Kieferorthopädische Werkstoffkunde Flashcards
3 Materialklassen Unterschied im atomaren Aufbau
Metalle: Polykristalline, aus metallischen Atomen aufgebaute Festkörper
Polymere: Aus Makromolekülen aufgebaut
Keramiken: anorganische, nichtmetallische Festkörper
Grade der Ordnung eines Festkörpers
Kristallin: Regelmäßige Anordnung
Polykristallin: Besteht aus vielen Kristallinen, die regellos zueinander ausgerichtet sind (häufigste Form)
Amorph: regellose Anordnung der Atome, nur Nahordnung vorhande
Kristalline Ordnung und die relevanten Raumgitter
Regelmäßige, periodische Anordnung. Insgesamt 14 Kristallgitter mit unterschiedlichen Symmetrieeigenschaften.
Einfach kubisch
Kubisch raum-/innenzentriert (Fe, Cr, Ti)
Kubisch flächenzentriert ( Fe, Ni)
Hexagonal (Co, Ti)
Kristallstruktur wovon abhängig
Temperatur
z.B Eisen
Gitterdefekte Kristall
Punktdefekte (Atome an falschen Plätzen)
Liniendefekte (Stufen- und Schraubenversetzungen)
Flächendefekte (Korngrenzen)
Schottky-Defekte (unbesetzte Gitterpunkte)
Frenkel-Fehlordnung (besetzte Zwischengitterstellen)
Chemische Fehlordnung
RELEVANT KFO: Verschobene Gitterebenen
Warum ist KFO Draht bei gleicher chemischer Zusammensetzung federhart und hart?
Unterschiedliche Zahl der Gitterfehler
Federhart: Mehr Fehler eingebaut
Keramikaufbau
Aus mehreren Elementen, nichtmetallisch und anorganisch und Atomen aller Art
Unterschiedliche Graden der Ordnung
Hooksche Gesetz und Verhalten Metallen
Elastisches Verhalten eines Festkörpers proportional einwirkender Belastung.
Metalle bei kleinen Belastungen linear elastisch
Belastungsarten
Kraft senkrecht auf Fläche: Zug-/Druckspannung oder Normalspannung
Kraft parallel zur Angriffsfläche: Schub- oder Tangentialspannung
Elatische Spannung definieren
Quotient aus Längenanderung und Länge
Normalspannung definieren
Quotient aus senkrechter Kraft und Fläche
Elastizitätsmodul und Einheit
Maß für Widerstand eines Körpers gegen elastische Verformung durch Zugbelastung
Gleiche Einheit wie Spannung
Wo haben wir Scherung in KFO?
Bestimmung von Scherhaftfestigkeit von Brackets
Verformungsformen
Elastische Verformung: Kleine Auslenkungen. Körper kehrt in seinen Ausgangszustand zurück nach Krafteinwirkung
Plastische Verformung: Ab einer bestimmten Spannung, gilt das Hooksche Gesetz nicht mehr. Kein Rückkehr.
Materialformen
Spröde: Kaum plastische Verformung möglich
Duktil-plastisch: Initial elastische Verformung, dann plastische Verformung nach Verlassen des elastischen Bereiches
Mechanismus der plastischen Verformung
Beispiele
Beruht darauf, dass zwischen den Gitter-Ebenen eine Gleitung möglich ist
Hexagonales Gitter: Dicht. Nur ein Ebenenschar.
Kubisch-flächenzentriert: 4 Scharen von Gleitebenen
Polymer: Vernetzungen reißen
Fließgrenze erklären und unterschiedliche Formen
Bei vielen Metallen nach Überschreitung der Proportionalitätsgrenze doch noch teilweise elastisch. Danach vollständig plastische Verformung.
Zugbelastung: Streckgrenze S
Druckbelastung: Quetschgrenze Q
Biegebelastung: Biegegrenze B
Torsionsgrenze: Verwindungsbelastung T
Eigenschaften Materialklassen
Metalle:
Hervorragende mechanische, chemische Beständigkeit
Nachteil: Thermische und optische Eigenschaften
Keramik/Polymere:
Thermisch und optisch optimal
Nachteil: Kunststoff verformen plastisch, abradieren und verfärben. Keramik ist spröde, Bruchgefahr.
Metalllegierungen Eigenschaften
E-Modul Drähte: 30,000 - 200,000 MPa
Sehr duktil-plastisch
Plastische Verformung durch Gleitung zw. Gitterebenen
Polymere Eigenschaften
Folgt Hooksche Gesetz nicht, sonder je nach Vernetzungsgrad Gummieelastizität (Sigma Kurve)
Elastischer Bereich endet am Wendepunkt
Krümmung entsteht durch unt. Kettenlänge
Plastische Verformung durch Reißen der Vernetzungen
Keramiken Eigenschaften
Spröde
Spannungs-Dehnungs-Diagramm gerade
Keine plastische Verformung möglich, d.h Bruch nach Überschreitung der Elastizitätsgrenze
KFO Drähte zentrale Aufgaben
Bogendraht/Bewegungselemente: Erzeugung einer orthodontischen Kraft zur Zahnbewegung
Ligaturen: Verbindung von Bogendraht und Bracket
Halteelement: Passive Befestigung von herausnehmbaren Apparaturen am Zahnbogen
Verarbeitung KFO Drähte
Biegen: Kaltverformung. Steigerung der Festigkeit/Härte, Gefahr Versprödung und Bruch
Weichglühen: Glut bei 600-1000 C. Reduktion Härte u. maximale Belastbarkeit. Irreversible Erniedrigung der elastischen Dreheigenschaften
Electro-Polishing: Reduzierung der Drahtdimension und Steifigkeit in elektrolytischem Säurebad
Warum nicht zu oft Draht biegen?
Bei plastischer Verformung erhöhte Versetzungsdichte. Mehr Kraft zum weiteren Verformen nötig.
Materialeigenschaften ändern sich auch