Compósitos experimentais 70%Al2O3-30%ZrO2: caracterização estrutural, topográfica e mecânica antes e após envelhecimento

Autor(es)

Ernesto Byron Benalcazar Jalkh

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Bauru.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Odontologia de Bauru (FOB/SDB)
• Data de defesa: 2021-11-03

Membros da banca

Estevam Augusto Bonfante; Edmara Tatiely Pedroso Bergamo; Paulo Noronha Lisboa Filho; Sergio Mazurek Tebcherani

• Orientador: Estevam Augusto Bonfante; Paulo Francisco Cesar

Resumo

Objetivo: Avaliar o efeito do envelhecimento na estrutura cristalina, topografia de superfície e propriedades mecânicas de um compósito experimental de alumina reforçada com zircônia (ZTA) composto por 70% de Al2O3 e 30% de uma zirconia de segunda geração, em comparação com os seus materiais individuais. Materiais e métodos: Espécimes em formato de discos foram divididos em quatro grupos (n = 10 / material): 1) 3YSB-E (3Y-TZP de primeira geração), 2) Zpex (3Y-TZP de segunda geração), 3) Alumina e 4) ZTA-Zpex 70/30. Difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram usados para caracterizar o conteúdo cristalino e a microestrutura dos materiais. Testes de refletância foram realizados para determinar a razão de contraste (RC) e o parâmetro de translucidez (PT). As propriedades mecânicas foram avaliadas pelo teste de resistência à flexão biaxial (RFB) para determinar os parâmetros de Weibull. ZTA, Zpex e Alumina foram adicionalmente testados sob nanoindentação para obter módulo de elasticidade (E) e dureza (H); e por Interferometria para avaliar parâmetros de rugosidade superficial 3D (Sa, Sq). Todas as análises foram realizadas antes e após o envelhecimento artificial (20h, 134oC, 2,2 bar). Os dados de propriedades ópticas foram avaliados por meio da análise de variância de medidas repetidas e testes de Tukey (p <0,05); os dados da RFB foram analisados pela estatística de Weibull (IC95%); e dados de nanoindentação e resultados topográficos foram analisados usando modelos lineares mistos e testes pos-hoc de diferença de mínimos quadrados (a = 5%). Resultados: Valores de alta densidade foram encontrados para todos os materiais e as imagens de MEV exibiram uma microestrutura densa. Os padrões de XRD revelaram a preservação do conteúdo cristalino no compósito ZTA, enquanto um aumento nos picos monoclínicos foi observado para zircônias puras após envelhecimento. Maior RC e menor PT foram observados para o compósito ZTA, seguido por alumina, 3YSB-E e Zpex. O maior estresse característico foi registrado para 3YSB-E, seguido por valores intermediários entre Zpex e ZTA, e o menor para Alumina. Al2O3 apresentou os maiores valores de H e E, seguido por ZTA-70/30 e Zpex, todos significativamente diferentes. O envelhecimento afetou as propriedades ópticas e mecânicas de ambas as zircônias, enquanto se manteve estável para o compósito ZTA e alumina. O envelhecimento não afetou os parâmetros de rugosidade da superfície de ZTA-70/30 e Al2O3, embora um aumento significativo de Sa tenha sido registrado para Zpex após o envelhecimento. Conclusão: A síntese experimental do compósito ZTA 70-30% foi bem-sucedida e sua relevância para aplicações odontológicas está em sua maior capacidade de mascaramento, resistência ao envelhecimento em todos os parâmetros testados e resistência semelhante à zircônia. O envelhecimento aumentou significativamente o conteúdo monoclínico das zircônias puras e afetou as suas propriedades ópticas e mecânicas, bem como sua rugosidade superficial. (AU)

• Processo FAPESP: 18/03072-6 - Compósitos experimentais 70%Al2O3-30%ZrO2: caracterização estrutural e da sobrevida antes e após envelhecimento
• Beneficiário: Ernesto Byron Benalcazar Jalkh
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado