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Marun, Manoela M. ; Campos, Tiago M. B. ; Alves, Larissa M. M. ; Sousa, Edisa O. ; Galli, Mateus Z. ; Benalcazar-Jalkh, Ernesto B. ; Carvalho, Laura F. ; Monteiro-Sousa, Raphaelle S. ; Bergamo, Edmara T. P. ; Tebcherani, Sergio M. ; Gierthmuehlen, Petra ; Yamaguchi, Satoshi ; Thim, Gilmar Patrocinio ; Coelho, Paulo G. ; Bonfante, Estevam A.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: NEXT MATERIALS; v. 8, p. 11-pg., 2025-07-01.

Resumo

The aim of this study was to synthesize an experimental bilayer zirconia composed of second-generation 3Y-TZP and ultra-translucent 4Y-PSZ, as well as to characterize its microstructure, optical, and mechanical properties, and compare it with its monolithic counterparts before and after hydrothermal aging. Disc-shaped specimens (ISO 6872:2015) were obtained by uniaxial pressing of commercial powders (Zpex and Zpex4; Tosoh Corporation). Then, the discs were sintered at 1550 degrees C for 2 h and divided into 3 groups: bilayer 3Y/4Y, monolithic 3Y and 4Y. Half of the samples of each group were subjected to hydrothermal reactor aging (20 h, 2.2 bar and 134 degrees C). Specimens were characterized using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy. Optical properties were determined by contrast ratio (CR) and translucency parameter (TP). Mechanical properties were assessed by biaxial flexural strength. XRD evidenced 66 %, 32 %, 66 %, and 40 % of monoclinic phase for aged 3Y-bilayer, 4Y-bilayer, 3Y-control and 4Y-control, respectively. Raman spectra presented monoclinic content on the aged surface of 87 %, 45 %, 87 %, and 47 % for 3Y-bilayer, 4Ybilayer, 3Y-control, and 4Y-control, respectively. SEM exhibited dense and homogeneous microstructure with smaller grains in bilayer groups, unaffected by aging. Hydrothermal aging did not influence TP and CR, regardless of the system. 3Y demonstrated lower TP and higher CR compared to 4Y and bilayer groups. Aging increased the characteristic strength of all groups. Fractographic marks indicated the origin of fracture and direction of crack propagation from tensile side defects to the compression surface. Hydrothermal aging triggered alterations in the crystalline content, microstructure, and mechanical properties of the experimental bilayer zirconia system as well as of their monolithic controls. (AU)

• Processo FAPESP: 22/05495-7 - EMU concedido no processo 21/06730-7: ElectroPuls E3000 All-Electric Dynamic Test Instrument, INSTRON
• Beneficiário: Estevam Augusto Bonfante
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• 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: 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: 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: 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: 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: 22/05496-3 - EMU concedido no processo 21/06730-7: Macrodurômetro VH1150 - Buehler
• Beneficiário: Estevam Augusto Bonfante
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• 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: 23/02142-9 - Caracterização nanomecânica de um sistema experimental de zircônia bicamadas
• Beneficiário: Edisa de Oliveira Sousa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• 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: 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: 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: 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