Microstructural, mechanical, and optical characterization of an experimental aging-resistant zirconia-toughened alumina (ZTA) composite

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Lopes, A. C. O. ^[1] ; Coelho, P. G. ^{[2, 3, 4]} ; Witek, L. ^[2] ; Benalcazar Jalkh, E. B. ^{[2, 1]} ; Genova, L. A. ^[5] ; Monteiro, K. N. ^[6] ; Cesar, P. F. ^[6] ; Lisboa-Filho, P. N. ^[7] ; Bergamo, E. T. P. ^[1] ; Ramalho, I. S. ^[1] ; Campos, T. M. B. ^[8] ; Bonfantea, E. A. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Bauru Sch Dent, Dept Prosthodont & Periodontol, Al Octavio Pinheiro Brisola 9-75, Bauru, SP - Brazil

^[2] NYU, Coll Dent, Dept Biomat & Biomimet, New York, NY - USA

^[3] NYU Tandon Sch Engn, Mech & Aerosp Engn, New York, NY - USA

^[4] NYU Langone Med Ctr, Hansjorg Wyss Dept Plast Surg, New York, NY - USA

^[5] Inst Res Nucl Energy, Sao Paulo, SP - Brazil

^[6] Univ Sao Paulo, Sch Dent, Dept Biomat & Oral Biol, Sao Paulo, SP - Brazil

^[7] Sao Paulo State Univ, Dept Phys, Bauru, SP - Brazil

^[8] Aeronaut Technol Inst ITA, Phys Dept, Sao Jose Dos Campos, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Dental Materials; v. 36, n. 12, p. E365-E374, DEC 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Objective. To evaluate the effect of aging on the microstructural, mechanical, and optical properties of an experimental zirconia-toughened alumina composite with 80%Al2O3 and 20%ZrO2 (ZTA Zpex) compared to a translucent zirconia (Zpex) and Alumina. Methods. Disc-shaped specimens were obtained by uniaxial and isostatic pressing the synthesized powders (n = 70/material). After sintering and polishing, half of the specimens underwent aging (20 h, 134 degrees C, 2.2 bar). Crystalline content and microstructure were evaluated using X-ray diffraction and scanning electron microscopy, respectively. Specimens underwent biaxial flexural strength testing to determine the characteristic stress, Weibull modulus, and reliability. Translucency parameter (TP) and Contrast ratio (CR) were calculated to characterize optical properties. Results. ZTA Zpex demonstrated a compact surface with a uniform dispersion of zirconia particles within the alumina matrix, and typical alumina and zirconia crystalline content. ZTA Zpex and alumina exhibited higher CR and lower TP than Zpex. ZTA Zpex and Zpex showed significantly higher characteristic stress relative to alumina. While aging did not affect optical and mechanical properties of ZTA Zpex and alumina, Zpex demonstrated a significant increase in translucency, as well as a in characteristic stress. Alumina reliability was significantly lower than others at 300 MPa, ZTA Zpex and Zpex reliability decreased at 800 MPa, except for aged Zpex. Significance. While aging did not affect the mechanical nor the optical properties of ZTA Zpex and alumina, it did alter both properties of Zpex. The results encourage further investigations to engineer ZTA as a framework material for long span fixed dental prostheses specially where darkened substrates, such as titanium implant abutments or endodontically treated teeth, demand masking. (C) 2020 The Academy of Dental Materials. Published by Elsevier Inc. All rights reserved. (AU)

• Processo FAPESP: 16/17793-1 - Desenvolvimento e caracterização mecânica e óptica de compósito 80% Al2O3 e 20% ZrO2 translúcida para próteses monolíticas CAD/CAM
• Beneficiário: Adolfo Coelho de Oliveira Lopes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 17/19362-0 - DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA E ÓPTICA DE COMPÓSITO 80% Al2O3 e 20% ZrO2 TRANSLÚCIDA PARA PRÓTESES MONOLÍTICAS CAD/CAM
• Beneficiário: Adolfo Coelho de Oliveira Lopes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• 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
• Processo FAPESP: 12/19078-7 - Desenvolvimento e processamento de compósito de Al2O3-ZrO2 para próteses monolíticas CAD/CAM: efeito do envelhecimento na resistência à flexão biaxial
• Beneficiário: Estevam Augusto Bonfante
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 19/14798-0 - Desenvolvimento de blocos pré sinterizados de compósito ZTA - 80%Al2O3/20%ZrO2 para fresagem em sistema CAD/CAM
• Beneficiário: Adolfo Coelho de Oliveira Lopes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/08693-1 - Compósitos experimentais à base de alumina e zircônia infiltrados por vidro: caracterização microestrutural e das propriedades ópticas e mecânicas.
• Beneficiário: Edmara Tatiely Pedroso Bergamo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/00452-5 - COMPÓSITOS EXPERIMENTAIS 70%Al2O3-30%ZrO2: CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA, ESTRUTURAL E TOPOGRÁFICA
• Beneficiário: Ernesto Byron Benalcazar Jalkh
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 16/18818-8 - EMU concedido no processo 2012/19078-7: ElectroPuls E3000 Linear-Torsion All-Electric dynamic test instrument package
• Beneficiário: Estevam Augusto Bonfante
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários