Análise microestrutural e propriedades mecânicas de cerâmicas vítreas cristalizadas por energia de micro-ondas

Autor(es)

Ana Beatriz Gomes de Carvalho

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São José dos Campos. 2020-03-26.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Ciência e Tecnologia. São José dos Campos
• Data de defesa: 2020-01-31
• Orientador: Guilherme de Siqueira Ferreira Anzaloni Saavedra

Resumo

O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade de um processo alternativo de cristalização por meio de energia de micro-ondas, e estabelecer um protocolo de cristalização para três vitrocerâmicas comerciais; além de avaliar o efeito deste processo na microestrutura e propriedades mecânicas das mesmas. A hipótese nula foi que a cristalização por meio de energia de micro-ondas não afetou as características microestruturais e consequentemente as propriedades destes materiais cerâmicos. Foram confeccionados 180 discos a partir de blocos de três diferentes vitrocerâmicas: dissilicato de lítio (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent) e silicatos de lítio reforçados por zircônia (I – Suprinity, Vita Zahnfabrik; II – Celtra, Dentsply), seguindo as dimensões da norma ISO 6872 (12 x 1,2 mm). Foram testadas três temperaturas de cristalização em forno de micro-ondas (700ºC, 770ºC e 850ºC), e os testes de flexão biaxial, MEV e DRX foram utilizados para definir qual a temperatura em que as cerâmicas apresentaram melhor comportamento. Os testes de densidade, translucidez, rugosidade superficial, dureza Vickers e desgaste de três e dois corpos foram realizados com as amostras cristalizadas apenas nas temperaturas selecionadas para cada cerâmica. Para o grupo DL-mo, a temperatura de cristalização foi 850ºC, e a resistência do material aumentou (422,4 ± 63,53). Para os grupos SLZ1-mo e SLZ2-mo, a temperatura de cristalização foi 770ºC, com resistências aproximadamente semelhantes ao grupo convencional (302,8 ± 37,86 e 268,7 ± 44,85 respectivamente). Os testes de translucidez e densidade mostraram uma relação estatística em que as cerâmicas com maior densidade possuem maior translucidez, como as SLZ1-mo e SLZ2-mo. O teste de rugosidade não apresentou diferença estatística para os parâmetros Ra e Rsm, apenas para Rz. Para o teste de desgaste de três corpos, o grupo cristalizado em micro-ondas sofreu menor taxa de desgaste (0.22 ± 0.71) do que o grupo convencional (0.62 ± 0.4); enquanto para o teste de desgaste de dois corpos a forma de cristalização não foi uma variável estatisticamente significante. SLZ1 apresentou maior taxa de desgaste, independentemente da forma de cristalização (1.30 ± 1.79). Concluiu-se que o processo de cristalização é viável para vitrocerâmicas, e que diferentes temperaturas de cristalização resultam em diferentes microestruturas e propriedades mecânicas. A temperatura de cristalização para DL, utilizando energia de micro-ondas, é 850ºC e para SLZ1 e SLZ2 é 770ºC. Cerâmicas cristalizadas em forno de micro-ondas apresentam menor taxa de desgaste, maior resistência à flexão, maiores módulos de Weibull, e consequentemente maior longevidade. (AU)

• Processo FAPESP: 18/09577-2 - Análise microestrutural e comportamento mecânico de cerâmicas vítreas cristalizadas por energia de micro-ondas
• Beneficiário: Ana Beatriz Gomes de Carvalho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado