表面張力。 ? 液體在固體表面擴散的趨勢稱為液體對固體的潤濕性，可由液體在固體表面的接觸角的大小表示。過液滴與固體表面接觸點作液滴的切線與固、液界面之間的夾角稱為接觸角。 ? 常用接觸角的大小來表示液體對固體的濕潤性。接觸角越小，濕潤性越好。 ? 濕潤是界面能降低的過程，濕潤又可分為附著濕潤、擴展?jié)駶櫤徒霛駶櫋? ? 濕潤是粘接的必要條件。 ? （六）色彩性 ? 顏色由非彩色和彩色構成。彩色指除黑白以外所有顏色。彩色由三個特性構成： ? 色調：又稱色相、色別，為顏色的名稱，是彩色彼此劃分的特征，如紅、藍、綠。 ? 彩度：又稱飽和度，指顏色的純度。 ? 明度：又稱明亮度，反映物體對光的反射性。 ? 非彩色只有明度的差別。 ? 常用三種方法對顏色進行描述：①顏色名詞；②色卡、色片、比色板；③ CIE標準色度系統(tǒng)。 ? 對口腔材料顏色的定量描述常用 CIE標準色度系統(tǒng)及孟塞爾系統(tǒng)。 二、機械性能 ? 材料的機械性能或力學性質主要是指材料在外力作用下表現(xiàn)出的變形和破斷方面的特性。 ? 口腔修復體或充填體在咀嚼時受到外力作用而變形時，其內部各質點之間的相互作用力發(fā)生了改變，這種由于外力作用而引起的固體內各質點之間的相互作用力的改變，稱為“附加內力”，簡稱內力。內力與外力共同保持受載狀態(tài)下的平衡。內力和外力總是大小相等方向相反。 ? （一）應力 ? 應力是描述物體內部各點各個方向的力學狀態(tài)。單位面積所受的內力即為應力。 ? 當外力為拉力時，產生的是拉應力；當外力為壓力時，產生的是壓應力；當外力是剪切力時，產生的是切應力。 ? 材料在不同外力作用下可產生四種變形：①拉伸或壓縮；②簡切；③扭轉；④彎曲。 ? （二）應變 ? 應變是描述材料在外力作用下形狀變化的量。是指單位長度的變形。如在拉伸狀態(tài)下則表明試樣的相對伸長。通常研究的是線應變。 ? （三）應力－應變曲線 ? 它是以應變與應力為坐標繪出的應力應變的曲線。 ? 研究曲線中幾個應變點與它們相應的應力的含義。 ? 彈性變形階段 材料在外力作用下產生變形，卸載后變形可完全恢復，這種變形稱為彈性變形。 ? （ 1）正比例極限：當應力不超過 σp時，拉伸曲線 OP是直線，說明在 OP階段應力 σ與應變ε呈正比例關系，即遵從虎克定律。此時，應力與應變呈線性變化，試樣處于彈性變形階段。 P點所對應的應力值稱為比例極限 σp 。 ? （ 2）彈性極限：應力超過 σp時，應力與應變間不再是直線關系。但試樣仍處于彈性變形階段。 E點所對應的應力值稱為彈性極限值，它是材料不發(fā)生永久形變所能承受的最大應力值，也即材料產生完全彈性變形時所能承受的最大應力值。 ? 彈性模量是量度材料剛性的量，也稱為楊氏模量，它是指材料在彈性狀態(tài)下的應力與應變的比值。 ? 在應力－應變曲線上，彈性模量就是彈性變形階段應力－應變線段的斜率，即單位彈性變形所需的應力。它表示材料抵抗彈性變形的能力，也稱為剛度。 ? 塑性變形階段 ? （ 1）屈服強度：當應力超過 E點后，材料開始發(fā)生塑性變形。材料表現(xiàn)出塑性，即卸載后應變不能完全恢復，不能恢復的應變?yōu)橛谰脩?，材料產生塑性變形或永久形變。雖然應力基本保持不變，但應變仍在不斷增加，曲線上出現(xiàn)水平或上下輕微抖動的階段，表明材料暫時失去抵抗變形的能力，該現(xiàn)象稱為材料的屈服或流動，此階段又稱為屈服階段。所對應的應力值在屈服階段內的最高應力，稱為上屈服應力、上屈服極限；所對應的應力值為在屈服階段內的最低應力，稱為下屈服極限。常取下屈服極限作為材料的屈服強度，稱為屈服極限。 ? 有些材料無明顯的屈服點，因而常用一個檢驗應力（或稱條件應力）來指示開始發(fā)生塑性應變。 ? （ 2）極限強度：超過了屈服階段后，材料又恢復了對變形的抵抗能力，需增加外力才能使材料繼續(xù)變形，此現(xiàn)象稱材料的強化。此階段又稱為強化階段。曲線的最高點對應的應力，是材料出現(xiàn)斷裂過程中產生的最大應力值，也即材料在破壞前所能承受的最大應力，稱為強度極限（極限強度） σA。 σA 可出現(xiàn)在斷裂時也可出現(xiàn)在斷裂前。拉應力時，極限強度為拉伸強度；壓應力時，極限強度為壓縮強度；切應力時，極限強度為剪切強度；彎曲應力時，極限強度為撓曲強度。 ? （ 3）斷裂強度：材料在曲線終點 C點斷裂，材料發(fā)生斷裂時的應力稱為斷裂應力或斷裂強度。 ? 延伸率 塑性是材料在靜載荷作用下，產生塑性變形而不被破壞的能力。材料能夠塑性地伸長的能力稱為材料的延性。 ? 延伸率是材料延展性的標志。表示材料塑形變形的能力。也即在拉力下抽絲的能力，展性為被錘塑成薄片的能力。一般認為延伸率低于 5％的材料為脆性材料；高于 5％的材料為塑性材料或延展性材料。 ? 回彈性和韌性 材料在彈性階段，單位體積所吸收的能量叫回彈或回彈模量，回彈性是材料抵抗永久變形的能力，表明使材料出現(xiàn)永久應變單位體積所需要的能量。回彈模量與彈性極限的平方成正比，與彈性模量成反比。 ? 韌性是材料抵抗開裂的能力，即防止裂縫穿過材料的斷面轉移或傳播從而引起破壞的能力，表明使單位體積材料斷裂所需的能量。 ? （四）沖擊韌性 ?