钴铬合金铸造卡环组织面与人牙釉面间静摩擦系数的测定

两天

　　“摩擦固位力”的观点认为卡环在牙面移动过程中产生的固位力是以卡环弹力为基础的摩擦力［1］，因此，将卡臂最大弹性形变力乘以卡臂与牙面间的静摩擦系数即为卡环弹性卡抱提供的固位力。本项研究根据上述摩擦学原理，对钴铬合金铸造卡环组织面与人牙釉面间的静摩擦系数进行测定。
　　一、 材料和方法
　　1．实验设计：自制一测试平台，可调节3个离体牙面成一水平面，其上放置与卡环组织面表面几何特征（轮廓算术平均偏差Ra作为参数）相似的金属板。加载(W)后，材料试验机（AUTOGRAPH DCS 5000型，日本岛津）水平向牵拉金属板，记录最大静摩擦力(F)，根据公式μ=F/W，求得静摩擦系数。
　　2．试样制作：①根据表面形貌仪（Talysurf 4，英国）对试件几何尺寸的要求，取离体上中切牙32颗，翻制其唇面耐火模，制得32块钴铬合金块(北京钢铁研究
总院)。测得其组织面切龈向的Ra值为2.0～6.0 μm，代表卡环组织面的Ra值；②铸造钴铬合金板试样6块，根据以上测得的Ra值范围调控喷砂时间，得I号Ra值为1.1～1.6 μm、II号为0.9～1.3 μm、III号为1.3～2.2 μm、IV号为2.0～2.9 μm、V号为3.2～4.5 μm、VI号为4.2～6.4 μm；③离体双尖牙30颗，每3颗一组，随机分为10组牙面试样。
　　3．测试：取V号板与各组牙面试样，在干燥状态下测试静摩擦力；取II号和VI号板与一组牙面试样，分别测试静摩擦力。
　　二、 结果
　　1．测得静摩擦力F（室温15℃、湿度25%、载荷615.7g），根据公式求出静摩擦系数：μ=F/W=0.254±0.016(99%可信区间)。
　　2．II和VI号板的静摩擦系数分别为0.238和0.242，两者间差异无显著性（P＞0.05）。
　　三、 讨论
　　卡环固位力大小是卡环型可摘局部义齿设计的重要因素之一，适宜的设计应既可以防止义齿脱位，又避免对基牙造成损害。本项研究测定了卡环与牙面间的摩擦系数，以期为卡环固位力的定量计算奠定基础。测试两界面间摩擦系数的实验装置需具备3个条件：能使两个试样作相对运动；能施加可测量的法向载荷；能测量运动的切向阻力。由于人牙和卡臂体积小且形态不规则，卡环脱位时的变形又是一个复杂过程，需要进行以下简化和模拟。卡环组织面：按国家标准选用Ra作为表面几何特征的评定参数［2］。使钴铬合金板试样的Ra值在卡环组织面的Ra值范围内，实现对卡环组织面的模拟。牙面：根据摩擦学原理，本实验中摩擦系数与接触面积无关［3］。用3个离体牙调节形成一个平面模拟牙面。II和VI号板Ra值分别位于卡环组织面Ra值范围的上下限之外，两者的静摩擦系数间差异无显著性，提示钴铬合金铸造卡环与牙釉面间的静摩擦系数值变异较小。本实验是在干燥状态下进行的，有唾液润滑时的摩擦系数尚需进一步研究。