Nanoestruturas para o desenvolvimento de cerâmicas dentárias a base de Y-TZP de alto desempenho

• Processo: 21/04697-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2021
• Vigência (Término): 15 de maio de 2023
• Área do conhecimento: Ciências da Saúde - Odontologia - Materiais Odontológicos
• Pesquisador responsável: Paulo Noronha Lisboa Filho
• Beneficiário: Celso Antonio Goulart
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais cerâmicos Materiais nanoestruturados Caracterização estrutural Zircônia tetragonal policristalina estabilizada com ítrio (Y-TZP) Porcelana dentária Envelhecimento artificial Tenacificação Nanotubos Resistência dos materiais Baixa temperatura Propriedades mecânicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomateriais | implantes dentários | nanoestruturas | Propriedades mecânicas | Y-Tzp | Materiais Cerâmicos

Resumo

A zircônia tetragonal policristalina estabilizada com ítria (Y-TZP) é um material com grande potencial de aplicação no campo da Odontologia devido a suas propriedades mecânicas, principalmente a tenacidade à fratura. No entanto, esse material apresenta instabilidade hidrotérmica em baixa temperatura devido à transformação da fase tetragonal metaestável em monoclínica, o que leva à Degradação em Baixa Temperatura (DBT) e comprometimento das propriedades mecânicas. Este projeto de inovação propõe a síntese e caracterização estrutural, microestrutural e de sobrevida antes e após envelhecimento artificial de materiais a base de Y-TZP com grãos nanométricos e mecanismos de tenacificação baseados em distribuição não-uniforme de ítria e/ou reforços na forma de nanotubos, para aumentar a resistência à DBT e preservar as propriedades mecânicas. Serão desenvolvidos 3 grupos experimentais de amostras (n=106/grupo), os quais contarão com amostras de Y-TZP pura com grãos nanométricos, e amostras de Y-TZP com grãos nanométricos contendo adições de pó de zircônia pura (ZrO2) e nanotubos de ZrO2. As amostras serão conformadas em discos por via seca e por via úmida, para otimização de todas as etapas do processamento cerâmico, e sinterizadas pelo método de duas etapas. Após sinterizadas e polidas, uma parte das amostras de cada grupo será envelhecida em autoclave (134ºC, 2.2 bar, 20 horas) para simular o processo de DBT. As fases cristalinas serão determinadas por Difração de Raios X (DRX) e as possíveis alterações na superfície e na microestrutura após o envelhecimento serão caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura. A dureza e tenacidade à fratura serão avaliadas por microdureza Vickers e por nanoindentação e a resistência à flexão biaxial será empregada para conhecimento da probabilidade de sobrevida, módulo de Weibull e resistência característica. Para avaliação da sobrevida em fadiga, testes de vida acelerado serão realizados seguidos de análise fractográfica. As propriedades ópticas, como a translucência, das amostras nanométricas também serão avaliadas por espectroscopia UV/visível. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

GOULART, CELSO ANTONIO; PIZA, MARIANA MIRANDA DE TOLEDO; CAMPOS, TIAGO MOREIRA BASTOS; BONFANTE, ESTEVAM AUGUSTO; FILHO LISBOA, PAULO NORONHA. Y-TZP nanostructures with non-homogeneous yttria distribution for improved hydrothermal degradation resistance and mechanical properties. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 49, n. 13, p. 13-pg., 2023-05-25. (21/06730-7, 20/12874-9, 22/05496-3, 21/04697-2, 20/16500-6)