基于激光散斑流变学的复合树脂粘弹性检测技术研究

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龋病作为一种分布较广的口腔疾病,在形成龋洞后的主要治疗方案是填充复合树脂以恢复牙齿功能,此时复合树脂的机械性能是一个重要的参考因素。目前对于复合树脂的粘弹性测量都是使用机械流变仪,这种测量方法具有接触破坏性,很难在实际应用场景中发挥作用。而激光散斑流变学技术具有非接触性、快速得出结果、所需样本量少等优点,非常适合龋洞填充材料复合树脂的粘弹性检测,能够避免牙医的主观判断对复合树脂固化程度的影响,为牙医诊断提供依据。本文主要利用激光散斑流变学技术对复合树脂的粘弹性及最佳固化时间进行研究,主要研究内容如下:1.对自主搭建的一套激光散斑流变学系统可行性进行了相关研究。首先对于激光功率稳定性进行了分析,确定了激光功率稳定的时间;然后对于相机本身存在的暗噪声进行了检测,以便在后续数据处理中滤除暗噪声;最后对于散斑大小是否需要满足奈奎斯特采样定理进行了研究,说明了满足最小散斑尺寸大于两倍像素大小的必要性。在基于上述系统特性研究的基础上,为了进一步说明激光散斑流变学系统检测粘弹性的可行性,用所搭建的系统对所配置具有一定粘弹性的样品进行检测,并将检测结果与机械流变仪测得的标准结果进行比对,两者之间非常吻合,说明了所搭建系统及数据处理方法的可行性。2.使用激光散斑流变学系统对复合树脂粘弹性及固化过程进行了研究。首先对复合树脂三种常见的状态进行了研究,测得未固化、固化过程以及完全固化状态下的自相关曲线并进行了原因分析,进一步计算出未固化和完全固化状态下的粘弹性模量,验证了激光散斑流变学系统检测复合树脂粘弹性的可行性。然后对复合树脂的固化过程进行检测,得到不同固化时间下的自相关曲线、均方位移和粘弹性模量,对固化过程检测结果的原因进行了分析,初步确定了最佳固化时间。最后通过固化过程的自相关曲线计算出相应的去相关时间,得出固化过程中去相关时间的变化状态,并将固化过程中粘弹性模量的变化与去相关时间的变化进行比对分析,得出两者存在强相关性的结论,进一步确定了固化时间。表明了激光散斑流变学系统能够检测复合树脂粘弹性并能确定固化过程的最佳固化时间,这对于牙医诊断具有一定的实际参考意义。
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