Materiais Dentários | Estrutura da Matéria e Propriedades Mecânicas

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Materiais Dentários I - UFPE (2020.2)
Estrutur� d� Matéri�
Propriedade� mecânica�
Propriedades dos Materiais Dentários
Físico-químicas; biológicas; manipulativas;
propriedades estéticas; relação custo-benefício. Essas
propriedades são reflexo das informações trazidas
pelas interações atômicas. Ex.: o estado físico da água
depende das interações atômicas de suas partículas. A
mudança de estado da água é proveniente da atração
interatômica, ou seja, no estado sólido, há uma
interação de proximidade muito maior, e à medida que a
energia cinética, o afastamento entre esses átomos
aumenta e há a mudança do estado físico.
Essas interações interatômicas são forças que
mantêm os átomos unidos, e são denominadas forças
coesivas, podendo ser classificadas como primárias e
secundárias.
Ligação primária:
1. Ligação Covalente: é uma ligação bastante forte,
formada por dois átomos que compartilham os
elétrons da última camada de valência. Ela tem
uma alta estabilidade química, o que faz com que
o seu rompimento seja bastante difícil. Tem-se
como exemplo de material dentário odontológico
as resinas odontológicas, que são formadas, em
sua maioria, por ligações covalentes.
2. Ligação Iônica: também é uma ligação forte, com
o rompimento bastante difícil. Ela é formada por
átomos que doam elétrons um para o outro. Ou
seja, o átomo mais eletronegativo captura o
átomo do outro átomo. Ex.: Cloreto de Sódio
(NaCl), Gesso (Sulfato de Cálcio)
3. Ligações Metálicas: há a formação de uma nuvem
de elétrons na última camada de valência, os
quais são responsáveis pela excelente
condutibilidade térmica e capacidade de
deformação plástica dos metais.
Ligação secundária: são formadas momentaneamente
devido a variações de cargas entre moléculas ou
grupamentos atômicos que induzem a forças de
atração entre as moléculas. São ligações mais
circunstanciais e mais fáceis de serem desfeitas.
1. Ponte de Hidrogênio;
2. Forças de Van der Waals;
Propriedades mecânicas
É o conjunto de propriedades que caracterizam a
reação de um determinado material a forças externas
aplicadas sobre ele. Desse modo, é de grande
importância a compreensão e previsão do
comportamento dos materiais, pois, durante a
mastigação, por exemplo, esses materiais estarão
sendo constantemente submetidos a diversos tipos de
cargas.
Forças externas: ponto de aplicação, direção, magnitude (N -
Newton)
A reação interna é igual em intensidade e com
sentido contrário à força externa aplicada, e é
chamada de tensão. “ação x reação”
, ou seja, quanto𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜 (𝑇) = 𝐹𝑜𝑟ç𝑎 (𝑁)/Á𝑟𝑒𝑎 (𝑚𝑚2)
maior a área na qual a força está sendo aplicada,
menor será a tensão sofrida pelo material. É a razão da
força sobre a área = Mpa = megapascal.
Principais tipos de tensão:
● Tração: ocorre quando um corpo é sujeito a dois
tipos de forças direcionadas uma para fora da
outra, na mesma linha reta. Ou seja, o corpo
resiste ao alongamento e há uma deformação de
tração
● Compressão: ocorre quando um corpo é sujeito a
dois tipos de forças direcionadas uma contra a
outra, na mesma linha reta.
● Cisalhamento: é a resistência de um corpo ao
deslocamento de uma força adjacente à interface.
● Flexão: não é muito estudada na odontologia.
ex.:
Para a remoção dos cálculos dentais, há uma tensão
de cisalhamento entre o cálculo e elemento dentário,
por isso a força necessária para a remoção precisa ser
superior à tensão.
Vinícius Bandeira | @viniciusbdentista (2021)
Materiais Dentários I - UFPE (2020.2)
Quando um paciente usa ligas de borracha no
tratamento ortodôntico, há tensão de tração entre as
arcadas, e é essa tensão que faz com que os dentes
se movimentem.
Quando há uma inserção do amálgama na
cavidade dentária, deve-se exercer uma força de
compressão para adequá-lo dentro da cavidade.
obs.: é válido lembrar que durante os movimentos de mastigação,
não há uma separação entre as forças, elas coexistem
simultaneamente.
Mediante a uma força, o corpo se desloca ou se
deforma. A deformação é definida como a razão entre
a alteração do comprimento do material e
comprimento original.
𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 = 𝐿 − 𝐿𝑜/𝐿𝑜
Limite de proporcionalidade
É a maior tensão a que um material pode ser
submetido, de forma que a tensão seja diretamente
proporcional à deformação. Ele divide o
comportamento de deformação do material em dois
tipos: elástica (reversível) e plástica (que é
permanente).
A partir desse conceito, pode-se conceber duas
propriedades que diferenciam um material restaurador
rígido de um material flexível.
● Material rígido: Tensão (+)/Deformação (-)
● Material flexível: Tensão (-)/Deformação (+)
A razão entre a tensão e a deformação é
chamada de módulo de elasticidade (E). Ele
representa a rigidez de um material dentro da faixa
elástica.
Material Módulo de elasticidade
(GPa)
Liga de ouro (tipo IV) 99,3
Esmalte 84,1
Porcelana feldspática 69,0
Amálgama 27,6
Dentina 18,3
Resina composta 16,6
Material restaurador Direto
● Módulo de Elasticidade relativamente alto (Para
que não sofra deformações elásticas em função)
● Alto Limite de Proporcionalidade (Para que não se
deforme permanentemente - plasticamente - sob
cargas mastigatórias)
Resiliência
● É a capacidade de um material absorver energia
quando deformado elasticamente.
● É uma medida de área do gráfico
tensão-deformação, dentro da fase elástica.
𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 𝑥 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜 / 2
Friabilidade/Fragilidade
● É a incapacidade relativa de um material em
suportar uma deformação plástica antes de
fraturar;
● Sofrem deformação elástica e então fraturam;
● Fraturam muito próximo do limite de
proporcionalidade.
Vinícius Bandeira | @viniciusbdentista (2021)
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Ductibilidade e Maleabilidade
● É a capacidade de um material de deformar-se
plasticamente antes de fraturar;
● Propriedade significativa dos metais e das ligas.
Tenacidade
● É a resistência de um material à fratura;
● É uma medida de área do gráfico
tensão-deformação
Propriedades Mecânicas
Propriedades de resistência
- Resistência à fadiga: é a tensão na qual um
material falha sob cargas repetidas. As fraturas por
fadiga são desenvolvidas a partir de trincas que se
propagam até que ocorra uma fratura repentina e
inesperada.
- Resistência ao impacto: é a energia
necessária para fraturar um material sob a força de um
impacto.
- Dureza: é a mensuração da resistência de um
material à penetração ou riscos. É considerado um
indicativo indireto da resistência do material ao
desgaste na cavidade bucal.
Vinícius Bandeira | @viniciusbdentista (2021)