Caracterização da vitrocerâmica de Li2Si2O5 em função do tratamento térmico e da análise da usinagem - Simba, Bruno Galvão (2019)
O dissilicato de lítio, Li2Si2O5, é um material vitrocerâmico muito utilizado na fabricação de próteses dentárias, possui grande destaque por ser biocompatível e devido suas propriedades estéticas, químicas e mecânicas, permite a confecção de próteses a partir da usinagem CAD/CAM (COMPUTER-AIDED DESIGN / COMPUTER-AIDED MANUFACTURING), com elevada precisão dimensional e a possibilidade de restauração imediata em pacientes. Os materiais comerciais são disponibilizados com estrutura Li2SiO3 (metassilicato de lítio) cujas características são: alta usinabilidade e baixa tenacidade à fratura. Após a usinagem das próteses, o material sofre tratamento térmico visando à conversão do Li2SiO3 em Li2Si2O5 (dissilicato de litio), fase de melhor tenacidade e excelente apelo estético. A compreensão desta transformação de fase, seus efeitos na usinabilidade e nas propriedades mecânicas é de interesse tecnológico e científico, pois o material será utilizado como prótese dentária após este processamento. Este trabalho visou à avaliação do Li2Si2O5 em relação as propriedades químicas, físicas e mecânicas quando submetido a diferentes tratamentos térmicos. Foram empregados métodos de caracterização por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), massa específica aparente, além da determinação da dureza, tenacidade à fratura, constantes elásticas e resistência à flexão biaxial sob diferentes condições de tratamento térmico. Também foram analisados a distribuição de partículas das ferramentas utilizadas no processo de usinagem e os parâmetros de rugosidade Ra, Rz e Rt das superfícies usinadas. Os resultados indicaram que as amostras sem tratamento térmico apresentaram 43,47% de Li2SiO3 e 56,53% de fase amorfa em sua composição. Nessa condição, o material apresenta excelente usinabilidade, com tenacidade à fratura de 1,30 ± 0,02 MPa.m1/2, módulo de elasticidade de 82,3 GPa e resistência à flexão biaxial de 166,3 ± 22,5 MPa. A realização de tratamentos térmicos em temperaturas de 820-840 °C, por diferentes tempos, promove uma redução do teor de fase amorfa e aumento do módulo de elasticidade, refletido no leve aumento da tenacidade à fratura. Ganhos consideráveis de resistência à flexão biaxial são relacionados às condições de tratamento térmico onde apenas o Li2Si2O5 e a fase residual amorfa são encontrados (840 °C-7 min), pois nas condições de tratamento térmico onde as fases Li2SiO3, Li2Si2O5, SiO2 (cristobalita) e fase amorfa coexistem, as características dessas fases promovem tensões residuais, que inibem o aumento da resistência à flexão biaxial.