Марьино стекло минерал свойства: свойства магические и лечебные, описание и характеристики

свойства магические и лечебные, описание и характеристики

Сингония: Моноклинная

Состав (формула): CaSO₄•2H₂O

Цвет: Бесцветный, белый, серый, желтоватый. Примеси придают желтый, коричневый, красный, черный или голубой оттенок.

Цвет черты: Белый

Прозрачность: Прозрачный, просвечивающий

Спайность: Весьма совершенная

Излом: Занозистый, раковистый, ровный, ступенчатый

Блеск: Жирный, перламутровый, стеклянный, шелковистый

Твердость: 1,5-2

Плотность (удельный вес), г/см³: 2,32

Тонко- и толстотаблитчатые кристаллы, часто двойники срастания кристаллов в виде ласточкина хвоста, волокнистые и листоватые агрегаты, зернистые и сплошные массы.

Гипс обладает вполне демократичной ценой, что позволяет исполосовать его в самых разных сферах деятельности человека. Сегодня этот минерал применяется в строительстве и архитектурном деле, бумажной промышленности, при производстве цемента, эмалей, красок и глазурей, в медицине и сельском хозяйстве.
Отдельно стоит отметить применение гипса при создании декоративных скульптур, статуэток, ваз, шкатулок. Кроме того, мастера используют его для изготовления строительных плит, блоков, карнизов и барельефов.
В природе существует большое количество разновидностей гипса. Некоторые из них пользуются популярностью в качестве редких, коллекционных камней, в частности, речь идет о мелкозернистом алебастре.

Для ювелирной огранки используют небольшие кристаллы мягкого селенита, отличающиеся бесцветностью и прозрачностью. В кругу коллекционеров особенно высоко ценятся прекрасные «розы пустыни», двойниковые кристаллы «ласточкин хвост» и гипсовые агрегаты звездообразной формы. Купить образцы гипса высокого качества вы можете на сайте нашего интернет-магазина.

Гипс издавна используется не только в народной, но и классической медицине. С его помощью:

• ускоряют процессы срастания костных тканей


• избавляют человека от лишней потливости


• изготавливают лекарства для лечения туберкулеза позвоночника


• улучшают внешний вид кожи, возвращая ей молодость и красоту

С давних времен амулеты и талисманы из гипса использовались в качестве своеобразного «лекарства» от людской гордыни, завышенного самомнения и высокомерия. По мнению магов, минерал способен подсказывать своему обладателю, как лучше поступить в той или иной ситуации. Гипс помогает обрести материальное благополучие и успех во всех начинаниях. Гипсовые амулеты рекомендованы для постоянного ношения Львам и Козерогам.

Камень гипс — его уникальные свойства, история, значение и влияние на разные знаки зодиака

Гипс является одним из наиболее распространённых минералов в мире. Иногда встречаются его разновидности — шелковистый шпагат, марьино стекло или уральский селенит. Камень гипс обладает уникальными свойствами и влиянием на разные знаки зодиака. Минерал gipsos с греческого языка переводится, как мел или гипс. В природе он встречается розового, белого или кремового цвета.

Свойства

Минерал обладает химической формулой CaSO₄·2H₂O, стеклянным блеском, несовершенной спайностью и показателем по шкале Мооса — 2. Спутниками гипса является сера, каменная соль и кальцит.

В химический состав входит триокись серы, окись кальция и вода. Он бывает просвечивающий, прозрачный или непрозрачный. Обладает моноклинной сингонией, форма кристаллов чаще встречается таблитчатая, столбчатая, призматическая или игольчатая. Если говорить о спайности, она совершенная, с изломом на гранях призмы. Базальные ядра имеют отчётливый раковистый излом. В кислотах растворяется слабо. Сходными минералами считаются флогопит, тальк, ангидрид, каолинит.

Происхождение

Если говорить о происхождении в природе этого минерала, можно проследить его тесную связь с ангидридом. Также его образования происходят во время гидратации ангидрита. Иногда в процессе образования гипса появляются рыхлые и не плотные массы.

Месторождения

Залежи гипса встречаются на Западном Приуралье, в Дагестане, Северном Кавказе, Италии, США, Франции, в Средней Азии, Канаде и России. Розовый алебастр можно добыть на территории Уэльса.

История

Свое название минерал получил в 315 году до нашей эры, его открыл Тсофраст. В древние времена гипс использовали не только в агротехнических целях, заделывая его в почву и повышая урожайность культур, но при строительстве, выпиливая из него блоки. К примеру, несколько стен города в Сирии были возведены из гипса. Даже на сегодняшний день можно видеть остатки стен, сияющие на солнце белизной.

Легенда

Свою историю минерал ведёт из Древнего Египта, где мудрецами были изобретены уникальные рецептуры. Среди различных легенд стоит выделить историю о том, как в процессе строительства Хефрена использовался гипсовый раствор. Это была вторая по величине египетская пирамида. Благодаря мудрецам, был изготовлен уникальный состав, рецепт которого до наших дней не сохранился. Но и сегодня видна целостность пирамид, простоявших не одно тысячелетие.

Виды гипса и его применение

Чаще гипс используют в обожженном или сыром виде.

Роза пустыни

Существуют разновидности гипса, среди которых можно выделить розу пустыни, представляющую собой искривленные гипсовые пластинки, по внешнему виду напоминающие цветок. Это — редкие минералы, стоящие больших денег. Отдельные экземпляры позволяют владельцам получить массу позитивных эмоций и эстетического наслаждения.

Алебастр

Во время нагревания при 140 градусах происходит превращение гипса в полугидрат или алебастр. При воздействии температурой выше можно получить строительный аналог. Обожжённый вариант используют в процессе лепной работы во время ремонта, в бумажной или цементной промышленности, также медицине. Иногда специалисты используют сырой гипс, как удобрение, он входят в основу для создания статуй.

Много лет назад, людьми было подмечено, что минерал, размолотый в крошку, отлично устраняет засоление почвы. Добыча ранее велась в карстовых пещерах, появление которых и было связано с добычей гипса. Агрономы с древних времен старались повысить урожайность таким образом.

Селенит

Если говорить о волокнистом гипсе, который был найден не так давно, а точнее в позапрошлом веке на Урале, его назвали селенит. Этот минерал чаще служит основой для производства различных фигурок, которые светятся внутренним светом, создавая необычайное магическое сияние. Для поделок идеальным вариантом является волокнистой селенит. Стоит отметить, что только этот вид обрабатывают и придают ему форму кабошонов, при этом наблюдается эффект кошачьего глаза.

Кристаллический гипс

Из кристаллического минерала ювелирные изделия недолговечны и больше могут носить сувенирный характер, так как его структура не может похвастаться прочностью.

Существует и ангидрид, обезвоженный материал, похожий на мрамор, который ранее использовали для изготовления письменных приборов. На сегодняшний день его применяют для изготовления скульптур или предметов декора. Единственным условием для долговечности этого материала является отсутствие влаги.

В природе некоторые кристаллы могут вырастать очень большими. Но ограняются они редко. Коллекционеры могут пополнять свои запасы долгое время, так как гипс может встречаться различных форм и оттенков.

Лечебные свойства

Он помогает срастаться конечностям после серьезной операции, излечивает растяжения и другие травмы. Также позволяет справиться с туберкулезом позвоночника и остеомиелитом. Издавна порошок из гипса используют в борьбе против потливости. Гипс — универсальный материал, который используется в косметологии.

Небольшое количество порошка разводят с водой, и наносят на очищенную кожу. Такая маска отлично тонизирует кожные покровы.

Всё дело во входящем в состав гипса кальции и сере, которые обладают способностью вытягивать из пор токсины и грязь, оздоравливая ее. Литотрапевты рекомендуют всматриваться в селенит несколько минут в день, что способствует успокоению и умиротворению. Таким образом, можно повысить концентрацию внимания и справиться с депрессией.

Магическое влияние

У большинства людей гипс ассоциируется с материалом для изготовления скульптуры или универсальным средством для сращивания перелома. Он обладает уникальной энергией приземлять гордых и непреклонный людей. К примеру, когда человек слишком высокомерен и перестает ценить советы близких ему людей, жизнь преподает ему урок в виде перелома. Таким образом, показывается отношение к окружающему миру. Гипс относится к материалам, которые не стремятся подавить волю своего хозяина, но притягивает к нему материальные блага и любовь.

Аура камня

Стоит отметить энергетическую ценность минерала, который часто используется знающими людьми в процессе исцеления и медитации. Шелковистый шпагат относится к кристаллическому гипсу и годится для производства сувенирных изделий. Окраска его может быть медового, серовато-белого или голубого цвета. Огромные пещеры с гипсом расположены в Мексике.

• Изделия из кристаллической формы рекомендуется ставить возле компьютера для нейтрализации негативных лучей.
• Если дерево плохо растет или его урожаи не радуют, можно положить возле него кусочек гипса или растереть порошок и заделать в землю.
• Более прочным собратом является селенит, поделки из которого специалисты покрывают лаком для придания большей твердости. Особенно хороши слои гипса в виде полосок, которые обладают большой целительной силой, способны впитывать негативные посылы и очищать предметы. Для этого нужно положить вещь на его поверхность. При различных болях камень прикладывают к больному месту.
• Большинство биоэнерготерапевтов очищают энергетику рук с помощью этого удивительного минерала.
• Поделки из него можно ставить в детской комнате, чтобы ребёнок хорошо рос, имел крепкие кости. Также его стоит расположить и в спальне, чтобы супруги имели крепкие отношения.

Подготовка камня к использованию

В случае если есть возможность раздобыть камень на карьере, это отличный вариант оздоровится и приобрести его без вложения средств. Но прежде, его следует правильно подготовить. Необходимо взять парафиновую свечу и напильник.

1. Изначально кусок минерала хорошо промывают, для очистки его от грязи подсушивают салфеткой.
2. Чтобы скрыть острые углы, их обрабатывают напильником. Также проверяют все его стороны на присутствие шероховатостей.
3. Промывают и прослушивают кусок.
4. Натирает его свечой. При этом лучше брать парафиновую, поскольку восковая покрасит его и предаст запах. Свеча должна заполнить все щели и придать гипсу влагостойкость. Таким образом порода не будет крошиться.

Влияние на знаки Зодиака

Больше всего он подходит Козерогам. Если говорить о роли талисмана, его рекомендуется регулярно носить Львам, Стрельцам и Овнам, людям со вспыльчивым характером и активной жизненной позицией. Постоянная коммуникация с камнем позволяет им стать рассудительным, уравновешенным и спокойным.

Ценовая политика

Этот материал является доступным, потому и пользуется спросом не только у строителей, но и у дизайнеров, занимающихся отделкой и интерьерами. На ценовую категорию также может влиять сложность выполняемые работы.

Как ухаживать

• Гипс боится ударов и солнечных лучей. В противном случае он будет крошиться и потеряет свой вид.
• Как и большинство лунных камней, он предпочитает находиться под лунным светом.
• Кристаллический минерал нежелательно давать в руки детям, поскольку его микрочастицы могут их поранить.

Гипс — камень, который имеет широкий спектр применения, самые популярные из которых медицина и отделка интерьеров.

Камень селенит: магические свойства, значение и знак зодиака | Амулеты. Драгоценные знания.

Урал славится малахитом, яшмой, аметистом. В их тени ютится небывалая красота — камень селенит. Кажется, что он за пределами Пермского края неизвестен. Но вспомним историю. Древние греки его почитали, считая, что он показывает в себе лик луны со всеми её переменчивыми фазами. Сосуды из него были символами невинности и скромности. В Греции же камень и получил название в честь богини Луны Селены. Актёры Древнего Рима не выходили на сцену без селенитового амулета, поскольку он нёс в себе чистоту помыслов.

В России минерал стал популярен в XIX веке. Мастера Екатеринбургской гранильной фабрики искали близ Кунгура алебастр для отделки Зимнего дворца. Минерал был найден, дворец достроен, а крупные месторождения заброшены. Местные жители почти полвека присматривались, раздумывали: сгодится в хозяйстве, принесёт ли пользу. Потом решили попробовать. Камень оказался податливым и лёгким в обработке. Сначала изготовлением поделок занимались отдельные семьи, ревностно храня секреты, потом целые деревни. В итоге собралась артель камнерезов-любителей, которые ещё недавно обрабатывали землю. Упорство, твёрдая рука, острый глаз, чувство прекрасного, тонкая душевная организация сделали своё – через четыре года, в 1900 году уральские мастера уже выставляли свои творения на Международной выставке в Париже. Так селенит прославился на весь мир.

Жители уральских деревней рассказывают, что летом сеяли хлеб, на огороде работали, а зимой делать нечего да и деньги нужны – копали камень, резали поделки и ездили продавать. В дело шёл любой камушек: покрупнее на светильники и статуэтки, помельче на броши и пепельницы. В ход шла даже мука, оставшаяся от обработки – ею белили  избы и печи.

К началу Первой Мировой войны большинство крупных камнерезных артелей распались и добыча не велась. Дело возродилось уже в советские времена, образовалось камнерезное товарищество, которое позже превратилось в комбинат «Уральский камнерез», действующее до сих пор.

Физическо-химические свойства селенита

С точки зрения минерологи селенит – разновидность гипса, гидрат сульфата кальция. Это один из самых мягких материалов, ему уступает только тальк.

Он образуется в глинистых осадочных породах или мергелях. Он кристаллизуется в трещинах или сам раздвигает породу, заполняя так швы.

Этот минерал состоит из волокон или иголочек, имеющих мягкий шелковистый блеск. Цвет минерала зависит от включений глины, песка, гематита, органики. У основания кристалла цвет более тёмный и насыщенный, к верхушке светлеет. Из-за того, что тонкие волокна минерала расположены параллельно друг другу, после полировки на камне возникает световая полоса, которая напоминает эффект кошачьего глаза.

Свойства камня описаны в таблице:

Твёрдость по шкале Мооса: 2

Плотность г/см: 32,3

Блеск: Шелковистый, перламутровый

Цвет: Белый, бежевый

Прозрачность: Полупрозрачный

Пригодный для обработки гипс делится на три вида:

• алебастр – зернистый;
• селенит – волокнистый;
• марьино стекло – пластинчатый.

С селенитом связана терминологическая путаница. Поскольку его название произошло от слова «луна», селенит часто называют лунный камень, что неверно. Лунный камень – минерал адуляр. Он отличается и внешним видом, и свойствами.

Иногда можно встретить название восточный алебастр, что тоже неточно, поскольку этот минерал имеет волокнистую структуру.

А англоязычных источниках термин селенит имеет иное значение – прозрачные кристаллы гипса, а волокнистая разновидность называется атласный шпат.

Есть версия, что волокнистый гипс в России стали называть селенитом из коммерческих соображений, когда зарождалась камнерезное искусство. Так незнакомый материал было проще продать. Светло-жёлтая окраска камня и переливчатый свет отлично подошли лунному названию, которое прижилось и уже неотделимо от камня.

Благодаря особым характеристикам, изделия из селенита красивые: он имеет тёплый жёлтый цвет, иногда с розовым или голубым оттенком. Если на него направить луч света, то минерал будто светится изнутри. При правильной обработке на поверхности камня образуется переливчатая полоса. Опытный мастер сможет обыграть цвет и рисунок камня, в котором часто встречаются тёмные полосы и разводы. Благодаря этому получаются живые динамичные образы людей или животных: бурундучок с полосками на спине, птица, расправившая в полёте пёрышки крыльев, хитрая лисичка на охоте.

Из-за того что селенит  — мягкий минерал, из него редко делают перстни, подвески или серьги. Такие украшения быстро истираются и теряют блеск. Чаще всего встречаются расписные селенитовые броши или заколки.

Лечебные свойства камня

Селенит — универсальное средство. На Руси порошком из селенита присыпали раны, чтобы они не гноились и быстрее заживали. В Египте в сосудах из этого минерала хранили мази и лекарства, чтобы они не портились.

Современные литотерапевты выделяют такие лечебные свойства:

• заживляет раны, способствует сращению костей и сухожилий;
• снимает мышечную и суставную боль;
• выводит камни из мочевого пузыря;
• избавляет от головной и зубной боли;
• лечит воспаления внутренних органов;
• повышает иммунитет;
• снимает отёки;
• восстанавливает водно-солевой баланс;
• восстанавливает зрение;
• снимает жар.

Селенит считается женским камнем. Украшения с ним сделают его обладательницу красивой и нежной, помогают избавляться от женских недугов и помогают обрести семейное счастье.

Также изделия из камня селенит нужно использовать для лечения депрессии. Он взбодрит, прогонит дурные мысли, оживит эмоции и принесёт приятные воспоминания.

Раз в месяц, в полнолуние, минерал необходимо перезаряжать и очищать. Для этого его на всю ночь оставляют под лунным светом. Считается также, что от этого даже пропадают загрязнения.

Магические свойства камня

Селенит тёплый и мягкий. Даже зимой, доставая минерал из-под снега, люди отмечают, что к нему приятно прикоснуться – он согревает и кажется кусочком солнца.

Возможно, поэтому его стали считать хранителем семейного очага. Любое изделие, которое находится в доме, будет создавать вокруг себя ауру добра, гармонии и тепла. Камень, будто очаг собирает вокруг себя домочадцев и дарит им уют, вселяет в души доброту и прогоняет тревожные мысли. Для дома хорошо использовать панно из селенита, светильники, подсвечники. В сочетании с огнём сила камня увеличится.

Небольшая фигурка из селенита, которая стоит в прихожей, станет оберегом для всей семьи. Она не пропустит в дом никакое зло: будь оно принесено гостем или самим членом семьи. Камень принимает негатив и запирает, не давая навредить людям. Однако это может навредить камню. Если он накопит слишком много дурной энергии, то может потемнеть, потерять блеск или растрескаться. Чтобы этого не происходило, его надо чистить в лунных лучах, в соли или родниковой воде.

Селенит может стать проводником между человеком и его ангелом хранителем. Селенитовый амулет необходимо класть на прикроватную тумбочку или под подушку и каждую ночь обращаться к нему со своей просьбой или вопросом. Если намерения чисты и искренни, к нему во сне придёт ангел и поможет. В средневековье также считалось, что камень может заключать в себе святой дух. Его брали в путешествие паломники которые шли к святым местам. Фигурку освящали, намаливали, просили дать благословения на неё, чтобы наделить целебной силой, а также магическими свойствами.

Физические свойства минерала влияют на магические свойства. Камень этот мягкий и податливый. Такими же качествами он наделяет и владельца. Под влиянием селенита человек становится уступчивым, будто размякает, проходит агрессия, напористость, вспыльчивость и принципиальность. Даже в движениях появляется медлительность и мягкость, а голос становится тихим и вкрадчивым. Это надо учитывать при выборе амулета, поскольку не каждому будут полезны подобные качества. Например, селенит не подойдёт в качестве подарка деловому человеку, для которого наоборот важны резкость и принципиальность. Зато селенит будет отличным сувениром для женщины, особенно домохозяйки. Ещё с античных времён он считается оберегом для женщин. Его использовали жрицы Луны для проведения ритуалов.

Селенит способен запоминать энергетические флюиды, поэтому нельзя в его присутствии ругаться, жаловаться, плакать. По этой же причине лучше изделие прятать во время грустных событий. Однажды запомнив состояние печали, украшение может навсегда изменить свою энергетику. Лучше посылать положительные эмоции: разговаривать с камнем, рассказывать о своих удачах, надеждах. По этой же причине можно по средневековому примеру брать камень с собой в церковь, чтобы пропитать аурой благочестия и святости.

Камень будет обладать такими свойствами:

• воздействуя на подсознание, сделает человека более духовным
• разовьёт интуицию вплоть до раскрытия дара предвидения;
• принесёт благополучие;
• избавит от ссор;
• убережёт от неправильных решений и дурных поступков;
• разовьёт интеллект;
• укрепит нравственные принципы;
• убережёт от козней завистников.

Лучше не покупать изделия, бывшие в употреблении или принимать в подарок от малознакомого человека. Часто изделия производятся в ручную и впитывают энергетику мастера. Если есть возможность, то лучше узнать какой человек изготовил фигурку.

Селенит в астрологии

Астрологи считают, что селенит подходит для всех знаков зодиака. Его действие будет зависеть от внутренних качеств человека. Чем выше духовность, чем лучше развиты моральные качества, тем сильнее действие камня.

Действие селенита на знаки зодиака:

• овен отличается безудержностью, стремлением к лидерству, упрямством. Камень сможет смягчить такие проявления характера. Но при этом человек должен сам желать перемен, иначе возникнет конфликт и кроме раздражения этому знаку зодиака талисман ничего не принесёт;
• тельцы практичны и умны. Если присутствует ещё и духовность, то селенит наполнит жизнь смыслом и счастьем;
• близнецы увлекаются самолюбованием, считают себя выше других. Талисман поможет им взглянуть на себя более адекватно, скинуть налёт превосходства;
• рак – двойственный знак зодиака. Внешне он неприступный, отстранённый и часто агрессивный, а в душе ранимый и чувствительный. Это ведёт к внутренним конфликтам и разногласиям с окружающими. Минерал откорректирует эти разногласия, приведёт в гармонию разум с чувствами;
• львам важно понять предназначение, найти способ самовыражения. Но заняться любимым делом им мешает неуверенность в собственных силах, боязнь провала и критики. Селенит поможет определиться с жизненными целями, придаст уверенности, наделит вдохновением;
• девы отличаются ворчливостью, раздражительностью. Их разрывают сомнения и они недовольны жизнью, людьми. Камень добавит этому знаку оптимизма, сделает его добрее и отзывчивее;
• весы нерешительные, но не видят в этом недостатка и не стремятся с этим бороться, поэтому и в талисманах нуждаются только тогда, когда медлительность начинает мешать;
• скорпионам лучше селенит не применять. Этот знак балансирует между добром и злом, поэтому им нужен однозначный сильный талисман. Селенит же может не выдержать противоречий и отпустить человека в тёмный мир, особенно без поддержки самого хозяина;
• для стрельца он становится оберегом, оберегает его от любого зла;
• козероги трудоголики, это их образ жизни. Они устают от работы, начинают терять энергию, становятся раздражительными, но отпустить ситуацию, расслабиться и отдохнуть не могут. Камень снимет напряжение и умерит рабочий пыл;
• водолеи чувствительные, плаксивые и истеричные. Им нужна поддержка и покровитель. С этим селенит прекрасно справится;
• рыбы должны носить селенитовые украшения с осторожностью. Камень их может сделать ещё более ленивыми и апатичными.

С селенит требует к себе бережного отношения. Его нельзя ронять – от этого он расколется. Также не стоит его хранить вместе с другими украшениями – металл и другие камни испортят полировку, оставят царапины. Чистят его без применения абразива. Достаточно прополоскать изделие в мыльном растворе.

Если соблюдать все эти правила, камень сможет даже стать фамильным талисманом и, накопив энергию семьи, помогать многим её поколениям.

Если понравилась статья ставьте палец ВВЕРХ и ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на мой канал Всё про амулеты, впереди много всего интересного!

Читайте первоисточник здесь.

свойства, разновидности и область применения с фото

Гипс – один из самых распространенных минералов. Его название произошло от греческого слова «gipsos» («мел»). Он был известен человеку со времен Древнего Египта, где активно использовался для украшения помещений и возведения каменных стен. Раньше из него возводились целые города. Сейчас он находит широкое применение не только в строительстве, но и в других областях. Каковы физические свойства гипса? Какими характеристиками он обладает? Как применяется?

Химический состав

Гипс относится к сульфатам – солям серной кислоты. Он представляет собой дигидрат сульфата кальция (водный сернокислый кальций). Химический состав: кальций (32,56%), вода (20,93%) и триокись серы (46,51%). Описание кристаллической структуры выглядит следующим образом: двойные слои отрицательно заряженных сульфат-ионов, связанных с ионами кальция, перемежены с молекулами воды.

Селенит

Свойства гипса

Гипс – мягкий природный минерал, в чистом виде бесцветный или белый. При наличии посторонних включений может приобретать серый, желтый, коричневый, голубой цвета. Чаще всего в качестве примесей выступают кварц, доломит, сера, ангидриды. Частицы глины и окислы железа придают кристаллам красный оттенок. Камни такого необычного цвета встречаются в Марокко.

Минерал хрупок, обладает низкой твердостью. Кристаллы природного гипсового камня чаще всего прозрачные (см. фото). Они растворяются в воде и соляной кислоте. При температуре в 40°С растворимость в воде максимальна, при более высокой она снижается, достигая минимума при 110°С.

Такая особенность связана с тем, что при достижении критической отметки гипс переходит в полугидрат. Из кристаллической решетки удаляются молекулы воды, и происходит разрыв ионных связей. Полученное вещество обладает большой водопотребностью и высокой пористостью. Путем обжига получают строительный гипс, который легко превращается в порошок и при соприкосновении с водой образует вязкое вещество, обладающее способностью быстро схватываться и твердеть.

Благодаря слоистой кристаллической структуре минерал обладает совершенной спайностью – при механическом воздействии он раскалывается по трем кристаллографическим направлениям. При этом образуются ровные, гладкие поверхности.

Встречаются несколько форм кристаллов минерала. Таблитчатые – плоские, две их противоположные грани значительно больше других. Призматические выглядят как многогранники в двумя параллельными основаниями, соединенными параллельными друг другу ребрами. Столбчатые имеют форму вытянутых цилиндров. Кристаллы гипса в безводных, сухих регионах с наличием песка могут причудливо сращиваться между собой, формируя образования, похожие на цветы, которые называют «розами пустыни» (см. фото). В Тунисе можно встретить белые цветообразные камни, в Марокко – красные, в Аргентине – черные.

Происхождение и распространение в природе

Гипс – это самая распространенная соль серной кислоты в природе. Иногда образуются целые гипсовые пещеры. Протяженность самой длинной из них составляет более 230 км. В основном гипс имеет осадочное происхождение – он образуется путем химического осаждения при высыхании соленых водоемов, богатых сульфатами. Самые крупные пласты залегают у берегов внутренних морей, в лагунах, на морском мелководье, в устьях древних рек.

Гипс может образовываться и при выветривании серных отложений, но в таких залежах содержится большое количество примесей. В природе встречается также гипс метасоматического происхождения. В этом случае минерал формируется в результате замещения горных пород, которое сопровождается изменением химического и минерального состава под воздействием внешних факторов.

Разновидности минерала

Выделяют 3 разновидности породы:

1. Селенит. Полупрозрачный тонковолокнистый камень желтого цвета со слегка голубоватым оттенком. Название связано с именем греческой богини луны Селены. Обладает волокнистой структурой, шелковистым блеском и мягким перламутровым сиянием.
2. Алебастр. Продукт дегидратации (обжига) гипса, который используется в строительной сфере. Он представляет собой природный массивный агрегат гипса с тонкозернистой структурой, обладающий большой твердостью. Алебастр получил свое название в честь Баст – египетской богини радости и веселья.
3. Марьино стекло. Эта разновидность гипса прозрачна, напоминает лед. Представляет собой пластинки расслоенного гипсового монокристалла. Широко использовался при отделке икон, в т. ч. изображающих лик Девы Марии, откуда и пошло название.

Марьино стекло

Месторождения и добыча

Месторождения встречаются повсеместно. Лидерами среди стран, добывающих минерал, являются Китай, Иран, Турция, США и Испания. В России находятся более 80 месторождений, однако запасы их невелики. Среди стран ближнего зарубежья крупными залежами гипса обладают Казахстан и Украина. Красный гипс добывают в Марокко.

Добыча ведется двумя способами:

1. Открытый. С помощью тяжелой техники производится удаление горных пород, покрывающих залежи гипса. Затем от массива методом бурения отбивают части, которые подлежат транспортировке грузовым или железнодорожным транспортом.
2. Подземный. Более сложный способ добычи, применяется при невозможности обычной вскрыши в пологих и наклонных залежах. Предполагает строительство штолен, шахт и параллельных простиранию пласта выемочных камер.

