Investigation of human dental crown applications in terms of fracture mechanics

Günümüzde diş hekimliği alanında yaygın bir şekilde kullanılan diş kaplamaları alt destek ve üst estetik yapı olmak üzere iki farklı temel bileşenden meydana gelmektedir. Alt destek yapılar metal veya seramik malzemelerden üretilmesine rağmen, üst yapılar sadece seramiklerden meydana gelir. Üretim hataları dolayısıyla özellikle malzeme ara yüzeylerinde çatlaklar oluşabilmektedir. Oluşan çatlaklar tedavi sonrasında çiğneme kuvvetlerinin etkisi ile zamanla ilerlemekte ve diş kaplamasının kırılarak kullanılamaz hale gelmesine neden olmaktadır. Bu çalışmada, diş kaplamalarında kullanılan alt yapı Ni-Cr alaşımı ile dental porselen arasındaki ara yüzeyde kritik J-integrali değeri (JIC) elde edilmiştir. Bunun için öncelikle Ni-Cr ve porselen ara yüzeyine sahip keskin çatlaklı numuneler üretilmiştir. Bu numuneler dört nokta eğme deneyine tabi tutularak kırılma kuvvetleri bulunmuştur. Üretilen numuneler sonlu elemanlar yazılımı ABAQUS programında modellenmiş, deneysel olarak bulunan kırılma kuvvetleri uygulanmış ve bu şekilde kritik J-integrali (JIC) değerleri hesaplatılmıştır. At the present day, the dental crowns widely used in dentistry, consist of two different base components; subsupporting material and aesthetic veneering material. Although subsupporting materials are manufactured from metal or ceramic, veneers are only made from ceramics. Because of the problems in production stages, cracks can be formed in material interfaces. These cracks can propagate in time with mastication forces after treatment. And then fracture of the dental crown occurs, so the crown will become unusable. In this study, the critical J-integral value (JIC) of subsupport Ni-Cr alloy and dental porcelain interface, which are used in dental crowns, has been obtained. For this purpose, firstly, specimens have been manufactured which have sharp cracks in Ni-Cr/porcelain interface. Fracture loads of the specimens have been acquired from four point bend tests. Specimens have been modeled in finite element analysis software ABAQUS, the experimentally determined fracture loads have been applied and critical J-integral (JIC) values have been calculated