Durete
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- Words: 504
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Les essais de dureté statique: principe, méthodologies, application à l’étude des biomatériaux dentaires
1.
PRINCIPE
• Mesurent la R déformation plastique de la surface d’un matériau déformé par la pression d’un
indenteur: plus le matériau sera dur, moins il sera déformé. Dur<->Ductile • Rayage (Mohs 1832): Hardness Mohs de 1 à 10 fonction matériau utilisé (talc→diamant) • Tests dynamiques: • Charpy: pendule, mesure résilience (R choc)→fragilité des céramiques • Test pendulaire de dureté: v amortissement d’une bille d’acier, matériaux durs en industrie
2.
METHODOLOGIES
Brinnel
Vickers
Knoop
Rockwell
Charge
1kg à 3 T, 30sec
5g à 2kg en dentaire, 30 sec
précharge m enfoncement 0, puis M 0 à 100
Type d’empreinte
S=π/2 D(D-√D2d2)
S=d2/2sin 68°=1,854d2
S=d2/14,129
Résultats
Hb=F/S
Hv=F/S
Hk=F/S
Mesure de l’enfoncement de 0 à 100
Forme du pénétrateur
bille sphérique acier 2,5/5/10mm
pyramide quadratique en diamant ∢sommet=136°
pyramide losangique en diamant ∢sommet=160°
HRB (bille) ou HRC (cône, rayon courbure 0,1mm) Shore: 0,8mmm
• Influence du tps d’application de la charge pour améliorer lecture: préciser HV 100g,60sec • Duromètre et μduromètre: industrie versus analyse fine (Brinell: 2,5 mm ou quelques μ, 1kg ou 5g) • Dimensions de l’échantillon à tester: ép=10X dim empr, transv= 3X dim empr • Hb=Hv=Hk si Hb
2.1.
BRINNEL SCHEMA • • •
empreinte ovale: on fait moyenne d1 et d2 (90°), microscope optique industrie métallurgique Dureté Meyer: pression moyenne exercée pendant l’essai
2.2.
VICKERS SCHEMA • • •
2.1.
KNOOP SCHEMA • • • •
2.1.
Même appareil que Vickers, mesure de la grande diagonale Diamant Knoop pour mesurer propr des matériaux ANISOTROPES, mat. durs HKT
• • •
2.1.
Matériaux avec revêtements, non réfléchissants Mesure de dureté par enfoncement pour matériaux à état de surface inégale Pas besoin de préparer l’échantillon ELASTOMERES: DURETE SHORE OU BARCOL
• 3.
polir l’échantillon et l’enrober dans résine d=d1+d2 / 2 μdureté: faibles charges, dureté locale d’un alliage, une phase, un revêtement
Dérivé Rockwell
APPLICATION A L’ETUDE DE BIOMATERIAUX DENTAIRES
• Dureté= indicateur L, ténacité, capacité de déformation plastique. • Durcissement, suivi des traitements thermiques • Dureté des structure dentaires: émail= Hv 300 vs obturation compos=70/100, 100 or, 60-120 amg, 200-250 NiCr, usure, matériaux fibrés • TC des composites • Fragilité des céramiques • Alliages dentaires: • Classif générale: alliages précieux< non-précieux • AuCu type I à IV : dureté ➚ quand Cu➚ • Classif titane • Comparaison dureté α case et Ti à coeur: +> donc - ductile • ɣ2 amg moins dure •Dureté=F/S= pression en réalité. Dureté n’a pas de signification en soi au niveau de l’usage. Elle intervient dans la R à l’abrasion→ dépend aussi ɕ, cinét.glissement,lubrifiant, μstructure et état de surface (rugosités). ex: type IV s’abrase moins. type II ou III pour bruxisme: ductilité et moindre abrasion. NP s’abrase plus.
1.
PRINCIPE
• Mesurent la R déformation plastique de la surface d’un matériau déformé par la pression d’un
indenteur: plus le matériau sera dur, moins il sera déformé. Dur<->Ductile • Rayage (Mohs 1832): Hardness Mohs de 1 à 10 fonction matériau utilisé (talc→diamant) • Tests dynamiques: • Charpy: pendule, mesure résilience (R choc)→fragilité des céramiques • Test pendulaire de dureté: v amortissement d’une bille d’acier, matériaux durs en industrie
2.
METHODOLOGIES
Brinnel
Vickers
Knoop
Rockwell
Charge
1kg à 3 T, 30sec
5g à 2kg en dentaire, 30 sec
précharge m enfoncement 0, puis M 0 à 100
Type d’empreinte
S=π/2 D(D-√D2d2)
S=d2/2sin 68°=1,854d2
S=d2/14,129
Résultats
Hb=F/S
Hv=F/S
Hk=F/S
Mesure de l’enfoncement de 0 à 100
Forme du pénétrateur
bille sphérique acier 2,5/5/10mm
pyramide quadratique en diamant ∢sommet=136°
pyramide losangique en diamant ∢sommet=160°
HRB (bille) ou HRC (cône, rayon courbure 0,1mm) Shore: 0,8mmm
• Influence du tps d’application de la charge pour améliorer lecture: préciser HV 100g,60sec • Duromètre et μduromètre: industrie versus analyse fine (Brinell: 2,5 mm ou quelques μ, 1kg ou 5g) • Dimensions de l’échantillon à tester: ép=10X dim empr, transv= 3X dim empr • Hb=Hv=Hk si Hb
2.1.
BRINNEL SCHEMA • • •
empreinte ovale: on fait moyenne d1 et d2 (90°), microscope optique industrie métallurgique Dureté Meyer: pression moyenne exercée pendant l’essai
2.2.
VICKERS SCHEMA • • •
2.1.
KNOOP SCHEMA • • • •
2.1.
Même appareil que Vickers, mesure de la grande diagonale Diamant Knoop pour mesurer propr des matériaux ANISOTROPES, mat. durs HKT
• • •
2.1.
Matériaux avec revêtements, non réfléchissants Mesure de dureté par enfoncement pour matériaux à état de surface inégale Pas besoin de préparer l’échantillon ELASTOMERES: DURETE SHORE OU BARCOL
• 3.
polir l’échantillon et l’enrober dans résine d=d1+d2 / 2 μdureté: faibles charges, dureté locale d’un alliage, une phase, un revêtement
Dérivé Rockwell
APPLICATION A L’ETUDE DE BIOMATERIAUX DENTAIRES
• Dureté= indicateur L, ténacité, capacité de déformation plastique. • Durcissement, suivi des traitements thermiques • Dureté des structure dentaires: émail= Hv 300 vs obturation compos=70/100, 100 or, 60-120 amg, 200-250 NiCr, usure, matériaux fibrés • TC des composites • Fragilité des céramiques • Alliages dentaires: • Classif générale: alliages précieux< non-précieux • AuCu type I à IV : dureté ➚ quand Cu➚ • Classif titane • Comparaison dureté α case et Ti à coeur: +> donc - ductile • ɣ2 amg moins dure •Dureté=F/S= pression en réalité. Dureté n’a pas de signification en soi au niveau de l’usage. Elle intervient dans la R à l’abrasion→ dépend aussi ɕ, cinét.glissement,lubrifiant, μstructure et état de surface (rugosités). ex: type IV s’abrase moins. type II ou III pour bruxisme: ductilité et moindre abrasion. NP s’abrase plus.
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