ความต้านทานต่อการสึกของไททาเนียมเมื่อคู่สบเป็นฟันธรรมชาติ

Abstract

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบความต้านทานต่อการสึกของโลหะไททาเนียม เมื่อคู่สบเป็นฟันธรรมชาติ เทียบกับโลหะผสมโคบอลต์-โครเมียม และศึกษาปัจจัยบางอย่างที่มีอิทธิพลต่อการสึก ได้แก่ ความขรุขระของผิวหลังการขัดและความแข็งผิวของโลหะ โดยเตรียมชิ้นตัวอย่างโลหะซึ่งประกอบด้วย ไททาเนียมบริสุทธิ์ โลหะผสมไททาเนียม 2 ชนิดได้แก่ โลหะผสมไททาเนียม Ti-6AI-4V และ Ti-6Al-7Nb เป็นกลุ่มทดลองและโลหะผสมโคบอลต์-โครเมียมเป็นกลุ่มควบคุม ชิ้นตัวอย่างฟันเตรียมจากฟันกรามน้อยซึ่งถูกถอนเนื่องจากการจัดฟัน ตอนที่ 1 ทำการขัดโลหะทั้ง 4 กลุ่มด้วยขั้นตอนที่เหมือนกัน จากนั้นวัดค่าเฉลี่ยความขรุขระของชิ้นตัวอย่างโลหะแต่ละชิ้นด้วยเครื่องทดสอบความขรุขระผิว นำข้อมูลมาทดสอบสถิติด้วยการวิเคราะห์ความแปรปรวนทางเดียวและเปรียบเทียบเชิงซ้อนแบบบอนเฟอร์โรนี ตอนที่ 2 ทดสอบความแข็งผิวของโลหะแต่ละกลุ่มด้วยเครื่องทดสอบความแข็งผิว โดยใช้น้ำหนักกด 500 นิวตัน เป็นเวลา 15 วินาที นำข้อมูลมาทดสอบสถิติเช่นเดียวกับตอนที่ 1 จากนั้นหาความสมพันธ์ระหว่างความขรุขระผิวและความแข็งผิว ตอนที่ 3 ทำการทดลองโดยยึดชิ้นตัวอย่างฟันและชิ้นตัวอย่างโลหะเข้ากับเครื่องจำลองการสึก ซึ่งออกแบบให้เป็นการสึกเกิดจากสององค์ประกอบ โดยให้ชิ้นตัวอย่างฟันเคลื่อนไปบนชิ้นตัวอย่างโลหะภายใต้น้ำที่ไหลเวียน ด้วยความถี่ 60 รอบต่อนาที เป็นระยะทาง 8 มิลลิเมตร โดยใช้น้ำหนักถ่วงขนาด 100 นิวตัน และประเมินความต้านทานต่อการสึกจากน้ำหนักที่สูญเสียไปของชิ้นตัวอย่างโลหะ และความสูงที่หายไปของชิ้นตัวอย่างฟันซึ่งวัดด้วยเครื่องโปรไฟล์โปรเจคเตอร์ ภายหลังการทดสอบจำนวน 10,000 รอบ นำข้อมูลมาทดสอบสถิติด้วยการวิเคราะห์ความแปรปรวนหลายตัวแปรแบบมีตัวแปรร่วม และเปรียบเทียบเชิงซ้อนแบบบอนเฟอร์โรนี พบว่า ผิวขัดของโลหะผสมโคบอลต์-โครเมียมมีความเรียบมากกว่าผิวขัดของโลหะในกลุ่มไททาเนียม ความแข็งผิวของโลหะผสมโคบอลต์-โครเมียมมีความแตกต่างอย่างไม่มีนัยสำคัญกับความแข็งผิวของโลหะผสมไททาเนียม แต่มีค่ามากกว่าความแข็งผิวของไททาเนียมบริสุทธิ์ที่ระดับนัยสำคัญ 0.05 ความขรุขระผิวและความแข็งผิวของโลหะมีความสัมพันธ์ในเชิงลบโดยมีค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์เท่ากับ -0.71 โลหะผสมโคบอลต์-โครเมียมมีความต้านทานต่อการสึกสูงกว่าไททาเนียมบริสุทธิ์และโลหะผสมไททาเนียมเมื่อคู่สบเป็นฟันธรรมชาติ โลหะผสมไททาเนียมมีการสึกมากที่สุดและยังทำให้ฟันคู่สบมีการสึกมากที่สุดเช่นกัน นอกจากนี้ เมื่อตรวจสภาพพื้นผิวของโลหะด้วยกล้องจุลทรรศน์ อะตอมมิคฟอร์ซ พบว่า ผิวสึกของโลหะผสมโคบอลต์-โครเมียมมีความเรียบมากที่สุด