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齿科微拉伸强度测试装置


技术摘要:
本发明公开了一种齿科微拉伸强度测试装置,属于口腔修复技术领域,包括夹具和试样装载件,其中,所述夹具分为形状结构完全相同的上夹具和下夹具,所述上夹具包括被动夹持柄、夹具横臂、夹具侧壁和夹具悬臂,所述被动夹持柄与夹具横臂连接呈倒“T”型,所述夹具侧壁对称  全部
背景技术:
口腔粘接技术在牙科治疗领域作用至关重要,广泛应用于树脂直接充填修复或间 接修复体恢复牙体、牙列缺损过程中。随着树脂和陶瓷等复合材料的研发,各类树脂、陶瓷 修复材料种类日益增多,产品更新换代较快,又由于牙齿组织结构的特殊性,将不同修复材 料与牙齿粘接操作较为复杂,因材料种类不同涉及酸蚀、喷砂、硅烷化、渗透、缩合反应等不 同的物理或化学操作流程,影响因素较多。不同的产品、同一类产品不同的厂家、不同的操 作流程都会产生不一样的结果,差异明显,较难控制。 因此,临床上经常会遇到补了牙后脱落的时间长短有区别,戴的牙冠有的人使用 多年未掉,有的人戴完牙当天就脱落,也经常遇到患者问医生这个材料大概能维持多久的 情形。 那么怎么在临床上保证给患者较好的治疗效果就需要正确控制各种可变的因素。 如何选择材料?同类材料怎么挑选品牌?材料的使用流程有什么要求,能不能增加或减少某 一个环节来提高粘接持久性?新的粘接材料怎么改进效果?这就需要在口外模拟试验进行 大量的力学测试,以便为临床提供参考依据。 目前,考虑到不同样本差异性,在进行这种力学试验的测试,国内外共同的标准为 选择Sano介绍的微拉伸测试方法,通过减试样横截面积,增加数量完成。国际上应用较多的 微拉伸测试装置为Ciucchi’s夹具,或在此基础增加试样固位槽的改良型装置。传统 Ciucchi’s夹具测试方案中,样本仅有一个表面被固定在夹具表面,包裹程度低,在测试中 产生的微拉伸主应力集中在粘接界面被固定面一侧,与试样的长轴方向不一致,易形成侧 向剪切力。造成测试结果准确度不高,提供给临床的参考性欠佳。 另外,还有通过改变样本的外形,将检测样本制作成哑铃状或者沙漏状样本的方 法,但是,在将测试样本制备成沙漏状及哑铃状过程中,易损伤粘接界面,同样造成测试结 果不准确。
技术实现要素:
本发明的目的就在于提供一种齿科微拉伸强度测试装置,以解决上述问题。 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是这样的:一种齿科微拉伸强度测试 装置,包括夹具和试样装载件, 其中,所述夹具为分上、下两部分,分别为上夹具和下夹具,所述上夹具和下夹具 形状结构完全相同,所述上夹具包括被动夹持柄、夹具横臂、夹具侧壁和夹具悬臂,所述被 动夹持柄与夹具横臂连接呈倒“T”型,所述夹具侧壁为两个,对称垂直连接于所述夹具横臂 的两端,所述夹具悬臂也为两个,分别与两个所述夹具侧壁的另一端垂直连接,所述夹具横 臂、夹具侧壁和夹具悬臂连接后的结构中间形成空腔,且两个所述夹具悬臂之间形成开口, 3 CN 111579370 A 说 明 书 2/4 页 所述夹具悬臂的内侧设置有凹陷部; 所述试样装载件的纵截面呈“T”形,包括底座和中空状的装载部,所述装载部远离 底座的一端开孔; 所述夹具悬臂的凹陷部的形状与所述试样装载件的底座的形状匹配,所述夹具悬 臂的凹陷部的深度与所述试样装载件的底座的厚度匹配;两个所述夹具悬臂之间形成开口 的宽度与所述装载部的外径匹配。 经过发明人大量研究发现,采用不同夹具固定试样时,试样被限制的轮廓面数越 多,在测试的时候应力的加载方式越均匀,当试样所有轮廓面均被固定后,测试时候力的加 载方式均一性、同轴性越高,测得的微拉伸结果值越可靠。 本发明的微拉伸强度测试装置将条状样本通过粘接在试样装载件的开孔内,再通 过夹具开口入路,被动悬挂在夹具的家具悬臂中央,再施加拉伸力量时进行拉伸测试。 本发明优选采取圆筒状的试样装载部将试样两端完全包裹起来,试样装载件的中 心轴与测试样本(即试样)的中心轴一致且垂直于粘接面。在整个测试过程中所有结构构成 刚性连接,将本测试装置用于测试齿科粘接材料的粘接强度,方法更科学,结果更准确,提 供给临床的参考意义更大,可以为临床操作提供更准确的参考。 本发明的夹具结构采用悬挂式就位,垂直式向施加力量,中央开槽,槽中央区设计 浅凹固位形,通过计算机模拟有限元分析测试,应力集中区域及分布满足微拉伸测试原理。 测试时,试样采取双头试样装载件固位形设计,胶水粘接固定后,再将一侧试样装 载件置于上夹具设定位置,试样装载件底座平台就位后,依靠重力悬挂,试样长轴垂直于水 平面,缓慢调整使下方试样装载件与下夹具接触就位即可。测试速度及参数通常设计为 1.0mm/min,力量根据检测材料定,通常为20N。 将该测试装置通过计算机有限元分析,在样本的应力分布式上比传统方法更均 匀。 作为优选的技术方案:所述试样装载件的底座为圆形,所述装载部也为圆形,所述 装载部的内径为1.1-1.3mm。 当然,所述试样装载件的底座也可以是方形等其他形状。 试样横截面一般为方形,试样装载件的装载部的内径满足样本横截面最长距离, 即横截面正方形或长方形的对角线长度,以试样横截面为边长0 .8mm的正方形为例, 在实际应用中比该尺寸应略大一点,在误差范围以内的样本都可以 插入,设计内径为1.20mm。本专利设计的内径可以根据此原理,在调整样本尺寸时做对应调 整。 作为优选的技术方案,所述夹具的被动夹持柄、夹具横臂、夹具侧壁和夹具悬臂一 体成型。这样的结构更稳固稳定。 与现有技术相比,本发明的优点在于:将本测试装置用于测试齿科粘接材料的粘 接强度,方法更科学,结果更准确,提供给临床的参考意义更大,可以为临床操作提供更准 确的参考。 附图说明 图1为本发明实施例中上夹具的结构示意图; 4 CN 111579370 A 说 明 书 3/4 页 图2为图1的纵剖图; 图3为本发明实施例中试样装载件的结构示意图; 图4为图3的纵剖图; 图5为本发明实施例的测试装置的装配图; 图6为本发明实施例的测试装置的使用状态图; 图7为本发明和传统方法测试的有限元分析测试结果图, 其中,a,b,c,d是指采用传统拉伸夹具Ciucchi’s的测试及分析结果;  e,f ,g ,h是 指采用本发明的夹具的测试及分析结果。 图中:1、夹具;11、被动夹持柄;12、夹具横臂;13、夹具侧壁;14、夹具悬臂;15、空 腔;16、开口;17、凹陷部;2、试样装载件;21、底座;22、装载部;23、开孔;3、试样;4、夹具底座 固定端;5、夹具底座移动端。
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