Алебастр

Область применения

Минерал широко используется в строительстве. Алебастр чаще применяют как отделочный материал. Он не горюч, быстро затвердевает, обеспечивает высокий уровень звукоизоляции, хорошо ложится на подготовленные поверхности и выравнивает их, не дает трещин. Используется при производстве бетона, гипсокартона, гипсолитовых перегородок, штукатурных и шпаклевочных растворов. Применяется для выравнивания стен и полов, ремонта трещин.

Из гипса делают скульптуры и предметы интерьера – лепнину, барельефы, карнизы. Селенит используют как поделочный камень для изготовления бижутерии. Благодаря наличию кальция и серы в составе минерал используется в сельском хозяйстве. Первый компонент необходим растениям для нормального метаболизма и обеспечивает хороший рост корней, побегов и плодов. Сера борется с засолением почв, способствует повышению урожайности, делая растения более устойчивыми к болезням.

Гипс широко применяют во врачебной практике. В стоматологии из него изготавливают зубные оттиски и временные протезы. В хирургии и ортопедии используют отвердевающие повязки для обездвиживания поврежденных участков. Для этого гипсовый порошок разводят в воде и вымачивают в растворе бинты, которыми делается перевязка. Вскоре масса застывает, фиксируя конечность.

Лечебные и магические свойства

Минерал положительно влияет на состояние кожных покровов. Для омоложения и тонизирования кожи лица рекомендуется делать маску на основе гипсового порошка, растительного масла и воды. Способность гипса поглощать влагу позволяет применять его для устранения излишней потливости. Оборачивание тела в дробленый гипс дает хороший оздоравливающий эффект.

Особое магическое свойство минерала заключается в усмирении гордыни. Он поможет своему носителю справиться с высокомерием, заносчивостью и завышенной самооценкой, притягивая такие ситуации, в которых владельцу пришлось бы признать свою беспомощность и обратиться за помощью. Неуверенному в себе человеку он может сослужить плохую службу.

Гипсовый камень обладает способностью бороться с поглощающими владельца страстями, поэтому его полезно носить людям со вспыльчивым и нервным характером. Он поможет им побороть раздражительность и обрести душевное равновесие. Гипс могут носить представители всех знаков зодиака, но в большей степени минерал подходит Козерогам.

 

Поделитесь с друьями!

Составить характеристику минералов: гипс, хлорит, роговая обманка.

Гипс — это минерал, водный сульфат кальция, на вид бесцветный имеет слоистую кристаллическую структуру.

Химический состав В состав гипса входят следующие элементы: Са, S, O. Окись кальция (СаО) 32,6%, трехокись серы (SO3) 46,5%, вода (Н2О) 20,9%.

Тонкие кристаллы и спайные пластинки гибки, два листа анионных групп [SO4]2-, тесно связанные с ионами Ca2+, слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы h3O занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, характерная для гипса.

Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Ca с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.

Разновидности минерала Алебастр, марьино стекло (лёд девичий, стекло девичье), селенит (атласный шпат) Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37-38°, а затем довольно быстро падает.

Хлорит – целое семейство минералов, достаточно широко распространенных в естественных природных условиях. Цвет этих камней меняется от светло-жёлтого до темно-зелёного, больше похожего на чёрный, в зависимости от разновидности, которых насчитывается более двадцати. Они обладают стеклянным или перламутровым блеском и благодаря многим другим неоспоримым достоинствам с успехом применяются в различных сферах.

Структурно хлориты представляют собой слоистые силикаты, во многом напоминают слюды. Кристаллизуются в виде моноклинных сингоний, им свойственны слюдообразная спайность, низкая твердость, малый удельный вес. Название свое получили от греческого «хлорос» — зеленый, так как у большинства отмечается характерный бутылочно-зеленый окрас.

Из физических свойств наиболее характерно для кристаллических хлоритов легкое отщепление тонких листочков, которые хоть и гибки, но не упруги. Это свойство зависит от особенностей строения их кристаллической решетки. Представляют собой буро-зеленые, зернистые, листоватые массы.

Физические свойства:

Твердость — 2-2,5; плотность — 2,6-3,02 г/см3; блеск — жирный, перламутровый; прочность — гибкий; прозрачность — полупрозрачный, просвечивающий в тонких пластинах; спайность — совершенная; сингония — моноклинная.

Роговвая обманка – когда-то считалась породобразующим минералом семейства амфиболов подкласса ленточных силикатов. По современной классификации минералов выделяется группа амфиболов подкласса иносиликатов. В официальном перечне минералов роговая обманка обозначена IMA как группа минералов, таким образом официально роговая обманка названием минерала не является. В узком смысле роговая обманка – это серия твёрдого раствора, крайними членами которого являются 8 минералов.

Физические свойства:

Цвет от светло- до темно-зеленого и почти черного, иногда с голубым или бурым оттенком, реже бурый. Черта зеленовато-белая, серо-зеленая, коричневато-зеленая. Блеск сильный стеклянный. Прозрачность — прозрачные или просвечивают в тонких сколах. Плотность 3,07—3.30. Спайность совершенная по (под углом ~56). Излом занозистый, ступенчатый.

Составить описание геологических процессов на склонах обвалов и осыпей.

Процессы на склонах обвалов и осыпей называются гравитационными, или склоновыми, поскольку они наблюдаются на откосах грунтовых сооружений – котлованов, выемок и насыпей, карьеров.

К основным из них относятся обвалы, вывалы, лавины, осыпи и оползни; по скорости протекания первые три процесса относятся к быстрым, а последних два – к медленным.

Обвал — это отрыв и падение больших масс пород на крутых и обрывистых склонах.

Очевидно, что обвал – внезапный и быстрый процесс, связанный с нарушением равновесия пород на склоне; но это результат длительного действия различных факторов, прежде всего выветривания и особенно при наличии активной тектоники с восходящими движениями.

Спусковым механизмом обвала может быть землетрясение, какие-либо работы на склоне, особенно с динамическими воздействиями, сильные порывы ветра и другие, в том числе случайные факторы.

Осыпь — скопление на склонах гор и скал камней, а также скопление обломков горных пород различного размера на склонах или у подножий гор и холмов.

У основания склона часто наблюдается скопление обломков пород, слагающих склон. Иногда они образуют сплошной шлейф вдоль склона, полностью скрывая его основание. Этот процесс развивается на крутых склонах с выходами легко выветривающихся пород – эффузивов, вулканических туфов, полускальных осадочных пород.

По степени подвижности осыпи подразделяются на действующие, затухающие и затухшие. Действующие постоянно пополняются осыпающимся материалом и таким образом растут. Их поверхность свободна от растительности; на поверхности затухающей осыпи появляется травянистый покров, а затухшей – также кустарник и деревья.

Движения осыпи вызывается многими причинами как природными, так и техногенными: наклон подстилающей поверхности основания склона, увеличение веса при пополнении материалом, переувлажнение, подмыв, сейсмические толчки, подрезка низа осыпи, сотрясения и вибрации при работах и др.

описание и применение 🚩 Естественные науки

Неизвестно, когда впервые представители человечества узнали об удивительных свойствах гипса. Но ясно, что еще в античные времена этот минерал применялся для изготовления различных скульптурных и предметов для быта. А его текстура, которую можно так легко обрабатывать, позволяла нашим предкам применять гипсовые плиты и блоки при отделке интерьеров зданий. Даже стены древнего персидского города Рисафа были возведены из гипсовых плит, блестевших под лучами солнца.

Продолжают применять гипс и в современной промышленности: в некоторых странах из него производят серную кислоту. А основное количество добытого и обожжённого минерала используется для производства разных сортов строительного цемента. Кроме сферы строительства, гипс необходим в медицине, в сельском хозяйстве (как сырьё для азотных удобрений), для изготовления дорогих видов бумаги. А из красивой полупрозрачной разновидности гипса, селенита, делают уникальные статуэтки, вазы и украшения.

Гипс — один из самых распространённых минералов на нашей планете, иногда его кристаллы формируют целые живописные пещеры.

Его химическая формула Ca(SO4)2h3O, гидратированный сульфат кальция. В природе встречается в виде прозрачных или слегка замутненных, довольно крупных кристаллов. Примеси, полученные при возникновении, придают минералу розовый, голубой, зеленоватый или желтоватый оттенок. Возможно образование сдвоенных кристаллов, сросшихся основаниями и образующих подобие «хвоста ласточки». В пустотах иногда формируются друзы гипса разной степени прозрачности.

Кроме кристаллов таблитчатой и призматической формы, сросшихся между собой, для гипса характерна слоистая структура, состоящая из тонких гибких листочков. Визуально это может напомнить поверхность головного мозга. При небольшом усилии, подобную пластинку мощно отделить нажатием ногтя.

Иногда пластинки под давлением породы скручиваются и искривляются, образуя эффектные сростки, так называемые «гипсовые цветы». Если в процессе формирования такой формы минерал захватывал мельчайшие песчинки, получается удивительной красоты «роза пустыни», которую очень сложно найти.  

Это очень хрупкий минерал (плотность 2,32 по шкале Мооса), его легко поцарапать даже пальцем. В зависимости от наличия примесей, плотности и времени зарождения различают три разновидности минерала:

• Ангидрит: абсолютно безводный сульфат кальция. В природе встречаются белые, голубые, серые и реже красноватые образцы. Образуется в осадочных породах, обычно за счет обезвоживания гипсовых отложений. Можно получить ангидрит искусственным путем, прокалив обычный гипс при температуре выше 110°С. При добавлении воды может увеличиваться в объеме примерно на 30%. Иногда для облегчения работы с ангидритом его перемалывают в порошок.
• Алебастр: самая чистая, почти без примесей, разновидность гипса. В природе встречается в виде массивных сросшихся кристаллов с плотной, мелкозернистой структурой. Чаще всего это минерал белого цвета, бывают розовые, зеленоватые или серые участки. Больше всего ценится природный алебастр однородного персикового тона, именно он используется как поделочный камень. Из-за маленькой твердости, алебастр хорошо поддается обработке с помощью любых строительных инструментов.
• Селенит или шелковистый шпат. Этот волокнистый минерал с гладкой восковой поверхностью цениться как отличный поделочный камень. У него богатая цветовая гамма, чаще всего селенит бывает нежного розового, голубого или желтоватого оттенка, намного реже встречается белоснежный селенит с перламутровым блеском. Первые украшения из селенита были найдены при раскопках сокровищниц древнего Египта, поэтому среди ювелиров эту разновидность гипса называют «египетским камнем».   

Специалисты находят гипс в разных формах на всех континентах нашей планеты. Самые мощные залежи располагаются в устьях древних рек или в местах, где миллионы лет назад были морские побережья и мелкие соленые лагуны. Больше всего гипса добывают в регионах Средиземноморья, лидерами также можно считать США, Канаду и среднюю Азию. В нашей стране богатые месторождения есть на Урале, в Кавказских горах и в Поволжье.

Хотя намного проще перечислить местности, где никогда не добывали гипс, таких регионов совсем немного. Повсеместное распространение этого минерала связано с особенностями его происхождения, которое началось в давний пермский период палеозойской эры. Всего различают пять возможных путей формирования гипса в природе:

• Отложение осадочным путем в древних соленых водоемах. При этом вместе с гипсом образовывалась и каменная соль, поэтому часто встречаются пласты гипса вместе с окаменевшей солью и незначительным количеством ангидрита;
• В пустотах пород часто встречаются крупные друзы, образованные за счет концентрации растворенного в атмосферных водах гипса;
• Под влиянием поверхностных вод происходит гидрация ангидрита в рыхлых осадочных отложениях. Напитанный влагой, он значительно увеличивается в объеме, образуя со временем богатые гипсовые залежи;
•  Нередко образуется в слоях известняковых пород при попадании на них воды, богатой растворенными сульфатами или серной кислотой;
• В засушливых пустынных районах с их значительным перепадом температур и загипсованными почвами, встречается в виде прожилок или образований, появившихся на поверхности благодаря выветриванию соседних горных пород.

Этот минерал хорошо растворяется в воде, обладает низкой теплопроводностью и довольно высокой устойчивостью к воздействию высоких температур. При этом растворенный гипс быстро сохнет и застывает, что делает его очень востребованным при производстве строительных материалов. Именно благодаря гипсу формируют ровные стены и потолки в домах, ведь он является важнейшей составной частью цемента.

Чаще всего для нужд строительства применяют алебастр (подверженный термической обработке гипс, измельченный потом в порошок). В зависимости от технологии, выпускают около 12 видов промышленного алебастра. Они отличаются разной степенью прочности и временем начала схватывания. Кроме того, из листов плотного картона и разведенного гипса производят такой популярный строительный материал, как гипсокартон.

Гипс тоже оказывается незаменимым при изготовлении украшений и декоративных элементов для внутренней и наружной отделки домов. Из него можно создать лепное изделие любой сложности, как по авторским эскизам, так и массового производства. Декор из гипса является полностью экологически чистым и натуральным продуктом, поэтому такие элементы декора очень востребованы среди поклонников натурального стиля.

Широко применяются повязки, пропитанные раствором из гипса, в травматологии и ортопедии. Их делают из обычных марлевых бинтов, нанося на материал тонкий слой гипсового порошка. Еще этот минерал используют в стоматологии и лицевой хирургии, формируя слепки зубных рядов, челюстей и точные маски лица.

У скульпторов с древних времен гипс считается одним из самых востребованных материалов для работы. Он настолько легко поддается воздействию инструментов, что художник может создать любую форму по своему желанию. В старину прозрачные пластинчатые кристаллы гипса, особенно белые с перламутровым блеском, использовали для украшения окладов икон и образов святых. Этот материал называли «марьино стекло» и высоко ценили вплоть до конца 19 века.

А фигурки и шкатулки из шелковистого селенита продолжают радовать любителей изделий из камня. Причем считается, что поделки из этого камня помогают своим владельцам очистить разум и совладать с негативными эмоциями.

