Анализ прочностных свойств сеточных металлокомпозитных материалов, применяемых в армирующей стоматологии Меликяна М.Л. (АСМ) (Часть I)

В работе представлены результаты анализа прочностных характеристик сеточных металлокомпозитных (СМК по М.Л.Меликяну) материалов, в зависимости от расположения армирующей сетки к направлению нагрузки. Сеточный металлокомпозит применяется в армирующей стоматологии при реставрации/реконструкции и протезировани зубов. Результаты исследования прочностных свойств сеточных металлокомпозитных образцов на трехточечный статический изгиб показывают, что предел прочности образцов зависит от положения армирующей металлической позолоченной переплетенной сетки (МППС) по отношению к направлению приложения нагрузки. В случае установки сетки на расстоянии 1 мм от нижней поверхности образца в зоне растяжения нагрузка разрушения практически не изменяется по сравнению с контрольными образцами. При установке сетки на расстоянии 1 мм от верхней поверхности образца в зоне сжатия предельная нагрузка увеличивается примерно на 75% по сравнению с неармированными образцами, изготовленными из микрогибридного композитного материала.
Возникновение и направление роста трещин, приводящих к разрушению целостности образцов, существенно зависит от положения металлической сетки. Доказано, что сетка препятствует возникновению и росту трещин. Процесс разрушения образца начинается с возникновения и последующего роста трещин в неармированной зоне и заканчивается в армированной зоне. За счет растяжения сетки образцы не распадаются на две части, а сохраняют способность сопротивляться нагрузке. Эффект повышения предельной нагрузки для образцов, по-видимому, возникает за счет формирования армирующего высокопрочного сеточно-металлокомпозитного слоя в критической зоне образца под индентором. Высокопрочный армирующий слой распределяет напряжения более равномерно. При этом МППС равномерно распределяет нагрузку, тем самым разгружая соответствующие слои микрогибридного композитного материала. Установка МППС непосредственно под индентором (в зоне контакта) существенно снижает вероятность трещинообразования. Это объясняется снижением уровня максимальных значений контактных напряжений за счет армирующей сетки.

This paper presents results of the analysis of mechanical properties of reinforced metal mesh composites (on M.L.Melikyan), which is particularly depending on a locating of strengthened metal mesh to the load direction.
The metal mesh composite used for reinforced dentistry in treatment, restoration/reconstruction and prosthesis. The study of mechanical properties by a three-point static bend fixture demonstrated that the ultimate tensile strength of the samples depends on the placement position of the metal mesh in the composites with the relation to the direction of the applied load. The installation of the metal mesh at the distance of 1 mm from the bottom surface of a sample in a tension zone practically doesn’t change ultimate tensile strength in comparison with control samples. At the metal mesh installation at the distance of 1 mm from the top surface of a sample in a compression zone the maximum load is increased up to 75 %, in comparison with not reinforced samples prepared by using micro-hybrid composite materials.
The development of the crack growth and their expansion, which leads to destruction of samples integrity essentially, depends on the placement position of the metal mesh in the composites. It is proved that the metal mesh prevented development of the crack growth. Process of destruction of a sample begins with the development of the crack growth in non reinforced zone and finished at the end of the reinforced zone. Due to stretching metal mesh the samples don’t split to two parts, and remain ability to resist to a load. The effect of increasing of ultimate tensile strength of the samples occurs by formation of a reinforcing high-strength metal mesh with composite layer in a critical zone of a sample under an indentor. The high-strength reinforcing layer distributes strains more homogeneous. In this case the reinforced composite uniformly distributed a load thereby unloading the corresponding layers of a micro-hybrid composite material. The installation of metal mesh with composites under an indentor (in a contact zone) essentially reduces probability of a crack forming. This can be explained by the decreasing of the maximum values of contact strains due to reinforced mesh installation.

армирующая стоматология, предел прочности, статический изгиб, композитный материал, сеточный металлокомпозит (СМК по М.Л.Меликяну), направления приложения нагрузки, зона растяжения, зона сжатия, высокопрочный сеточно-металлокомпозитный слой, локальные контактные напряжения, трещинообразования, армированная зона.

reinforced dentistry, ultimate tensile strength, static bending, composite materials, wire metal mesh composites (M.L.Melikyan), load direction, tension zone, compression zone, high strength composite coating, local contact stress, fracturing, reinforced zone.