Порівняльна характеристика фізико-механічних властивостей кальційтермічного цирконію та титану

Abstract

Резюме. В роботі представлені результати фізико-механічних досліджень кальційтермічного цирконію і титану, які застосовуються для виготовлення стоматологічних імплантатів. Для дослідження фізико-механічних властивостей сплавів титану і цирконію виготовляли зразки, які у вигляді циліндра мали діаметр 3 мм і висоту 10 мм. Кількість зразків була по 5 штук з цирконію і титану. Із промислових прутків обох матеріалів виготовлялися циліндричні зразки діаметром 3 мм і довжиною 10 мм, які деформувалися стиском уздовж осі зі швидкістю 0,1 мм/хв на деформаційній машині МРК-1 з реєстрацією діаграми деформації на самописці КСП-4. Мікротвердість зразків обох металів у вигляді пластин розміром 6х6х2 мм3, одна з поверхонь яких була відшліфована і відполірована алмазною пастою до дзеркального вигляду вивчалася на мікротвердометрі ПМТ-3 при двох навантаженнях на індектор – 0,1Н і 0,2Н. На підставі проведених досліджень доведено, що за деякими фізико-механічними характеристиками кальційтермічний цирконій перевищує титан ВТ-1-00, а це дозволяє рекомендувати його для використання в стоматології з метою виготовлення дентальних імплантатів.; В работе представлены результаты физико-механических исследований кальцийтермического циркония и титана, которые применяются для изготовления стоматологических имплантатов. Для исследования физико-механических свойств сплавов титана и циркония изготовляли образцы, которые в виде цилиндра имели диаметр 3 мм и высота 10 мм, которые деформировались сжиманием вдоль оси со скоростью 0,1 мм/хв на деформационной машине МРК- 1 с регистрацией диаграммы деформации на самописке КСП- 4. Количество образцов были по 5 штук из циркония и титана. Микротвердость образцов обоих металлов в виде пластин размером 6х6х2 мм3 , одна из поверхностей которых была отшлифована и отполирована алмазной пастой до зеркального вида и изучалась на микротвердометре ПМТ- 3 при двух нагрузках на индектор - 0,1Н и 0,2Н. На основании проведенных исследований доказано, что по некоторым физико-механическим характеристикам кальцийтермический цирконий превышает титан ВТ- 1-00, а это позволяет рекомендовать его для использования в стоматологии с целью изготовления дентальных имплантатов.;The results of physico-mechanical studies of calciothermic zirconium and titanium used for dental implants manufacturing are presented in the paper. The physical and mechanical properties of titanium and zirconium alloys were studied on samples made in the form of cylinder with 3 mm diameter and 10 mm of height. The number of studied samples amounted to 5 pieces of both zirconium and titanium. Cylindric samples with 3 mm diameter and 10 mm of length were made from industrial rods of both materials, which were deformed by compression along the axis at a speed 0.1 mm/min using MRK-1 deformation device with strain diagram registration applying self-recording device KSP-4. The samples of both metals were presented in the form of plates with the size 6x6x2 mm3; one surface of each was ground and polished with diamond paste to a mirror-like. Their microhardness was studied using PMT-3 microhardness tester at two loads − 0.1N and 0.2N. The average value of the yield point of zirconium was about 16% greater than that of titanium. The stress relaxation was also studied in the framework of compression research. The deformation device was stopped directly after reaching the yield point and the stress relaxation curve was recorded. The so-called activation volume V could be determined in the framework of the logarithmic equation of stress relaxation by the analysis of its temporary dependence. The size of the activation volume was found to be the same for titanium BT-1-00 and calciothermic zirconium, 0.83 • 10-27 m3 and 1.1 • 10-27 m3 , respectively. The difference between the presented sizes could be considered insignificant, and the size order itself indicated the sufficiently high density of dislocation defects in these materials. The microhardness of titanium BT-1-00 was significantly lower, than that of calciothermic zirconium at the load of 0.1 N in all series of studied samples, which was 162.6 MPa and 202.6 MPa, respectively. At the load of 0.2 N the microhardness indices of the alloys were lower, than at the load of 0.1 N and amounted to 157.8 MPa in titanium BT-1-00 and 186.8 MPa in zirconium. When comparing the average values, the difference between titanium BT-1-00 and calciothermic zirconium microhardness amounted to 37 MPa. This fact confirmed that calciothermic zirconium microhardness was significantly higher than that of titanium BT-1-00. On the basis of the conducted studies, it has been proved that calciothermic zirconium was better than titanium BT-1-00 for some physico-mechanical characteristics, which allows us to recommend it for dental implants manufacturing.