Что такое гипс, его свойства и применение

Если вы задались вопросом о том, что такое гипс, то должны знать, что он представляет собой минерал, относящийся к классу сульфатов. Известны две разновидности этого материала, одна из которых называется волокнистой, а другая — зернистой. Последняя является алебастром.

Общая информация

Гипс имеет шелковистый или стеклянный блеск, первый из которых свойственен волокнистой разновидности. Спайность совершенная в одном направлении. Материал расщепляется на тонкие пластины. Цвет может быть:

• красноватым;
• серым;
• белым;
• бурым;
• желтоватым.

Волокнистые разновидности дают занозистый излом. Плотность материала составляет 2,3 г/см³. Формула гипса выглядит следующим образом: CaSO4·2h3O. По текстуре материал массивный.

Свойства и разновидности

Удельный вес материала может достигать 2,4 г/см³. Гипс довольно плотный, может быть зернистым и листоватым, а также волокнистым. Отдельные его двойники напоминают ласточкин хвост. Иногда его путают с ангидридом, который имеет среднюю твердость.

Когда вы будете изучать вопрос о том, что такое гипс, то узнаете, что при нагревании материал переходит в CaSO4•1/2•h3O. Предел по температуре составляет 107 °C. При смачивании водой затвердевает и схватывается, а в соляной кислоте растворяется.

На сегодняшний день известны 3 разновидности, среди них:

• селенит;
• «марьино стекло»;
• алебастр.

Первый является параллельно игольчатым и обладает шелковистым блеском. Прозрачный толстолистовой – это «марьино стекло». Окрашенным мелкозернистым может быть алебастр.

Применение

Селенит, который является волокнистым, применяется для недорогих ювелирных изделий. А вот в основу крупных ложится алебастр, который используется издревле. Сырье вытачивается. В итоге удается получить еще и предметы интерьера, среди которых:

• чернильницы;
• столешницы;
• вазы.

Если вас заинтересовал вопрос о том, что такое гипс, то вы должны знать: материал используется и в сыром виде в качестве удобрения, а также для получения глазури, эмали и краски в промышленности и целлюлозно-бумажной отрасли.

Обожженный материал используется для слепков и отливок. Это могут быть карнизы и барельефы. В медицине и строительстве материал выступает в качестве вяжущего. Более плотные разновидности выполняют функции поделочного материала.

Дополнительно о применении

Гипс является ценным камнем и широко используется в строительстве. Тысячелетия назад было замечено, что в молотом виде он помогает бороться с засолением грунта. Добывался этот минерал в карстовых пещерах. С древности и по сей день для повышения урожайности сельскохозяйственных культур гипс вносят в почву.

Для многих народов он был кормильцем. Целые города возводились из гипса. Из него выпиливались кристаллические блоки, которые шли на возведение стен. Белый камень ослепительно сияет на солнце. В этом можно убедиться и сегодня, когда от старинных городов остались лишь руины.

Во всем мире скульпторы не обходятся без этого минерала. Он стоит недорого, весит мало и удобен в обработке. Ценится малярами-штукатурами, травматологами и производителями бумаги.

Происхождение

Если вы пытаетесь понять, что такое гипс, то вы должны ознакомиться еще и с его происхождением. Этот минерал имеет несколько видов, способ образования которых отличается. В одних месторождениях добывается минерал, который сосредотачивался там в процессе скапливания морского осадка. В других случаях гипс образовывался при высыхании разных озер. Минерал мог возникнуть при отложении самородной серы и при выветривании ее соединений. Залежи в этом случае могут быть загрязнены обломками горных пород и глинами.

Месторождения

Ознакомившись с описанием гипса, вы должны узнать еще и об основных месторождениях, которые встречаются на всех континентах. Российские разработки ведутся, в основном, на территориях Кавказа и Урала. Добывается минерал в горных районах Америки и Азии. Соединенные штаты являются чемпионом гипсового производства. Существуют месторождения еще и в предгорьях Альп.

Технические характеристики

Описываемый минерал обладает довольно плотной мелкозернистой структурой. В рыхлом насыпном виде плотность может изменяться от 850 до 1150 кг/см³. В уплотненным виде этот параметр достигает 1455 кг/см³. Знакомясь с описанием гипса, вы обратите внимание на одно из его преимуществ, которое выражено в быстром твердении и схватываемости. На четвертой минуте после замешивания раствора начинается первая стадия высыхания, а уже через полчаса материал застывает.

Готовый гипсовый раствор требует немедленного расходования. Для замедления схватывания к ингредиентам добавляется водорастворимый животный клей. Среди свойств гипса следует выделить температуру плавления. Материал можно нагревать до 700 °C без разрушения. Изделия из гипса довольно огнестойкие. Они начинают разрушаться лишь через 6 часов после воздействия высокой температуры.

Прочность гипса тоже часто учитывается. При сжатии этот параметр может варьироваться от 4 до 6 МПа. Если речь идет о высокопрочном материале, то он достигает 40 МПа и даже может превысить это значение. У хорошо высушенных образцов прочность в 3 раза выше. Минерал соответствует государственным стандартам 125-79. Он обладает теплопроводностью, которая равна 0,259 ккал/м*град/час. Интервал температур при этом равен пределу от 15 до 45 °C.

Белый гипс растворяется в воде в небольших количествах:

• При 0 °C в одном литре могут раствориться 2,256 г.
• Если температура повышается до 15 °C, растворимость увеличивается до 2,534 г.
• Это значение возрастает до 2,684 г при 35 °C.

Если происходит дальнейшее нагревание, то растворимость снижается.

Описание, область применения и свойства строительного гипса

Если проводить сравнение гипса с другими вяжущими материалами, то первый обладает более широкой областью использования. С его помощью можно экономить на других компонентах. Строительная разновидность используется при изготовлении гипсовых деталей, при проведении штукатурных работ и формировании перегородочных плит.

Работать с гипсовым раствором необходимо очень быстро. Время начала полимеризации может составить от 8 до 25 минут после затворения раствора. Конечное значение зависит от разновидности. В момент начала твердения минерал набирает около 40 % конечные прочности. При этом процессе белый гипс не покрывается трещинами, поэтому можно отказаться от различных заполнителей при замешивании раствора с известковым составом. Строительная разновидность снижает трудоемкость и затраты на проведение работ.

Область использования и свойства высокопрочного и полимерного гипсов

По химическому составу высокопрочная разновидность схожа со строительной. Однако у последней более мелкие кристаллы. Высокопрочный обладает крупнофракционными частицами, поэтому имеет меньшую пористостью и высокую прочность. Этот материал получается при термической обработке гипсового камня в условиях герметичности.

Областью использования является изготовление строительных смесей и возведения несгораемых перегородок. Из высокопрочного минерала изготавливают формы для производства фаянсовых и фарфоровых изделий. Полимерный вид еще называется синтетическим и больше знаком ортопедам-травматологам. На его основе изготавливаются гипсовые бинты для наложения повязок при переломах. Но область применения гипса не является единственным преимуществом, среди прочих следует выделить:

• легкую накладываемость;
• устойчивость к влаге;
• меньший вес по сравнению с обычными гипсовыми повязками.

В заключение

Формула гипса должна быть вам известна, если вы заинтересовались этим минералом. Важно поинтересоваться еще и другими свойствами, а также разновидностями. Среди прочих следует выделить формовочную, скульптурную и целлакастовую.

Последняя используется для изготовления бинтов, а структура позволяет растягивать материал во всех направлениях. Наиболее высокопрочным является скульптурный гипс, в котором не содержатся примеси. Среди свойств гипса белого цвета можно выделить его безупречную белизну.

минералов | Бесплатный полнотекстовый | Влияние состава, давления и температуры на упругие свойства стекол SiO2 – TiO2: комплексное ультразвуковое исследование и исследование Бриллюэна

3.1. Параметры упругости при 1 бар и 25 ° C

(A) Влияние состава и отжига. Состав и измеренные параметры упругости стекол SiO ₂ –TiO ₂ , включая плавленый кварц (код 7940 Corning Glass Works), приведены в таблице 1. Данные для плавленого кварца и ULE ^® SiO ₂ –TiO _{2 Стекло} (Corning Code 7971), содержащее 7.5 мас.% TiO ₂ хорошо согласуются с предыдущими измерениями McSkimin и Andreatch [29] и опубликованными спецификациями Corning Glass Works [3], но менее хорошо согласуются с данными Gerlich et al. [30] Значения плотности и объемного модуля, сообщенные Герлихом и др. для этих очков заметно ниже. Для плавленого кварца конечных элементов наши результаты хорошо согласуются с предыдущими результатами ультразвукового исследования и результатов Бриллюэна при 300 K [30,31,32]. Примечательно, что есть вариации в заявленных значениях скорости в плавленом кварце до ~ 50 м / с в скорости сжатия [33], но скорости, как известно, варьируются в зависимости от тепловой предыстории / фиктивной температуры стекла [34] .Композиционная зависимость скоростей сжатия (Vp) и сдвига (Vs), плотности (ρ), коэффициента Пуассона (σ), а также объемного, сдвигового модулей и модулей Юнга (K, μ и Ε соответственно) для этих стекол показаны на рисунке 1, рис. 2 и рис. 3. Связь между содержанием TiO ₂ и параметрами упругости, в частности K и σ, для неотожженных стекол не столь однородна и систематична, как для отожженных стекол. Соотношения между содержанием TiO ₂ и параметрами упругости становятся однородными и более или менее линейными для стекол, содержащих до 9.4% TiO ₂ (Рисунок 1, Рисунок 2 и Рисунок 3). Интересным аспектом здесь является то, что эффект отжига, который уравновешивает стекла ближе к их температуре стеклования, T _g , имеет эффект увеличения плотности стекол при одновременном снижении их скорости волны сжатия, а также устраняет необычно сложное поведение коэффициента Пуассона σ, наблюдаемое в неотожженных образцах (рис. 2). Действительно, в то время как объемные модули больше в неотожженных образцах, модули сдвига существенно меньше (рис. 3), что приводит к аномальному поведению коэффициента Пуассона этих образцов.Происхождение более высоких модулей объемного сжатия неотожженных образцов объяснить непросто: возможно, существует сложное взаимодействие между внутренними деформациями и сжимаемостью. Кроме того, более низкая плотность / более высокая температура уравновешивания неотожженных образцов вызывает существенное ослабление модуля сдвига, подразумевая, что более низкая плотность неотожженных стекол оказывает особенно сильное влияние на модуль сдвига. Объяснение этих наблюдений состоит в том, что отжиг вызывает устранение деформаций и перестройку стеклянной сетки, так что структура становится более компактной.Этот эффект уплотнения при отжиге, в частности, очень заметен в стекле SiO ₂ –TiO ₂ (T 7), содержащем 14,7 мас.% TiO ₂ , и, в отличие от стекол с более низким содержанием Ti, приводит к увеличению ρ, µ и E, но уменьшаются Vp, Vs, σ и K. Оптические данные показывают, что отжиг стекла с 14,7 мас.% приводит к расслоению стекла и кристаллизации TiO ₂ , и, следовательно, к упругим результатам на этом фаза представляет собой двухфазный агрегат.Такое несмешивание полностью согласуется с анализом, согласно которому стекла с таким высоким содержанием TiO ₂ являются высоко метастабильными и склонны к несмешиванию с кристаллической фазой TiO ₂ и сосуществующим стеклом при температурах ниже точки отжига и ниже 750 ° C [ 8]. Эффект уплотнения в стеклах T7 может быть связан с вызванным отжигом частичным изменением координации ионов Ti с четырех до шести в структуре стекла при высоком содержании Ti. Это рассуждение согласуется с исследованиями инфракрасного отражения [23] и комбинационного рассеяния света [23,25,26].Для отожженных стекол, содержащих до 9,4% TiO ₂ , параметры V _p , V _s , K, µ и E линейно уменьшаются с увеличением содержания TiO ₂ ; однако линейно возрастает с увеличением содержания TiO ₂ . Уменьшение модулей определенно вызвано ослаблением кремнеземной сетки. Ионы Ti ⁴⁺ имеют меньшую напряженность поля, чем ионы Si ⁴⁺ , и средняя длина связей Ti – O больше, чем у связей Si – O; следовательно, связи Ti – O и Si – O – Ti в стеклах SiO ₂ –TiO ₂ слабее, чем соответствующие связи Si – O и Si – O – Si в торцевом кварцевом стекле.Эта точка зрения была подтверждена исследованиями поглощения инфракрасного излучения [9,26].

Плотность стекол особенно интересна в этом отношении: несмотря на большую массу Ti, эффект повышенного содержания Ti заключается в незначительном снижении плотности этих стекол.

Следовательно, уменьшение с увеличением содержания TiO ₂ (рис. 2) сначала кажется неожиданным, учитывая тот факт, что замещенные ионы Ti ⁴⁺ тяжелее, чем ионы Si ⁴⁺ . В кристаллическом диоксиде кремния Эванс [1] ясно продемонстрировал, что добавление небольших количеств TiO ₂ к твердому раствору SiO ₂ –TiO ₂ (фаза кристобалита) вызывает тетрагональные a _o и c _o . d-интервалы этой фазы увеличиваются.Такой эффект согласуется с наблюдаемым трендом плотности стекол SiO ₂ –TiO ₂ . Таким образом, уменьшение плотности можно рассматривать как следствие возрастающей открытости структуры при добавлении TiO ₂ : в то время как Ti может присутствовать в пятикратной координации при низких концентрациях (ниже ~ 3 мас.%) И четырехкратной координации. раз при более высоких концентрациях [24], кажется, что суммарный эффект как более крупных ионов Ti, так и потенциально более слабых полиэдрических связей для более высококоординированных частиц может каждый вносить вклад в неожиданное снижение плотности.Открытость структуры также может увеличиваться при увеличении углов Si – O – Ti. Именно к такому выводу пришли оптические исследования [23,26].

3.2. Densification

Данные плотности давления для твердого тела можно использовать для расчета его объемного модуля, Ko и начальной производной давления K’o = (∂K / ∂P) P = 0 с помощью уравнения состояния Берча – Мурнагана [35]:

P = (3/2 Ko {(ρo / ρ) 7/3 — (ρo / ρ) 5/3} {1 — ξ [(ρo / ρ) 2/3 — 1]}

(2)

где ξ = 3 (4 — K’o) / 4. Соответственно, если Ko и K’o известны, (ρ / ρo) можно оценить как функцию давления.Используя уравнение (1) и данные для плавленого кварца и стекол SiO ₂ –TiO ₂ , содержащих 7,3 мас.% TiO ₂ (таблица 2), (ρ / ρo) было рассчитано как 6 ГПа (рис. 4). используя наши данные об эластичности. Здесь мы использовали наши значения объемного модуля и его производной по давлению для расчета относительных плотностей: из-за важности объемного модуля для определения кривой сжатия в этом диапазоне давлений производные более высокого порядка не оказывают заметного влияния на сдвиг плотности между две фазы.Значения производных параметров в таблице 2 получены из начальных (при нулевом давлении) наклонов соответствующих упругих параметров (рисунок 2 и рисунок 3). Как показано на рисунке 4, стекло, содержащее TiO ₂ , демонстрирует более высокое уплотнение (ρ / ρo) под давлением, как и ожидалось, исходя из более низкого модуля объемной упругости этого материала. Ожидается, что при 2 ГПа разница между отношениями (ρ / ρo) составит ~ 7%. Таким образом, несмотря на почти одинаковую начальную плотность двух стекол (различающуюся на ~ 0,1% при атмосферном давлении: рис. 2, вверху), влияние давления приводит к заметно более высокой плотности титаносодержащего стекла под давлением.Конечный результат, заключающийся в том, что стекло, которое содержит больше более массивного катиона, сравнимо по плотности с диоксидом кремния при атмосферном давлении, но становится более плотным при высоком давлении (как и ожидалось из его более высокого среднего атомного номера), показывает, что первоначальная структурная роль Ti является чтобы расширить общую сетку с преобладанием Si в этих стеклах, но это вызванное Ti расширение сетки стекла уменьшается под давлением.

3.3. Сравнение ультразвуковых измерений и измерений Бриллюэна

Типичный спектр Бриллюэна по этим результатам с использованием устройства, описанного в другом месте [29], показан на рисунке 5, а в таблице 3 сравниваются результаты рассеяния Бриллюэна на двух из этих стекол в ячейке с алмазной наковальней с ультразвуковые данные более низкого давления.На рис. 6 показаны результаты эластичности под давлением двух методов. Очевидно, что по этой шкале два набора результатов полностью согласуются друг с другом. Более широкий диапазон давлений результатов Бриллюэна показывает хорошо известные минимумы скорости, возникающие при сжатии в богатых кремнеземом стеклах, и показывает, что оба минимума сдвигаются в сторону несколько более высоких давлений, а амплитуда депрессии увеличивается с увеличением содержания TiO ₂ . Давление, при котором возникают такие минимумы, обычно коррелирует со степенью полимеризации стекла [36], и, таким образом, возможный вывод здесь может заключаться в том, что прогрессивное обогащение Ti может вызвать большую полимеризацию стекла.Мы предполагаем, что более вероятно, что роль повышенного Ti скорее заключается в расширении средних углов T – O – T (тетраэдрический катион-кислород-тетраэдрический катион) в стекле по сравнению с чистым кремнеземом, создавая более широкий диапазон давлений, в котором эти углы могут претерпевать относительно легкое сжатие (и размягчение) стекла [37]. Хотя таблица 3 показывает в целом отличное согласие между наборами данных Бриллюэна и ультразвуковых данных, существует небольшое, но систематическое смещение между двумя наборами определений скорости.В таблице 3 показаны относительные скорости окружающего давления, определенные в каждом стекле, и разница между оптическими и ультразвуковыми измерениями. Здесь измерения Бриллюэна показывают, что средние скорости сжатия выше на ~ 0,15% по сравнению с результатами ультразвукового исследования. Хотя эти различия скоростей невелики и близки к сумме соответствующих ошибок двух измерений (и при менее точно определенных скоростях сдвига Бриллюэна средние скорости находятся в пределах ошибки), их средний знак соответствует возможному наличию дисперсионных эффектов.Примечательно, что эти два набора измерений различаются по частоте их зондов в ~ 450–750 раз, или приближаясь к трем порядкам величины. Средняя величина разницы для скоростей сжатия примерно сравнима с разницей ~ 0,2–0,3% в ~ 7 раз большем диапазоне частот, который наблюдается в кварцевом стекле при 300 К [38], и наши результаты, таким образом, указывают на то, что слабая дисперсия эффекты могут присутствовать при температуре окружающей среды в измерениях Бриллюэна в богатых кремнеземом стеклах.Было высказано предположение, что причиной этих дисперсионных эффектов являются ангармонические взаимодействия с локализованными колебательными состояниями (названные «сетчатой ​​вязкостью» в [38]), хотя туннелирование между почти энергетически эквивалентными локальными структурными конфигурациями также может играть значительную роль [38,39] . Если последний эффект преобладает, более высокие температуры могут привести к большему смещению между результатами Бриллюэна и ультразвуком в стеклообразных материалах, что может привести к заметным расхождениям между высокоточными экспериментами, использующими эти соответствующие методы.На рисунке 6 также показаны результаты декомпрессии от сжатия до почти 6 ГПа: это давление было ранее идентифицировано из результатов комбинационного рассеяния как давление, при котором происходят необратимые структурные изменения в этих стеклах [37]. Такая необратимость хорошо документирована в кварцевом стекле, причем начало необратимого уплотнения происходит около 9 ГПа [40,41]: наши результаты показывают, что начало необратимого уплотнения происходит при более низких давлениях в стеклах с диоксидом титана по сравнению с SiO _2. Конечная балка.Обоснование этого более низкого давления начала необратимого уплотнения почти наверняка связано с более слабыми связями Ti – O (и связями Si – O – Ti) внутри стеклянной сетки: необратимые изменения в статистике кольца, связанные с уплотнением, вероятно, будут генерироваться больше. легко из-за наличия титана в каркасе. Важно отметить, что это необратимое уплотнение также увеличит разницу в плотностях между стеклами, содержащими диоксид титана, и кремнеземом выше 6 ГПа (рис. 4).

3.4. Параметры режима Грюнайзена γHT и γLT

Параметры режима Грюнайзена γi рассчитываются из зависимости скоростей акустических мод от давления, Vi:

γi = (K _T / Vi) (dVi / dP)

(3)

где K _T — изотермический модуль объемной упругости. Предполагая только вклад акустических мод, высоко- и низкотемпературные предельные значения параметров Грюнайзена, γHT и γLT, могут быть рассчитаны из (dVs / dP) и (dVp / dP) с использованием хорошо установленных соотношений [35,42 ].Как и в случае плавленого кварца, значения γHT для всех стекол SiO ₂ –TiO ₂ отрицательны (рис. 7). Действительно, γHT и γLT становятся более отрицательными при содержании TiO ₂ . Здесь параметры акустической моды Грюнайзена отражают низкочастотную характеристику стекла и демонстрируют, что почти нулевое тепловое расширение этих стекол отражает баланс между сильно отрицательными параметрами Грюнайзена, связанными с акустическими модами, и в целом положительными параметрами Грюнайзена стекла. оптические моды в этих очках [37].Следовательно, аномально малые тепловые расширения этих стекол вызваны конкурирующими и компенсирующими эффектами низкочастотных акустических мод и высокочастотных оптических мод, а уменьшение теплового расширения при добавлении TiO ₂ , вероятно, связано с влияние TiO ₂ на частоты колебаний акустической решетки.

Механические свойства стеклоиономерных цементов после введения гидроксиапатита морского происхождения

Материалы (Базель).2020 Aug; 13 (16): 3542.

Ана Пилипович

² Факультет машиностроения и военно-морской архитектуры, Загребский университет, Лучичева 5, 10000 Загреб, Хорватия; [email protected]

Севиль Гурган

³ Школа стоматологии, Университет Хаджеттепе, Анкара 06100, Турция; moc.liamg@nagrugs

² Факультет машиностроения и военно-морской архитектуры, Загребский университет, Лучичева 5, 10000 Загреб, Хорватия; [email protected]

Поступила в редакцию 10.07.2020 г .; Принято 9 августа 2020 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Abstract

Целью данного исследования было оценить влияние включения гидроксиапатита (ГА), полученного из костей каракатицы, на механические свойства стеклоиономерных цементов (GIC). В исследовании использовались Fuji II LC и Fuji IX GP Extra (GC Corporation, Токио, Япония).Для каждого материала было четыре группы ( n = 11–18): группа без добавления частиц ГА и три группы, модифицированные включением 2, 5 и 10 мас.% ГА. Испытания проводились на универсальной испытательной машине (Shimadzu, Дуйсбург, Германия) и описательная статистика, двухфакторный дисперсионный анализ (ANOVA) для сравнения трех механических свойств и односторонний ANOVA для сравнения различных концентраций для каждого из них. материал. Что касается групп Fuji IX, прочность на сжатие (CS) и прочность на изгиб (FS) были самыми высокими в группе без добавления частиц HA.Различия в CS между группой Fuji IX без частиц HA и группами Fuji IX с 2% HA и 10% HA были значительными. Группа Fuji II с 5 мас.% HA показала более высокие значения диаметральной прочности на разрыв (DTS) и CS, чем другие группы Fuji II, но незначительно. Группа Fuji II, модифицированная 10 мас.% HA, показала значительно более высокий FS, чем группа Fuji II без частиц HA ( p <0,05). Пористая ГК, включенная в группы Fuji IX, оказала значительное влияние на механические свойства только в группе 5 мас.% ГК Fuji IX.Группы Fuji II, модифицированные 10 мас.% ГА, показали наиболее благоприятные результаты в отношении ФС.

Ключевые слова: стеклоиономерный цемент , механические свойства, гидроксиапатит

1. Введение

Стеклополиалкеноатные цементы, также называемые стеклоиономерными цементами (GIC), представляют собой материалы, изготовленные из порошка фторосиликатного стекла кальция или стронция и растворимого полимера. Два компонента проходят кислотно-щелочную реакцию отверждения в присутствии воды [1]. Основными преимуществами этих материалов являются их биосовместимость, их антикариогенный и реминерализующий эффект, а также их способность химически связываться с кальцифицированными тканями зубов [1,2].Основные недостатки GIC в качестве постоянных реставраций для боковых и передних зубов включают недостаточные механические свойства, включая прочность на сжатие (CS), твердость, вязкость разрушения, модуль упругости и износостойкость [1,3].

Чтобы улучшить свои плохие механические свойства, GIC претерпели многочисленные модификации с момента их изобретения 50 лет назад Уилсоном и Кентом [4]. В этом аспекте лучшие физические свойства были достигнуты за счет оптимизации соотношения порошок / жидкость (p / L), а также размера и распределения частиц [5].Благодаря высокому соотношению p / L и уменьшенному размеру стеклянных частиц Fuji IX GP Extra является высоковязким материалом [6], и некоторые исследования подтвердили, что высоковязкие GIC имеют лучшие физические свойства по сравнению с обычными GIC [7]. Кроме того, модифицированные смолой (RM) GIC представляют собой светоотверждаемые материалы с лучшими механическими свойствами, чем обычные GIC [8]. Они содержат те же основные компоненты, что и обычные стеклоиономеры (основание, кислота, вода), но они также включают мономер, обычно 2-гидроксиэтилметакрилат (HEMA), и связанную с ним систему инициатора, камфорхинон [8].

Более того, многие исследования показали, что включение в цементный порошок различных наполнителей, включая волокна из нержавеющей стали, серебра, диоксида циркония, цинка, углерода и алюмосиликатных волокон, целлюлозу, диоксид титана, гидроксиапатит (ГА) и другие, привело к улучшению механических свойств. свойства [9,10,11,12,13,14,15,16,17].

Недавно было показано, что ГК имеет многообещающие преимущества в восстановительной стоматологии. ГК — это биологически разработанный апатит, который является основным кальцинированным компонентом зубов и костей.Сообщалось, что добавление HA увеличивает твердость GIC, и было обнаружено, что HA взаимодействует с карбоксилатными группами в поликислотах GIC [18]. Кроме того, сферические пористые частицы ГК оказались наиболее эффективными при реминерализации и повышении механических и антибактериальных свойств [19]. Попытки получить синтетические материалы с подходящей структурой и биосовместимостью привели к использованию ГК из природных источников, таких как кости каракатицы, в медицине и стоматологии [20]. Высокопористая ГК может быть получена из костей арагонитовой каракатицы гидротермальным методом [21].

ГК и коллаген морского происхождения недавно были признаны многообещающими биоматериалами в других областях медицины, особенно в инженерии костной ткани [22,23]. Сообщалось, что каркасы морского происхождения, содержащие нано-НА, используемые при реконструкции черепно-лицевой кости и регенеративных процедурах, привели к благоприятным клиническим исходам из-за хорошей адгезии мезенхимальных стволовых клеток, пролиферации и остеогенной дифференцировки [22]. Помимо биосовместимости, биоматериал морского происхождения становится все более привлекательным из-за его низкой стоимости и доступности [22].

Результат этого исследования должен подчеркнуть влияние добавления частиц ГК, полученных из костей каракатицы, в различных мас.% К Fuji IX GP Extra и Fuji II LC на их механические свойства, включая CS, прочность на изгиб (FS) и диаметральные характеристики. предел прочности при растяжении (DTS). Улучшение механических свойств материалов на основе GIC имеет важное клиническое значение, поскольку материалы GIC более биосовместимы, чем стоматологические смолы, но их механические свойства относительно слабее [1,3,6].Более того, ранее сообщалось, что HA, включенная в GIC, улучшила силу GIC, но также увеличила высвобождение ионов фтора, способствующих антикариогенным свойствам этих материалов, что действительно клинически актуально [24,25].

Нулевая гипотеза заключалась в том, что GIC, модифицированные HA, не будут демонстрировать значительно лучшие характеристики с точки зрения механических свойств, чем материалы без HA, добавленные к порошкам двух коммерчески доступных GIC.

2.Материалы и методы

Кости каракатицы (Sepia officinalis L.) из Адриатического моря были использованы для гидротермального синтеза ГК, как описано ранее [21].

В этом исследовании использовались два коммерчески доступных GIC: Fuji II LC, оттенок A2 и Fuji IX GP Extra (GC Corporation, Токио, Япония). ГК из кости каракатицы измельчали ​​и просеивали через сито размером 180 мкм, оставляя порошок ГК в форме гексагональных колоночных агрегатов кристаллов диаметром <180 мкм.Порошок фтороалюмосиликатного стекла и порошок ГА вручную смешивали с помощью ступки и пестика в течение 20 мин для получения как можно более равномерного распределения ГА. Приготовленный порошок затем смешивали с жидкостью поликислоты путем разбрызгивания. Для каждого материала GIC были подготовлены четыре группы. В первую группу не добавляли никаких частиц ГК, тогда как порошок в трех других группах был модифицирован путем включения 2, 5 и 10 мас.% ГК соответственно. Рекомендуемое соотношение порошок-жидкость (p / L) не может быть получено из-за высокой насыпной плотности порошка HA [16].Для групп Fuji IX соотношение p / L было 2, а для групп Fuji II соотношение p / L было 3.

Для испытаний CS были приготовлены образцы цилиндрической формы для каждой группы (N = 16–18). . После перемешивания материал выливали в шприц (Centrix, Shelton, CT, USA) и сразу же в силиконовые формы (диаметром 4 мм и высотой 8 мм). Чтобы избежать захвата воздуха, были помещены полоски полиэстера, и материал был осторожно сжат с обеих сторон формы. Образцы Fuji IX были оставлены на один час, чтобы дать материалу застыть.Образцы Fuji II облучали с обеих сторон формы по 40 с на каждую сторону с помощью светодиодной лампы (Ivoclar Vivadent AG, Шаан, Лихтенштейн, Германия) с интенсивностью 600 мВт / см ² . Образцы осторожно извлекали из формы через 1 ч после облучения и хранили в деионизированной воде в течение 7 дней перед полировкой и испытанием. Излишки цемента удаляли полировкой обеих сторон стальной формы нужных размеров, диаметром 4 мм и высотой 6 мм твердосплавной бумагой с зернистостью 500 при непрерывном орошении водой на шлифовально-полировальной машине (Бюлер, Иллинойс, США).Некоторые образцы были случайно уничтожены во время этой процедуры, поэтому они были исключены из дальнейшего тестирования. CS выполняли согласно ISO 9917-1: 2007 [26] при скорости 0,75 мм / мин, комнатной температуре 22 ° C и относительной влажности 45%. CS, измеренная в Н / мм ² , для каждого образца рассчитывалась по формуле:

где F, (Н) — сила при разрыве, а d (мм) — диаметр образца. Для каждой группы определяли средние значения и стандартные отклонения.

Для измерения DTS цилиндрические образцы были подготовлены с использованием разъемной силиконовой формы (5 мм в высоту и 6 мм в диаметре) в соответствии со стандартом ANSI / ADA № 27 [27]. Затем образцы отполировали до размеров 4 мм × 6 мм в стальных формах. В каждой группе было 15–18 образцов, и их подготовка была такой же, как и для тестирования CS. Во время измерений сила сжатия прикладывалась по диаметру каждого образца со скоростью 0,5 мм / мин. Максимальное приложенное усилие использовалось для расчета DTS с использованием уравнения:

В котором DTS (Н / мм ² ) — это диаметральная прочность на растяжение, F (Н) — нагрузка на разрыв, d (мм) — диаметр образцов, а l (мм) — длина образцов.

Для измерений FS образцы были подготовлены с использованием разъемной силиконовой формы с внутренними размерами 25 мм × 2 мм × 3 мм, которая была отполирована до нужного размера 25 мм × 2 мм × 2 мм в соответствии с ISO 9917- 2: стандарты 2007 [26]. В каждой группе было от 11 до 17 образцов, и они были подготовлены так же, как образцы для тестирования CS и DTS. Слитки были подвергнуты световой полимеризации с помощью серии из трех 20-секундных облучений в середине и на каждом конце каждого образца. Измерения FS проводились согласно стандарту ISO 9917-2: 2017 [28], со скоростью 0.75 мм / мин. FS рассчитывалась по формуле:

В котором σ (Н / мм ² ) — прочность на изгиб, F, (Н) — максимальная сила, L, (мм) — расстояние между опорами ( L). = 20 мм), b (мм) — ширина и h (мм) — высота испытуемого образца.

показывает процедуры испытаний для всех трех свойств — сжатия, диаметра и изгиба (CS, DTS и FS).

Схематические и фактические испытания на сжатие, диаметральные и изгибные свойства.

Все механические свойства были проверены на универсальной испытательной машине (Shimadzu, Дуйсбург, Германия) с максимальной нагрузкой на ячейку 10 кН. Что касается статистического анализа данных, были выполнены описательный анализ, двухфакторный дисперсионный анализ и апостериорный тест Тьюки. Нормальность распределения проверяли с помощью теста Шапиро-Уилка, а равенство дисперсий проверяли с помощью теста Левена. Анализ проводился с использованием статистического пакета SAS на платформе Windows. Уровень значимости был установлен на уровне p = 0.05.

3. Результаты

Описательная статистика для восьми групп (группы Fuji II и Fuji IX) и трех механических свойств показаны в, и.

Таблица 1

Описательная статистика прочности на сжатие в МПа (размер образца, среднее значение, стандартное отклонение, нижняя и верхняя границы для 95% доверительного интервала.

II 2 8250

Материал	N	Среднее значение	Стандартное отклонение	95% ДИ Нижняя граница	95% ДИ Верхняя граница
Fuji II 2	16	153.5	36,1	134,3	172,7
Fuji II 5	17	158,3	25,5	145,2	171,4
50	171,4
50	137,5	160,8
Fuji II 0	16	141,5	26,5	127,4	155,6
Fuji IX 2	17	80.4	31,6	64,1	96,6
Fuji IX 5	18	92,3	37,4	73,6	110,9
110,9
9024 950	Fuji 9024 950 71,7	93,9
Fuji IX 0	18	111,3	31,2	95,8	126,8

Таблица 2

Описательная статистика для стандартного размера DTS , нижняя и верхняя границы для 95% доверительного интервала).

3

Группа	N	Среднее	Стандартное отклонение	95% ДИ Нижняя граница	95% ДИ Верхняя граница
	Fuji 249 13 3,72	11,7	15,8
Fuji II 5	16	14,3	2,6	12,9	15,7
Fuji II 10	12	3,1	10,6	14,0
Fuji II 0	16	12,3	4,0	10,1	14,4
	9024 IX 2 902
9024 IX 2 902 4,8	6,8
Fuji IX 5	17	5,4	2,3	4,2	6,6
Fuji IX 10	16	3,7	7	2,8	4,5
Fuji IX 0	15	5,5	1,8	4,5	6,5

Таблица 3

Описательная статистика для размера , стандартное отклонение, нижняя и верхняя границы для 95% доверительного интервала).

0 48250 48250

Материал	N	Среднее значение	Стандартное отклонение	95% CI Нижняя граница	95% CI Верхняя граница
	Fuji 249 17	7,7	37,1	45,0
Fuji II 5	17	41,4	8,4	37,1	45,7
45,7
9024 902 9024 9 1650		Fuji 1650 43,7	53,0
Fuji II 0	16	36,3	10,8	30,5	42,0
Fuji IX 2	11	12,91	10,8	15,0
Fuji IX 5	14	11,0	3,0	9,3	12,7
	Fuji IX 10	13,79 902	169 902	169 902 15,5
Fuji IX 0	12	15,6	5,0	12,4	18,7

Результаты показаны на диаграммах усилие-смещение для CS, DTS и FS, и.Каждая линия на диаграмме представляет собой среднее значение для одной группы образцов (Fuji IX и Fuji II с 2, 5 и 10 мас.% HA и без HA). Несмотря на изготовление форм для образцов и последующую полировку, не все поверхности были идеально параллельны, и предварительное напряжение не применялось при помещении в губку испытательной машины. Верхняя губка машины не полностью касалась поверхности каждого образца. По этой причине кривые на диаграммах в начале теста были пологими. Когда испытание началось, сила, действующая на поверхность образца, была очень маленькой, потому что была задействована только небольшая часть поверхности.

Диаграмма сжатия-смещения для групп Fuji IX и Fuji II.

Диаграмма диаметрального растяжения-смещения для групп Fuji IX и Fuji II.

Диаграмма силы изгиба-смещения для групп Fuji IX и Fuji II.

Данные CS, DTS и FS подчиняются нормальному распределению (критерий Шапиро-Уилка). Не было различий в стандартных отклонениях между восемью группами для всех трех механических свойств. Результаты двухфакторного теста ANOVA для сравнения трех механических свойств представлены в.

Таблица 4

Результат двухфакторного дисперсионного анализа.

902 90A

Фактор	CS	DTS	FS
Материал	<0,0001	<0,0001	<0,0001
Материал * HA	0,01	0,15	0,0003

Сравнение между разными группами относительно CS, DTS и FS показало, что между группами были различия ( p <0.0001; двусторонний дисперсионный анализ). Однако не было существенной разницы в DTS между группой Fuji II без НА и группами Fuji II, модифицированными 2 мас.%, 5 мас.% И 10 мас.% НА. Также не было значительных различий в DTS между группой Fuji IX без НА и группами Fuji IX, модифицированными 2 мас.%, 5 мас.% И 10 мас.% НА. Поскольку взаимодействие между материалом и масс.% НА было значимым для CS, был проведен отдельный анализ для выявления различий между группами. Сравнение различных концентраций для каждого материала с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) показало, что нет никакой разницы между четырьмя группами Fuji II ().Однако CS групп Fuji IX, модифицированных 2 мас.% HA и 10% HA, были значительно ниже, чем CS группы Fuji IX без HA (односторонний дисперсионный анализ и тест Тьюки).

Таблица 5

Результаты теста ANOVA для Fuji II.

902

Материал	CS	DTS	FS
Fuji II 2	153,5	13,8	41,0	—	3	14,3	41,4	—
Fuji II 10	149,2	12,3	48,4	a
Fuji II 0
	Fuji II 0		14501
p *	0,37	—	0,004	—

Таблица 6

Результаты теста ANOVA для Fuji IX.

102420909 0,024023

Материал	CS		DTS	FS
Fuji IX 2	80.4	a	5,8	12,9	—
Fuji IX 5	92,3	—	5,4	11,0	a
3,7	13,7	—
Fuji IX 0	111,3	ab	5,5	15,6	a
p *
*
—

Взаимодействие между материалом и концентрацией HA также было значимым для FS. FS группы Fuji II, модифицированной 10 мас.% HA, был значительно выше, чем FS группы Fuji II без HA, но разница не была значимой по сравнению с группами Fuji II 2 мас.% И 5 мас.% HA. FS группы Fuji IX, модифицированной 5 мас.% HA, был значительно выше, чем FS группы Fuji IX без HA.

4. Обсуждение

Несмотря на ряд преимуществ материалов на основе GIC, используемых в реставрационной стоматологии, их основные недостатки связаны с неадекватными механическими свойствами.Этот факт побудил к многочисленным исследованиям, в которых коммерчески доступные цементы были модифицированы различными микрочастицами и наночастицами, включая частицы ГК микро- и наноразмеров, в попытке получить улучшенные механические свойства и клинические характеристики [9,13,29]. Было показано, что микрочастицы HA легко смешиваются с порошком GIC, включая смолу [22], в то время как пористые сферические частицы HA повышают механические свойства и наиболее эффективно высвобождают фторид-ионы [19,30].Согласно литературным данным, отсутствуют данные о влиянии пористых сферических частиц ГА, полученных из кости каракатицы, на механические свойства химически отвержденных ГИС и светоотверждаемых ГИС. Целью этого исследования было определение эффекта включения пористых частиц ГА, полученных из костей каракатицы (<180 мкм), в различных мас.% На CS, DTS и FS светоотверждаемых и химически отвержденных GIC.

Зарегистрированные улучшенные механические свойства группы Fuji II после включения 10 мас.% HA и связанных с этим улучшений в FS, вероятно, являются результатом «зонтичного феномена полимерной смолы», который защищает полиакрилаты кальция от диссоциации на ранней стадии схватывания, до созревание и образование более стабильных полиакрилатов алюминия [1].Действительно, было показано, что модифицированные смолой GIC более стабильны во влажной и кислой среде, чем обычные GIC [31,32]. Однако, в отличие от обычных GIC, реставрационные материалы, содержащие смолу, показали отрицательное воздействие на пульпу зуба; они также проявляют цитотоксичность и вызывают образование биопленок и развитие вторичного кариеса [33]. Поэтому было бы идеально в клиническом контексте получить лучшие механические свойства химически отвержденных GIC. Это исследование не дало никаких результатов, которые можно было бы использовать для улучшения механических свойств химически отвержденного GIC путем включения частиц HA в порошок фтороалюмосиликатного стекла.

