Study of ceramic-polymer composites reliability based on the bending strength test

• Autorzy: Walczak A. , Pieniak D. , Niewczas A. , Niewczas A. M. , Kordos P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/jok-2015-0050

Warianty tytułu

PL

Ocena niezawodności kompozytów ceramiczno-polimerowych na podstawie próby wytrzymałości na zginanie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper the reliability assessment of structural reliability of the selected light-cured dental composites based on the biaxial flexural strength test results has been presented. A two-parameter Weibull distribution was applied as a reliability model in order to estimate probability of strength maintenance in the analysed population. Weibull distribution parameters were interpreted as a characteristic material strength (scale parameter) and structural reliability parameter in terms of ability to maintain strength by each of specimen from the general population (shape parameter). 20 composite specimens underwent strength tests, including 2 "flow" type composites and 2 standard composites (with typical filler content). "Flow" type composites were characterized with lower characteristic strength and higher structural reliability comparing to other studied composites.

PL

W artykule przedstawiono ocenę niezawodności strukturalnej wybranych światłoutwardzalnych kompozytów stomatologicznych na podstawie wyników testu wytrzymałości na zginanie dwuosiowe. Wykorzystano dwuparametrowy rozkład Weibull’a jako model niezawodności w celu oszacowania prawdopodobieństwa zachowania wytrzymałości materiału w analizowanej populacji. Parametry rozkładu Weibull’a interpretowano jako wytrzymałość charakterystyczną materiału (parametr skali) oraz wskaźnik niezawodności strukturalnej w sensie zdolności do zachowania charakterystycznej wytrzymałości przez każdy z egzemplarzy populacji generalnej (parametr kształtu). Próbie wytrzymałościowej poddano po 20 próbek kompozytów, w tym 2 kompozyty typu ,,flow” oraz 2 kompozyty standardowe (z typową ilością wypełniacza). Kompozyty typu ,,flow” charakteryzowały się niższą wytrzymałością charakterystyczną oraz wyższą niezawodnością strukturalną w porównaniu z pozostałymi badanymi kompozytami.

Słowa kluczowe

EN

dental composites; strength; reliability analysis

PL

kompozyty stomatologiczne; wytrzymałość; analiza niezawodności

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2015
• Tom: No. 3 (35)
• Strony: 169--178
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Walczak A.

• Main School of Fire Services

autor

Pieniak D.

• High School of Economics and Innovations

autor

Niewczas A.

• High School of Economics and Innovations

autor

Niewczas A. M.

• Medical University in Lublin

autor

Kordos P.

• University of Technology in Lublin

Bibliografia

• [1] Ban S., Hasegawa J., Anusavice K.J. Effect of loading conditions on bi-axial flexture strength of dental cements. Dental Materials 1992;8:100-104.
• [2] Brunthater A., Konig F., Lucas T., Sperr W., Schedle A. Longevity of direct resin composite restorations in posterior teeth. Clinical Oral Investigations 2003;7:63-70.
• [3] Butikofer L., Stawarczyk B. Ross M. Two regression methods for estimation of a two-parameter Weibull distribution for reliability of dental materials. Dental Materials 2015;31:e33-e50.
• [4] Davies D.G.S.: The statistical approach to engineering design in ceramics. Proceedings of the British Ceramic Society 1973;22:429-452.
• [5] Hahnel S., Dowling A.H., El-Safty S., Fleming G.J.P. The influence of monomeric resin and filler characteristics on the performance of experimental resin-based composites (RNCs) derived from a commercial formulation. Dental Materials 2012;28:416-423.
• [6] Kelly J.R. Perspectives on strength. Dental Materials 1995;11:103-111.
• [7] Krzyżak A., Vališ D. Selected safety aspects of polymer composites with natural fibres. Safety and Reliability: Methodology and Applications – Nowakowski et al.(Eds). Taylor & Francis Group, London 2015. ISBN 978-1-138-02681-0.
• [8] Migdalski J.: Inżynieria niezawodności. Poradnik. Wyd. ATR ZETOM, Warszawa 1992.
• [9] Niewczas A.M., Pieniak D., Ogrodnik P. Reliability analysis of strength of dental composites subjected to different photopolymerization procedures. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenace and Reliability 2012;14:249-255.
• [10] Palin W.M., Fleming G.J.P., Marquis P.M. The reliability of standardized flexure strength testing procedures for light-activated resin-based composite. Dental Materials 2005;21:911-919.
• [11] Pick B., Meira J.B.C., Driemeier L., Braga R.R. A critical view on biaxial and short-beam uniaxial flexural strength tests applied to resin composites using Weibull, fractographic and finite element analyses. Dental Materials, 2010;26:83-90.
• [12] Pieniak D., Niewczas A.M., Walczak M., J. Zamościńska. Influence of photopolymerization parameters on the mechanical properties of polymer-ceramic composites applied in the conservative dentistry. Acta of Bioengineering and Biomechanics, 2014:16:29-35.
• [13] PN-EN ISI 6872:2009. Stomatologia-Materiały ceramiczne.
• [14] PN-EN ISO 4049:2010. Stomatologia. Materiały polimerowe do odbudowy.
• [15] Rodrigues Junior S.A., Ferracane J.L., Bona A.D. Flexural strength and Weibull analysis of a microhybrid and a nanofill composite evaluated by 3- and 4-point bending tests. Dental materials 2008;24:426-431.
• [16] Stanley P., Fessler H., Sivil A.D.: An engineer’s approach to the prediction of failure probability in brittle components. Proceedings of the British Ceramic Society 1973;22:453-87.
• [17] St-Georges A.J. Swift E.J., Thompson J.Y. Heymann H.O. Irradiance effects on the mechanical properties of universal hybrid and flowable hybrid resin composites. Dental Materials 2003;19:406-413.
• [18] Van Nieuwenhuysen J.P., D’Hoore W., Carvalho J., Qvist V. Long-term evaluation of extensive restorations in permanent teeth. Jurnal of Dentistry 2003;31:395-405.
• [19] Wilson K.S., Zhang K., Antonucci J.M. Systematic variation of interfacial phase reactivity in dental nanocomposites. Biomaterials 2005;26:5095-5103.