Characterization of a hydrothermally aged experimental alumina-toughened zirconia composite

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Carvalho, Laura F. ; Bergamo, Edmara T. P. ; Campos, Tiago M. B. ; Fermino, Elisa S. ; Alves, Larissa M. M. ; Benalcazar-Jalkh, Ernesto B. ; Sousa, Edisa O. ; Coelho, Paulo G. ; Witek, Lukasz ; Tebcherani, Sergio M. ; Gierthmuehlen, Petra C. ; Thim, Gilmar Patrocinio ; Yamaguchi, Satoshi ; Carvalho, Alexandre M. ; Bonfante, Estevam A.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Dental Materials; v. 40, n. 9, p. 13-pg., 2024-08-14.

Resumo

Objectives To assess the effects of different aging protocols on chemical, physical, and mechanical properties of an experimental ATZ composite compared to a zirconia. Methods Disc-shaped specimens were obtained through uniaxial pressing of commercial powders (Tosoh), ATZ comprised of 80%ZrO2/20%Al2O3 (TZ-3YS20AB) and 3Y-TZP (3Y-SBE). The specimens of each material were divided into different groups according to the aging protocol: immediate, autoclave aging and hydrothermal reactor aging. The aging protocols were performed at 134 degrees C for 20 h at 2.2 bar. Crystalline evaluations were performed using X-Ray Diffraction. The nanoindentation tests measured the elastic modulus (Em) and hardness (H). Biaxial flexural strength was performed, and Weibull statistics were used to determine the characteristic strength and Weibull modulus. The probability of survival was also determined. The Em and H data were analyzed by one-way ANOVA and Tukey test. Results Diffractograms revealed the presence of monoclinic phase in both materials after aging. The hydrothermal reactor decreased the Em for ATZ compared to its immediate condition; and the H for both ATZ and 3Y-TZP regarding their immediate and autoclave aging conditions, respectively. The aging protocols significantly increased the characteristic strength for ATZ, while decreased for 3Y-TZP. No difference regarding Weibull modulus was observed, except for 3Y-TZP aged in reactor. For missions of up to 500 MPa, both materials presented a high probability of survival (>99 %) irrespective of aging condition. Significance The synthesized ATZ composite exhibited greater physical and microstructural stability compared to 3Y-TZP, supporting potential application of the experimental material for long-span reconstructive applications. (AU)

• Processo FAPESP: 21/07440-2 - Infiltração graduada por vidro em uma zircônia ultra translúcida (5Y-PSZ): síntese, processamento e caracterização das propriedades físicas e mecânicas
• Beneficiário: Larissa Marcia Martins Alves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-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: 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
• 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: 22/13426-5 - Efeito do envelhecimento hidrotérmico nas propriedades físicas e mecânicas de um sistema de zircônia
• Beneficiário: Elisa de Souza Fermino
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 20/12874-9 - Infiltração gradada por vidro em um compósito experimental à base de whiskers de alumina e zircônia: desenvolvimento, caracterização microestrutural e das propriedades ópticas e mecânicas
• Beneficiário: Tiago Moreira Bastos Campos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• 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: 22/07733-2 - Caracterização física e mecânica de um sistema de zircônia bicamada: influência do envelhecimento hidrotérmico
• Beneficiário: Edisa de Oliveira Sousa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - 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: 23/07289-8 - Influência da degradação em baixa temperatura na resistência ao desgaste de uma zircônia translúcida reciclada
• Beneficiário: Larissa Marcia Martins Alves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-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