Stability of fatigued and aged ZTA compared to 3Y-TZP and Al2O3 ceramic systems

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Jalkh, Ernesto B. Benalcazar ; Bergamo, Edmara T. P. ; Campos, Tiago M. B. ; de Araujo-Junior, Everardo N. S. ; Lopes, Adolfo C. O. ; Tebcherani, Sergio M. ; Yamaguchi, Satoshi ; Genova, Luis A. ; Gierthmuehlen, Petra C. ; Witek, Lukasz ; Coelho, Paulo G. ; Bonfante, Estevam A.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF THE MECHANICAL BEHAVIOR OF BIOMEDICAL MATERIALS; v. 135, p. 9-pg., 2022-11-01.

Resumo

To evaluate the effect of fatigue and aging on the crystalline content and reliability of a zirconia-toughened-alumina (ZTA) composite compared to its individual counterpart materials (3Y-TZP and Al2O3).Thirty-six disc-shaped specimens per group were obtained to comply with ISO 6872:2015. Crystalline content, microstructure and reliability of experimental groups were evaluated in four stages: 1) immediate; 2) aged; 3) fatigued; 4) aged + fatigue. Aging was performed in autoclave and Step-Stress-Accelerated-Life-Testing (SSALT) was performed using three stress profiles. Weibull statistics were used to determine Weibull parameters and life -expectancy. A significant increase in monoclinic phase in 3Y-TZP was observed after aging (19.31%), fatigue (17.88%) and aging + fatigue (55.81%), while ZTA evidenced minimal variation among all conditions (<5.69%). 3Y-TZP presented higher reliability than ZTA at 300 and 500 MPa, and ZTA outperformed Al2O3 at the same stress missions. None of the ceramics yielded acceptable reliability at 800 MPa. A higher characteristic strength was observed for 3Y-TZP, followed by ZTA and Al2O3. While after aging ZTA and Al2O3 remained stable, 3Y-TZP exhibited a significant increase in the characteristic stress. Aging did not affect the reliability of ZTA and Al2O3. 3Y-TZP demonstrated an increase in monoclinic content and characteristic strength after aging. (AU)

• 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: 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: 21/06730-7 - Rumo à zircônia sustentável reciclada a partir do descarte de usinagem e melhorada por infiltração graduada e ao desenvolvimento de blocos de zircônia multicamada resistentes, graduados, e não suscetíveis ao envelhecimento
• Beneficiário: Estevam Augusto Bonfante
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• 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: 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: 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: 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
• Processo FAPESP: 21/08018-2 - Caracterização nanomecânica de compósitos ZTA e ATZ infiltrados por vidro
• Beneficiário: Edmara Tatiely Pedroso Bergamo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/07157-1 - Caracterização física e mecânica de um sistema multicamadas utilizando zircônia reciclada
• Beneficiário: Ernesto Byron Benalcazar Jalkh
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado