Page Header

การเข้ากันได้เชิงความร้อนระหว่างเซรามิกวีเนียร์และโครงเซรามิกชนิดความแข็งสูง
Thermal Compatibility of Ceramic Veneers to a High Strength Core Material

Pannapa Sinthuprasirt, Sarah Pollington, Richard van Noort

Abstract


เพื่อศึกษาถึงความเข้ากันได้เชิงความร้อนระหว่างโครงเซรามิกชนิดแข็งสูงและเซรามิกวีเนียร์ โดยหาความสัมพันธ์ของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเหตุความร้อนของเซรามิกวีเนียร์ในช่วงค่าต่างๆ กับค่าของโครงเซรามิกชนิดแข็งสูงหลากหลายแบบซึ่งมีผลต่อการแตกร้าวของวัสดุเมื่อให้มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว โดยทำการวัดค่าสัมประสิทธ์ของการขยายตัวเหตุความร้อนของเซรามิกวีเนียร์ชนิดผสมกันระหว่างลูไซต์ และเฟลด์สปาร์แต่ละอัตราส่วนที่มีผลให้ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเหตุความร้อนของเซรามิกวีเนียร์ แตกต่างกันแล้วทำการเคลือบผิวกับโครงเซรามิกชนิดแข็งสูง โดยค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเหตุความร้อนของเซรามิกวีเนียร์ที่นำมาทดลองอยู่ในช่วงอัตตราส่วน ± 3 ppm/°C. โดยชิ้นงานถูกเตรียมในลักษณะชิ้นจานกลมจากนั้นดูผลจากความแตกร้าวเมื่อมีการทดสอบการทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว ชิ้นตัวอย่างจะถูกนำไปวางในเตาอบเริ่มต้นที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส จากนั้นนำออกมาใส่ในน้ำเย็นที่เตรียมไว้หน้าเตาอบอย่างรวดเร็ว หลังจากนั้นวัสดุตัวอย่างจะถูกทำให้แห้งและนำไปตรวจดูรอยการแตกร้าว ถ้าพบรอยแตกร้าวก็จะถือว่าวัสดุตัวอย่างนั้นล้มเหลวที่อุณหภูมิ90 องศาเซลเซียส แต่หากยังไม่มีรอยแตกร้าวก็ให้นำวัสดุไปใส่ในเตาอบอีกครั้งโดยเพิ่มอุณหภูมิครั้งละ 10 องศาเซลเซียส ทำซ้ำขั้นตอนเดิมจนวัสดุตัวอย่างแตกร้าวจนหมด ค่าทางสถิติจะถูกคำนวณโดยใช้ ทูเวย์-อโนวาร่วมกับการเปรียบเทียบความหลากหลายของเทอร์กี โพส-ฮอก สำหรับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเหตุความร้อนของเซรามิกวีเนียร์ชนิดผสมกันระหว่างลูไซต์ และเฟลด์สปาร์ที่นำมาทดลองในแต่ละช่วงอัตราส่วนในส่วนของการทดสอบการทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วค่าทางสถิติจะถูกคำนวณโดยใช้วันเวย์-อโนวาร่วมกับการเปรียบเทียบความหลากหลายของเทอร์กี ผลของค่าสัมประสิทธ์ของการขยายตัวเหตุความร้อนของเซรามิกวีเนียร์ชนิดผสมกันระหว่างลูไซต์ และ เฟลด์สปาร์แต่ละอัตราส่วน มีลักษณะสมการการถดถอยเชิงเส้นตรงและสำหรับโครงเซรามิกชนิดแข็งสูงแบบ ไอพีเอส อีแมกซ์ แคด (IPS emax CAD) และแบบ วีต้า อินซีแรม วายแซด (VITA In Ceram YZ) เมื่อเคลือบผิวด้วยเซรามิกวีเนียร์ที่บริษัทผู้ผลิตแนะนำแล้วพบว่ามีความแตกร้าวที่อุณหภูมิ 192 ± 12 องศาเซลเซียสและ 179 ± 18 องศาเซลเซียส ตามลำดับโดยค่านัยสำคัญตั้งไว้ที่น้อยกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ (P<0.05) ในขณะที่เมื่อเคลือบผิวด้วยเซรามิกวีเนียร์ที่มีค่าสัมประสิทธ์ของการขยายตัวเหตุความร้อนเท่ากันระหว่างเซรามิกวีเนียร์และโครงเซรามิกชนิดแข็งสูงทั้งแบบ ไอพีเอส อีแมกซ์ แคด (IPS emax CAD) และแบบ วีต้า อินซีแรม วายแซด ( VITA In Ceram YZ) พบว่ามีความแตกร้าวที่อุณหภูมิ 225 ±15 องศาเซลเซียส และ 218 ± 9 องศาเซลเซียส ตามลำดับโดยค่านัยสำคัญตั้งไว้ที่น้อยกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ (p<0.05) สำหรับโครงเซรามิกชนิดแข็งสูงแบบฟลูออคานาไซด์ (Fluorcanasite) เมื่อเคลือบผิวด้วยเซรามิกวีเนียร์ที่มีค่าสัมประสิทธ์ของการขยายตัวเหตุความร้อนเท่ากันพบว่ามีความแตกร้าวที่อุณหภูมิ 232 ±25 องศาเซลเซียส ซึ่งมีค่ามากกว่าค่าความแตกร้าวของโครงเซรามิกชนิดแข็งสูงทั้งแบบ ไอพีเอส อีแมกซ์ แคด (IPS emax CAD) และแบบ วีต้า อินซีแรม วายแซด (VITA In Ceram YZ) เมื่อเคลือบผิวด้วยเซรามิกวีเนียร์ที่มีค่าสัมประสิทธ์ของการขยายตัวเหตุความร้อนเท่ากัน อย่างมีนัยสำคัญ โดยค่านัยสำคัญตั้งไว้ที่น้อยกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ (p<0.05) การเลือกเซรามิกวีเนียร์เพื่อเคลือบผิวของโครงเซรามิกชนิดแข็งสูงเพื่อให้ผลที่ดีที่สุดในการทนต่อการการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วคือการเลือกเซรามิกวีเนียร์และโครงเซรามิกชนิดแข็งสูงให้มีค่าสัมประสิทธ์ของการขยายตัวเหตุความร้อนเท่ากัน

The purpose of this study is to determine the extent to which the coefficient of thermal expansion mismatch between a veneering and core ceramic affects the thermal shock resistance. This study is also to establish what is the ideal coefficient of thermal expansion for a veneering ceramic in relation to its core ceramic. Veneering ceramics matching the CTE of three ceramic core materials were manufactured by measuring the CTE of ceramics with a range feldspar/high leucite ratios and using a linear regression equation. Discs of the core ceramics were veneered with varying wt% ratios of leucite/feldspar with CTE values ± 3 ppm/°C. The thermal shock resistance was determined by preheating the specimens to 90°C, quenching them in cold water, then reheating to 90°C followd by cooling to room temperature and inspecting for crazing. If no failure occurred, the specimens were tested at increasing increments of 10°C until failure. Statistical analysis was undertaken using two-way ANOVA and Tukey post-hoc tests for the CTE of the varying feldspar/high leucite compositions; and one-way ANOVA with Tukey’s multiple comparison tests for the thermal shock resistance. The CTE of the mixtures of feldspathic and leucite veneering ceramics presented as a linear equation, obeying the rule of mixtures, thus enabling matched CTE ceramic systems to be created. For IPS emax CAD and VITA In Ceram YZ, when veneered with their recommended ceramic, the mean ΔT values were significantly lower (192 ± 12°C and 179 ± 18°C) than when veneered with a ceramic with a matched CTE (225 ±15°C and 218 ± 9°C) (p<0.05). However, for the fluorcanasite, the matched CTE ceramic produced a mean ΔT value of 232 ± 25°C, which was significantly higher than the two commercial systems (p<0.05). Significance: For high strength ceramic cores, the best thermal shock resistance is achieved with a veneering ceramic that has a CTE the same as the core ceramic.


Keywords



Full Text: PDF

DOI: 10.14416/j.kmutnb.2019.05.002

ISSN: 2465-4698