بررسی مقاومت به شکست لامینیت‌های سرامیکی تقویت شده با نانوذرات باریم تیتانات به روش اجزاء محدود

مقدمه: موضوع تقویت لامینیت‌های سرامیکی با نانوذرات، به جهت کاهش نرخ شکست آن‌ها می‌تواند توسط روش اجزاء محدود مورد بررسی قرار گیرد. هدف این مطالعه، بررسی پتانسیل تقویت لامینیت‌های سرامیکی توسط نانوذره باریم تیتانات در فاز کریستالی بود.مواد و روش‌ها:این مطالعه‌ی تجربی- تحلیلی در بهار 1403 در دانشکده‌ی دندان‌پزشکی دانشگاه علوم پزشکی کردستان انجام شد. مطالعه شامل تهیه‌ی 8 مدل با استفاده از نرم‌افزار ansys 2024 r1، سه بعدی مش‌بندی شده لامینیت‌های سرامیکی (innovative pressable solutions) ips تقویت شده با غلظت‌های 5، 10 و 20 درصد نانوذره‌ی باریم تیتانات می‌باشد. دو نیرو با زاویه‌ی 60 و 125 درجه به سطح انسیزوپالاتال لامینیت‌های سرامیکی وارد شدند. تحلیل اجزاء محدود با استفاده از تنش معادل فون مایزز که پیش‌بینی‌کننده‌ی احتمال شکست مواد است انجام شد. داده‌ها به روش آنالیز کیفی تحلیل و تفسیر شدند.یافته‌ها: نتایج نشان داد، افزودن نانوذرات باعث افزایش مقدار تنش معادل فون مایزز و درنتیجه رفتار بهتر لامینیت‌های سرامیکی در برابر شکست می‌شود. با افزایش غلظت نانوذرات میزان حداکثر تنش معادل افزایش می‌یابد اما در مقابل، میزان حداقل تنش معادل کاهش می‌یابد و رفتار نمونه‌ها در مواجه با تنش‌های پایین‌تر از نظر استحکام شکست بدتر می‌شود. البته برای غلظت 10 درصد وزنی نانوذره‌ی باریم تیتانات مقدار حداقل تنش معادل نیز افزایش می‌یابدنتیجه گیری: مطابق یافته‌ها افزودن نانوذرات باریم تیتانات به ساختار لامینیت‌های سرامیکی ips می‌تواند توزیع تنش حداکثر در ساختمان لامینیت را کاهش داده و با افزایش میزان تنش معادل که پیش‌بینی‌کننده‌ی رفتار لامینیت پیش از بروز شکست می‌باشد، می‌تواند ساختمان لامینیت را نسبت به بروز ترک و در نهایت شکست مقاوم سازد.

investigating the fracture toughness of ceramic laminate veneers reinforced with barium titanate nanoparticles using the finite element method

introduction: the issue of enhancing ceramic laminates with nanoparticles to decrease their failure rate can be explored using the finite element method. the purpose of this study was to investigate the potential strengthening of ceramic laminates by incorporating barium titanate nanoparticles in the crystalline phase.materials and methods: this experimental-analytical study was conducted in the spring of 2023 in the faculty of dentistry of kurdistan university of medical sciences. the laboratory study utilized ansys software to create eight meshed 3d models of ips e.max press ceramic laminates reinforced with 5%, 10%, and 20% concentrations of barium titanate nanoparticles. two forces at 60 and 125 degrees were applied to the incisor palatal surface of the ceramic laminates. finite element analysis using von mises equivalent stress predicted material failure probability. the data were analyzed and interpreted qualitatively.results: the results indicated that adding nanoparticles increased von mises equivalent stress, resulting in improved fracture resistance of ceramic laminates. increasing nanoparticle concentration raised the maximum equivalent stress but decreased the minimum equivalent stress, leading to decreased fracture strength under lower stresses. however, at a 10% concentration of barium titanate nanoparticles by weight, minimum equivalent stress increased.conclusion: based on the study’s findings, incorporating barium titanate nanoparticles into ips emax press ceramic laminates can reduce maximum stress distribution within the laminate structure. this increase in equivalent stress can enhance laminate resistance to cracking and ultimately failure.