Фактически, добавление частиц HA к порошку Fuji IX привело к снижению CS, DTS и FS по сравнению с образцами без HA. Хотя абсолютные значения трех зарегистрированных механических свойств нельзя сравнивать со значениями в других исследованиях из-за различных экспериментальных условий, мы можем заметить, что тенденция снижения CS после добавления частиц ГК в настоящем исследовании не согласуется с результаты исследования Alatawi et al. [15], который показал, что GIC с различным количеством включенного наноГА приводили к более высоким значениям CS.Возможно, включенные частицы в настоящем исследовании мешали реакции между модифицированным порошком и жидкостью, таким образом уменьшая образование полисоли, поскольку частицы ГК, используемые в этом исследовании, были относительно большими, площадь поверхности была меньше, а количество высвобожденного ионов, которые участвовали в кислотно-основной реакции между полиакриловой кислотой и порошком, было относительно низким [17,34]. С другой стороны, в исследовании Alatawi et al. [15], nanoHA может участвовать в формировании каждого полисолевого мостика GIC во время схватывания, что приводит к улучшенным механическим свойствам цементов [27,35].Кроме того, тенденция к снижению значений в этом исследовании может быть связана с замачиванием образцов в дистиллированной воде в течение недели, что может привести к постепенному разрушению связей между частицами ГА и матрицей GIC [10]. После первоначального отверждения химически отвержденных GIC, таких как Fuji IX, реакция отверждения продолжается в течение нескольких дней в процессе созревания. За это время образуются перемычки из алюминиевых солей, которые влияют на окончательные механические свойства цемента. В этой фазе, вероятно, также увеличивается степень сшивки между полиакриловой кислотой и включенными частицами ГК [36].Отношение общего выщелачиваемого ионного отношения Ca / Al увеличивается в пользу Ca в составах, содержащих HA, когда известно, что структура стеклоиономера стабилизируется трехвалентным сшиванием Al с полиакриловой кислотой. Другой причиной снижения механических свойств в образцах Fuji IX, модифицированных ГК в этом исследовании, могло быть растрескивание частиц ГК, поскольку их размер был слишком большим, <180 мкм, и было показано, что частицы ГК размером 10–20 мкм лучше влияют на улучшение механических свойств [30].

Отношение жидкости к порошку в настоящем исследовании было ниже, чем рекомендовано производителем, и по этой причине значения, полученные в исследовании, нельзя сравнивать со значениями, указанными в предыдущих исследованиях, как уже упоминалось. Модифицированный порошок насыщал жидкий компонент GIC при более низком соотношении p / л, и рекомендуемое соотношение 3,6 не могло быть достигнуто из-за перенасыщения жидкостью и плохого межфазного связывания. Отношение p / L для групп Fuji IX с модифицированным порошком было 2 и было таким же в группе без добавленных частиц HA, поэтому модификация порошка была бы единственной переменной.

С другой стороны, включение частиц ГА в порошок Fuji II оказало положительное влияние на механические свойства, а группа, в которой порошок был модифицирован 10 мас.% ГА, привела к значительно более высокому значению FS. Улучшение CS, FS и DTS после модификации порошка Fuji II частицами апатита согласуется с предыдущими результатами [37]. Однако можно утверждать, что эти результаты нельзя сравнивать с результатами настоящего исследования, поскольку частицы, добавленные к порошку GIC, были <180 мкм и не имели наноразмеров.Однако исследование Arita et al. [30], в котором основное внимание уделялось влиянию характеристик частиц ГА на механические свойства модифицированных обычных GIC, анализ SEM показал, что размер частиц нано-ГА составлял примерно 10–20 нм, но кристаллы сгруппировались вместе, чтобы сформировать частицы большего размера. диаметром более 10 мкм. Кроме того, частицы HAp100, использованные в том же исследовании [30], содержат столбчатые кристаллы диаметром около 200–300 нм, но конденсируются в агрегаты размером 200–300 мкм. Поэтому важно учитывать размер кристаллических кластеров при оценке механических свойств GIC.Частицы в нашем исследовании были получены путем гидротермального преобразования кости каракатицы в ГК, в ходе которого сохранялась ее первоначальная микроструктура. Частицы ГА, образующиеся в результате гидротермального преобразования, имеют морфологию, подобную цветной капусте, что увеличивает шероховатость поверхности и удельную поверхностную энергию [21]. Более того, было показано, что разница в микроподтекании существенно не различалась между модифицированными цементами с включенными частицами нано- и микро-ГК, что означает, что размер частиц не может существенно повлиять на реакцию [38].

Механические свойства указывают на устойчивость материала к деформации и разрушению под действием силы, приложенной к единице площади поверхности материала. Прочность хрупкого материала, такого как GIC, — это уровень напряжения, при котором происходит разрушение, и в зависимости от направления приложенной силы она выражается в терминах CS, FS и DTS. Это особенно важно для стоматолога при планировании реставрации или оценке устойчивости реставрационного материала к растрескиванию при жевательной нагрузке.В своей статье Marelli et al. [39] проанализировали механическую прочность и микротвердость диоксида циркония. Интересно, что авторы наблюдали сильное влияние шероховатости поверхности на прочность на изгиб образцов диоксида циркония, а полировка поверхности вызвала сильное увеличение средних значений прочности на изгиб [39]. Поскольку поверхности образцов в настоящем исследовании были подготовлены одинаковым образом, мы можем сделать вывод, что наблюдаемая разница в прочности на изгиб, особенно значительно улучшенная FS в случае Fuji II, модифицированного 10 мас.% ГА, является исключительно результатом добавление частиц ГА.

Ограничения этого исследования связаны с подготовкой образцов, в первую очередь ручным разбрызгиванием, приводящим к возможным включениям воздуха, и невозможностью достичь соотношения жидкости и порошка, рекомендованного производителем, из-за природы включенных микрочастиц ГК морского происхождения. в порошки материалов Fuji II и Fuji IX GIC. Дальнейшие исследования представляют большой клинический интерес для изучения влияния частиц ГК, включенных в материал GIC, на деминерализирующую способность материала.Кроме того, стволовые клетки пульпы зуба, как и другие стволовые клетки, полученные из полости рта, представляют собой легко доступный и свободный от этических дилемм источник клеток для использования в регенеративной медицине [40,41,42]. Особенно важно избегать какой-либо иммунологической реакции на ксеногенный материал в тканях, из которых следует извлекать стволовые клетки и использовать их в регенеративной медицине [40]. Сообщалось, что ГК, полученный из рыбьей кости, является биосовместимым [23], и биоматериал, который, как ожидается, не будет оказывать какого-либо цитотоксического действия на клетки пульпы зуба, включая стволовые клетки пульпы зуба, при включении в реставрационный материал.

5. Выводы

Это исследование показало, что добавление усиливающих элементов к порошкам Fuji IX и Fuji II в форме микрочастиц НА, полученных из костей каракатицы, не улучшало CS, DTS и FS химически отвержденных Группы Fuji IX, но это улучшило механические свойства групп Fuji II, а с 10 мас.% HA произошло значительное улучшение FS.

• Высокопористая ГК была приготовлена ​​из костей арагонитовой каракатицы;

• Для каждого материала было четыре группы: одна группа без добавления частиц ГА и три группы, в которых порошки были модифицированы путем включения 2, 5 и 10 мас.% ГА соответственно;

• Пористый ГА, включенный в группы Fuji IX, оказывал отрицательное влияние на CS, DTS и FS;

• CS был значительно снижен в Fuji IX с 2 вес.% HA и Fuji IX с 10 вес.% HA групп, а FS в Fuji IX с 5 вес.% HA, по сравнению с группой Fuji IX без добавления частиц HA;

• Добавление частиц HA в Fuji II оказало положительное влияние на CS, DTS и FS.Группы Fuji II, модифицированные 10 мас.% ГА, показали наиболее благоприятные результаты в отношении ФС.

Благодарности

Особая благодарность Хрвое Иванкович и Ане Марии Рогине с факультета химической инженерии и технологии Загребского университета за предоставление гидроксиапатита, полученного из костей каракатицы.

Вклад авторов

Концептуализация, I.M .; методология, М.Б.-П. и V.B.R .; валидация, М.Б.-П. и А.П .; формальный анализ, А.П .; расследование, М.Б.-П. и А.П .; ресурсы, I.M .; письменная — подготовка оригинального черновика А.И .; написание — просмотр и редактирование С.Г. и А.И .; визуализация, А. и А.П .; надзор, И.М .; финансирование привлечения, I.M. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование было основано Хорватским научным фондом и посвящено «Исследованию и разработке новых микро- и наноструктурных биоактивных материалов в стоматологической медицине» (BIODENTMED No.IP-2018-01-1719).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Финансирующие организации не играли никакой роли в разработке исследования; при сборе, анализе или интерпретации данных; при написании рукописи или в решении опубликовать результаты.

Список литературы

2. Нго Х., Опсаль-Витал С. Минимальное вмешательство в кариологию: роль стеклоиономерных цементов в защите структур зубов от кариеса. Br. Вмятина. J. 2014; 216: 561–565.DOI: 10.1038 / sj.bdj.2014.398. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 3. Пейтцфельдт А., Гарсия-Годой Ф., Асмюссен Э. Твердость поверхности и износ стеклоиономеров и компомеров. Являюсь. J. Dent. 1997; 10: 15–17. [PubMed] [Google Scholar]

4. Уилсон А.Д., Кент Б.Э. Хирургический цемент. № 1316129. Патент Великобритании. 1973 9 мая;

5. Дэвидсон К.Л. Достижения стеклоиономерных цементов. J. Appl. Устный. Sci. 2006; 14: 3–9. DOI: 10.1590 / S1678-77572006000700002. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 6. Ири М., Мауро Ю., Нишигава Г., Судзуки К., Уоттс Д.К. Образование щелей класса I в реставрациях из стеклоиономеров с высокой вязкостью: отсроченная или немедленная полировка. J. Oper. Вмятина. 2008. 33: 196–202. DOI: 10.2341 / 07-75. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 7. Шалинович И., Стуня М., Шауперл З., Верзак Э., Иванишевич Мальчич А., Брзович Райич В. Механические свойства высоковязких стеклоиономерных и стеклянных гибридных реставрационных материалов. Acta Stomatol. Хорват. 2019; 53: 125–131. DOI: 10.15644 / asc53 / 2/4. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 8.Митра С. Адгезия к дентину и физические свойства светоотверждаемого стеклоиономерного лайнера / основы. J. Dent. Res. 1991; 70: 72–74. DOI: 10.1177 / 00220345

0011201. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 9. Керби Р.Э., Блейхолдер Р.Ф. Физические свойства стеклоиономерных цементов из нержавеющей стали и серебра. J. Dent. Res. 1991; 70: 1358–1361. DOI: 10.1177 / 00220345

