Details

Выпускная квалификационная работа посвящена исследованию дентина зубов человека, а именно: образованию и развитию в нем микротрещин, формирующихся в плоских образцах под действием одноосного сжатия. Приведен литературный обзор, в котором рассматривается микроструктура дентина, продемонстрированы ранее полученные модели различных вариантов механизмов разрушения, показаны экспериментальные данные обнаружения связи распространения микротрещин и дентинных каналов методами сканирующей электронной микроскопии и компьютерной томографии на коммерческом источнике. Механические испытания на одноосное сжатие образцов дентина проведены в Уральском Федеральном университете имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. Для наблюдения использовался метод фазово-контрастной томографии в синхротронном излучении. Проведена обработка результатов экспериментов, проведенных на источнике синхротронного излучения 3-го поколения в г. Поханге (Южная Корея), который обеспечивает когерентное излучение в широком диапазоне длин волн. Установлено, что при одноосном сжатии в дентине распространяются сдвиговые магистральные и сателлитные трещины. 3D-визуализация направлений и мест расположения дентинных каналов и трещин, проведенная методом микротомографии, показала, что трещины идут по каналам. Предложены качественная и количественная модели развития микротрещин. Показано, что на поверхности дентинных каналов, расположенных у вершины заторможенной магистральной трещины, формируются растягивающие напряжения, достаточные для образования сателлитных трещин. Предсказанные направления раскрытия сателлитных трещин соответствуют экспериментальным наблюдениям.

The final qualifying paper is devoted to the study of human dentin teeth, namely: the formation and development of microcracks in it, which are formed in flat samples under the action of uniaxial compression. A literature review is presented in which the dentin microstructure is examined, previously obtained models of various variants of fracture mechanisms are demonstrated, experimental data on the detection of the connection between the propagation of microcracks and dentinal channels by scanning electron microscopy and computed tomography on a commercial source are shown. Mechanical tests for uniaxial compression of dentin samples were carried out at the Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin. For observation, the method of phase contrast tomography in synchrotron radiation was used. Using the Amira software, we processed the results of experiments conducted on a 3rd-generation synchrotron radiation source in Pohang (South Korea), which provides coherent radiation in a wide range of wavelengths. It is established that under uniaxial compression, dominant and satellite mode II cracks propagate in dentine. 3D-visualization of the directions and locations of the dentinal tubules and cracks, carried out by micro-tomography, showed that the cracks propagate through the tubules. Qualitative and quantitative models for the development of microcracks are proposed. It is shown that tensile stresses are formed on the surface of the dentinal tubules located at the tip of the inhibited dominant crack, which are sufficient for the formation of satellite cracks. The predicted directions for the opening of satellite cracks are consistent with experimental observations.