0100801. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 10. Гу Ю.В., Яп А.Ю., Ченг П., Хор К.А. Эффекты включения HA / ZrO ₂ в биоматериалы стеклоиономерного цемента (GIC).2005; 26: 713–720. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2004.03.019. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Бойд Д., Таулер М.Р. Обработка, механические свойства и биоактивность стеклоиономерных цементов на основе цинка. J. Mater. Sci. Матер. Med. 2005; 16: 843–850. DOI: 10.1007 / s10856-005-3578-1. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 12. Lohbauer U., Walker J., Nikolaenko S., Werner J., Clare A., Petschelt A., Greil P. Стеклоиономерные цементы, армированные активным волокном. Биоматериалы. 2003; 24: 2901–2907. DOI: 10.1016 / S0142-9612 (03) 00130-3.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 13. Менезес-Силва Р., де Оливейра Б.М.Б., Фернандес П.Х.М., Шимохара Л.Ю., Перейра Ф.В., Борхес А.Ф.С., Бузалаф М.А.Р., Паскотто Р.С., Сидху С.К., де Лима Наварро М.Ф. Влияние армированных нанокристаллов целлюлозы на стеклоиономерный цемент. Вмятина. Матер. 2019; 35: 564–573. DOI: 10.1016 / j.dental.2019.01.006. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 14. Поости М., Рамазанзаде Б., Зебарджад М., Джавадзаде П., Надеринасаб М., Шакери М.Т. Прочность сцепления при сдвиге и антибактериальные эффекты ортодонтического композита, содержащего наночастицы TiO ₂ .Евро. J. Orthod. 2013; 35: 676–679. DOI: 10.1093 / ejo / cjs073. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Алатави Р.А.С., Эльсайед Н.Х., Мохамед В.С. Влияние наночастиц гидроксиапатита на свойства стеклоиономерного цемента. J. Mater. Res. Technol. 2019: 344–349. DOI: 10.1016 / j.jmrt.2018.01.010. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Горгиевская Е., Николсон Дж. У., Габрич Д., Гуклу З. А., Милетич И., Коулман Н. Дж. Оценка влияния добавления наночастиц на свойства стеклоиономерных цементов.Материалы. 2020; 13: 276. DOI: 10.3390 / ma13020276. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 17. Чай П.Л. Разработка композитов HA-GIC. Проект Года с отличием Наньянский технологический университет; Сингапур: 2000. [Google Scholar] 18. Яп А.У.Дж., Пек Ю.С., Кумар Р.А., Ченг П., Хор К.А. Экспериментальные исследования нового биологически активного материала: HAIonomer цементы. Биоматериалы. 2002; 23: 955–962. DOI: 10.1016 / S0142-9612 (01) 00208-3. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Нисимура Т., Шинонага Ю., Abe Y., Kawai S., Arita K. Пористый гидроксиапатит может улучшить прочность и биоактивные функции стеклоиономерного цемента. Нано Биомед. 2014; 6: 53–62. DOI: 10.11344 / nano.6.53. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Vecchio K.S., Zhang X., Massie J.B., Wang M., Kim C.W. Преобразование объемных морских ракушек в биосовместимый гидроксиапатит для костных имплантатов. Acta Biomater. 2007; 3: 910–918. DOI: 10.1016 / j.actbio.2007.06.003. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21. Рогина А., Антунович М., Миловац Д. Биомиметический дизайн костных заменителей на основе гидроксиапатита из костей каракатицы и биоразлагаемых полимеров.Биомед. Матер. Res. B Прил. Биоматер. 2019; 107: 197–204. DOI: 10.1002 / jbm.b.34111. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 22. Cicciù M., Cervino G., Herford AS, Famà F., Bramanti E., Fiorillo L., Lauritano F., Sambataro S., Troiano G., Laino L. Реконструкция костей лица с использованием как морских, так и неморских заменителей костей : Оценка текущих результатов в систематическом обзоре литературы. Март. Наркотики. 2018; 16:27. DOI: 10.3390 / md16010027. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 23. Ямамура Х., da Silva V.H.P., Ruiz P.L.M., Ussui V., Lazar D.R.R., Renno A.C.M., Ribeiro D.A. Физико-химическая характеристика и биосовместимость гидроксиапатита, полученного из рыбных отходов. J. Mech. Behav. Биомед. Матер. 2018; 80: 137–142. DOI: 10.1016 / j.jmbbm.2018.01.035. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 24. Иматаки Р., Шинонага Ю., Нисимура Т., Абэ Ю., Арита К. Механические и функциональные свойства нового апатит-иономерного цемента для профилактики и реминерализации кариеса зубов. Материалы. 2019; 12: 3998.DOI: 10.3390 / ma12233998. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 25. Чиу С.Ю., Шинонага Ю., Абэ Ю., Харада К., Арита К. Влияние пористого сферического гидроксиапатита на механическую прочность и биоактивную функцию обычного стеклоиономерного цемента. Материалы. 2017; 10: 27. DOI: 10.3390 / ma10010027. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 26. ISO 9917-1: 2007 Стоматология. Цементы на водной основе. Часть 1. Порошковые / жидкие кислотно-щелочные цементы. ISO; Женева, Швейцария: 2017.[Google Scholar] 27. ISO 9917-2: 2017 Стоматология. Цементы на водной основе. Часть 2: Цементы с модифицированной смолой. ISO; Женева, Швейцария: 2017. [Google Scholar] 28. Американский национальный стандарт / Стандарт Американской стоматологической ассоциации № 27-2016 — Реставрационные материалы на полимерной основе. Американская стоматологическая ассоциация; Чикаго, Иллинойс, США: 2016. [Google Scholar] 29. Доминго К., Арсис Р.В., Лопес-Макипе А., Осорио Р., Родригес-Клементе Р., Муртра Дж., Фанович М.А., Толедано М. Стоматологические композиты, армированные гидроксиапатитом: механическое поведение и характеристики абсорбции / элюирования.J. Biomed. Матер. Res. 2001; 56: 297–305. DOI: 10.1002 / 1097-4636 (200108) 56: 2 <297 :: AID-JBM1098> 3.0.CO; 2-S. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 30. Арита К., Ямамото А., Шинонага Ю., Харада К., Абэ Ю., Накагава К., Сугияма С. Характеристики частиц гидроксиапатита влияют на улучшение механических и химических свойств обычного реставрационного стеклоиономерного цемента. Вмятина. Матер. J. 2011; 30: 672–683. DOI: 10.4012 / dmj.2011-029. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 31. Шарафеддин Ф., Шоул С., Ковкаби М. Влияние различных процентных соотношений микрогидроксиапатита на микротвердость модифицированного смолой стеклоиономера и циркономера. J. Clin. Exp. Вмятина. 2017; 9: e805 – e811. DOI: 10.4317 / jced.53668. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 32. Ли Дж.Дж., Ли Ю.К., Чхве Б.Дж., Ли Дж.Х., Чой Х.Дж., Сон Х.К., Хван Дж.В., Ким С.О. Физические свойства армированного смолой стеклоиономерного цемента, модифицированного микро- и нано-гидроксиапатитом. J. Nanosci. Nanotechnol. 2010. 10: 5270–5276. DOI: 10.1166 / jnn.2010.2422. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 33. Соуза П.П., Аранья А.М., Хеблинг Дж., Джиро Е.М., Коста К.А. Цитотоксичность и биосовместимость in vitro современных модифицированных смолами стеклоиономерных цементов. Вмятина. Матер. 2006; 22: 838–844. DOI: 10.1016 / j.dental.2005.10.002. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 34. Гоенка С., Балу Р., Сампат Кумар Т.С. Эффекты включения нанокристаллического кальций-дефицитного гидроксиапатита в стеклоиономерные цементы. J. Mech. Behav. Биомед. Матер. 2012; 7: 69–76.DOI: 10.1016 / j.jmbbm.2011.08.002. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 35. Брешиани Э., Барата Т., Фагундес Т.К., Адачи А., Террин М.М., Наварро М.Ф. Прочность на сжатие и диаметральное растяжение стеклоиономерных цементов. J. Appl. Устный. Sci. 2004; 12: 344–348. DOI: 10.1590 / S1678-77572004000400017. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 36. Йошида Ю., Ван Мирбек Б., Накаяма Ю., Снауварт Дж., Хеллеманс Л., Ламбрехтс П., Ванхерле Г., Вакаса К. Доказательства химической связи на границах раздела биоматериал-твердая ткань.J. Dent. Res. 2000. 79: 709–714. DOI: 10.1177 / 002203450007301. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 37. Мошавериния А., Ансари С., Мошавериния М., Рухпур Н., Дарр Дж. А., Рехман И. Эффекты включения нанобиокерамики гидроксиапатита и фторапатита в обычные стеклоиономерные цементы (GIC) Acta Biomater. 2008; 4: 432–440. DOI: 10.1016 / j.actbio.2007.07.011. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 38. Шарафеддин Ф., Фейзи Н. Оценка влияния добавления микрогидроксиапатита и наногидроксиапатита на микроподтекание обычных реставраций и реставраций из стеклоиономерного Cl V, модифицированного смолой.J. Clin. Exp. Вмятина. 2017; 9: e242 – e248. DOI: 10.4317 / jced.53216. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 39. Маррелли М., Малетта К., Инчинголо Ф., Альфано М., Татулло М. Испытания на трехточечный изгиб циркониевой керамики сердечника / облицовки для реставраций зубов. Int. J. Dent. 2013: 831976. DOI: 10.1155 / 2013/831976. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 40. Барри М., Пирс Х., Кросс Л., Татулло М., Гахарвар А.К. Достижения нанотехнологий в лечении остеопороза. Curr.Остеопорос. Отчет 2016; 14: 87–94. DOI: 10.1007 / s11914-016-0306-3. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 41. Марраццо П., Падуано Ф., Пальмиери Ф., Маррелли М., Татулло М. Высокоэффективное репаративное поведение in vitro стволовых клеток пульпы зуба, культивируемых со стандартизованными добавками лизата тромбоцитов. Корень. Ячейки. Int. 2016: 7230987. DOI: 10.1155 / 2016/7230987. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 42. Баллини А., Канторе С., Скакко С., Колетти Д., Татулло М. Мезенхимальные стволовые клетки как промоторы, энхансеры и плеймейкеры трансляционной регенеративной медицины.Корень. Ячейки. Int. 2018; 2018: 6927401. DOI: 10.1155 / 2017/3292810. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Свойства кварца и стекла

Цель обучения

• Обсудите свойства стекла и кварца.

---

Ключевые моменты

• Стекло — это некристаллический, часто хрупкий, прозрачный твердый материал, состоящий из диоксида кремния (SiO ₂ ) и других второстепенных добавок.
• Стекло обладает способностью преломлять, отражать и пропускать свет в соответствии с принципами геометрической оптики.
• Цвет в стекле может быть получен путем добавления электрически заряженных ионов, которые равномерно распределены, или путем осаждения мелкодисперсных частиц.
• Кварц — распространенный минерал, состоящий из непрерывного каркаса тетраэдров SiO ₄ .
• Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами: они развивают электрический потенциал при приложении механического напряжения. Сегодня кварцевый кварцевый генератор является обычным пьезоэлектрическим элементом.
• Чистый кварц бесцветен и прозрачен или полупрозрачен.Разновидности микрокристаллов в основном непрозрачны, а макрокристаллы — прозрачны.

---

Условия

• пьезоэлектричество: способность некоторых кристаллов генерировать напряжение в ответ на приложенное механическое напряжение.
• кварц Самый распространенный минерал на поверхности земли. Его химический состав — диоксид кремния SiO ₂ . Он встречается в различных формах, как кристаллических, так и аморфных. Его можно найти в любой среде.
• стекло — твердое прозрачное вещество, полученное путем плавления песка со смесью соды, поташа и извести.

---

Стекло

Стекло — аморфный (некристаллический) твердый материал. Стекла обычно хрупкие и оптически прозрачные. Самый известный тип стекла, который веками использовался для изготовления окон и сосудов для питья, — это натриево-известковое стекло, состоящее примерно на 75% из кремнезема (SiO ₂ ) с добавлением оксида натрия (Na ₂ O) из кальцинированной соды. , известь (CaO) и несколько второстепенных добавок.

Натуральное стекло Молдавит, натуральное стекло, образовавшееся в результате удара метеорита, из Беседнице, Богемия.

Оптические свойства

Стекло широко используется в основном благодаря производству стеклянных композиций, прозрачных для видимых длин волн света. Напротив, поликристаллические материалы обычно не пропускают видимый свет. Отдельные кристаллиты могут быть прозрачными, но их грани (границы зерен) отражают или рассеивают свет, что приводит к диффузному отражению. Стекло не содержит внутренних подразделений, связанных с границами зерен в поликристаллах, поэтому оно не рассеивает свет так же, как поликристаллический материал.Поверхность стекла часто бывает гладкой — во время формирования стекла молекулы переохлажденной жидкости не вынуждены располагаться в кристаллах жесткой геометрии. Молекулы могут следовать за поверхностным натяжением, что создает микроскопически гладкую поверхность. Эти свойства, которые придают стеклу прозрачность, могут быть сохранены, даже если стекло частично поглощает свет или окрашено.

Glass обладает способностью преломлять, отражать и пропускать свет в соответствии с принципами геометрической оптики. Обычное стекло имеет показатель преломления 1.5. Согласно уравнениям Френеля, отражательная способность (количество света, которое отражается от границы раздела воздух-стекло) листа стекла составляет около 4% на поверхность (при нормальном падении в воздух). Это означает, что количество света, проходящего через стеклянную поверхность (коэффициент пропускания), составляет 96%. Коэффициент пропускания стеклянного элемента с двумя поверхностями составляет около 92%.

Glass также находит применение в оптоэлектронике для светопропускающих оптических волокон.

Цвет

Цвет в стекле может быть получен путем добавления электрически заряженных ионов, которые равномерно распределены, или путем осаждения мелкодисперсных частиц (например, в фотохромных стеклах).Обычное натриево-известковое стекло кажется бесцветным для невооруженного глаза, когда оно тонкое, хотя примеси оксида железа (II) (FeO) до 0,1% по весу дают зеленый оттенок. Это видно на толстых кусках или с помощью научных инструментов. Диоксид марганца можно добавлять в небольших количествах, чтобы удалить зеленый оттенок, который дает оксид железа (II). FeO и Cr ₂ O ₃ добавки могут использоваться для производства зеленых бутылок. Сера, вместе с солями углерода и железа, используется для образования полисульфидов железа и получения янтарного стекла от желтоватого до почти черного.Стеклянный расплав также может приобретать янтарный цвет из-за восстановительной атмосферы горения.

При использовании в художественном или студийном стекле стекло окрашивают по тщательно охраняемым рецептам, которые включают определенные комбинации оксидов металлов, температур плавления и времени «готовки». Большая часть цветного стекла, используемого на рынке предметов искусства, производится в больших количествах поставщиками, хотя есть некоторые производители стекла, которые могут создавать свой собственный цвет из сырья.

Кварц

Кварц — богатый минерал в континентальной коре Земли.Он образован сплошным каркасом кремний-кислородных тетраэдров SiO ₄ . Каждый атом кислорода делится между двумя тетраэдрами, что дает общую формулу SiO ₂ . Есть много различных разновидностей кварца, некоторые из которых являются полудрагоценными драгоценными камнями.

Кварц На этой диаграмме показана кристаллическая структура кварца. Атомы кремния серые, а атомы кислорода красные.

Физические свойства

Из-за большого количества и высокой термической и химической стабильности кварц широко используется во многих крупномасштабных приложениях — абразивных материалах, литейных материалах, керамике и цементах.Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами. Пьезоэлектричество — это способность развивать электрический потенциал при приложении механического напряжения. Раннее использование этого свойства кристаллов кварца было в звукоснимателях фонографа, где механическое движение иглы в канавке генерирует пропорциональное электрическое напряжение, создавая напряжение внутри кристалла.

Сегодня кварцевый генератор является обычным пьезоэлектрическим устройством: частота колебаний кристалла используется для генерации электрического сигнала очень точной частоты.Это используется во многих современных электронных устройствах (наручные часы, часы, радио, компьютеры, мобильные телефоны) для отслеживания времени или обеспечения стабильного тактового сигнала для цифровых схем.

Цвет

Чистый кварц, традиционно называемый горным хрусталем (иногда его называют прозрачным кварцем), бесцветен и прозрачен или полупрозрачен. Обычные цветные разновидности включают цитрин, розовый кварц, аметист, дымчатый кварц и молочный кварц.

Кристалл розового кварца Кристаллы розового кварца, Минас-Жерайс.

Скрытокристаллические (кристаллы, едва видимые под микроскопом) разновидности либо полупрозрачные, либо в основном непрозрачные, в то время как прозрачные разновидности имеют тенденцию быть макрокристаллическими (крупные кристаллы, идентифицируемые визуально). Халцедон — это скрытокристаллическая форма кремнезема, состоящая из мелких сростков кварца и его моноклинного полиморфа, моганита. Другие разновидности непрозрачных драгоценных камней кварца или смешанных пород, включая кварц, часто содержат контрастные полосы или цветные узоры. К ним относятся агат, оникс, сердолик и яшма.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Физические свойства минералов

Спайность, Расставание и перелом Раскол Кристаллы часто содержат плоскости атомов, вдоль которых осуществляется связь между атомами. слабее, чем на других плоскостях.В В таком случае, если минерал ударяется твердым предметом, он будет стремиться к ломаются по этим самолетам. Этот свойство разрыва по определенным плоскостям называется спайностью. Поскольку скол происходит вдоль плоскостей кристаллической решетки, он может описываться так же, как и кристаллические формы. Например, если минерал имеет расщепление вдоль {100}, он сломается легко по плоскостям, параллельным грани кристалла (100), и любой другой плоскости, связанные с ним симметрией. Таким образом, если минерал принадлежит к тетрагональной кристаллической системе, он должен также расслаиваться по граням, параллельным (010), потому что (100) и (010) симметрично связаны 4-кратной осью вращения. Можно сказать, что минерал имеет два направления расщепления. [Обратите внимание, что в тетрагональной системе форма {100} имеет четыре грани: (100), (00), (010) и (00). Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий *