Caracterização e análise do efeito da fadiga nas propriedades físico-químicas, ópticas e mecânicas de um compósito ATZ experimental (80%ZrO2-20%Al2O3) comparado à 3Y-TZP antes e após o envelhecimento hidrotérmico

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Carvalho, Laura Firmo de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: CerâmicaMateriais dentários; Ceramics; Dental materials; Mechanical tests; Testes mecânicos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-22012025-123226/

Os objetivos foram avaliar os efeitos de diferentes protocolos de envelhecimento nas propriedades químicas, físicas, ópticas e mecânicas e na probabilidade de sobrevida de um compósito ATZ experimental comparado à 3Y-TZP. Duzentos discos foram obtidos através de prensagem uniaxial de pós comerciais (Tosoh), ATZ composto de 80% ZrO/20% AlO (TZ- 3YS20AB) e 3Y-TZP (3Y-SBE). Os espécimes de cada material foram divididos em diferentes grupos de acordo com o protocolo de envelhecimento: imediato, envelhecido em autoclave e envelhecido em reator hidrotérmico. Os protocolos de envelhecimento foram realizados a 134 ºC por 20 horas a 2,2 bar. Avaliações cristalinas foram realizadas utilizando Difração de Raios-X (DRX). Os testes de nanoindentação mediram o módulo de elasticidade (Em) e a nanodureza (H). As propriedades ópticas (razão de contraste [RC] e parâmetro de translucidez [PT]) e as propriedades mecânicas (dureza vickers [HV] e tenacidade à fratura [KIC]) foram avaliadas. Teste de Resistência a Flexão Biaxial (RFB) e teste de Fadiga Acelerada Progressiva (SSALT), com três perfis de carga e ciclos, foram utilizadas para determinar a resistência característica, módulo de Weibull (m) e probabilidade de sobrevida. Os dados de Em, H, RC, PT, HV e K1C foram analisados por ANOVA e teste de Tukey. Estatística de Weibull foi utilizada para determinar o módulo de Weibull, resistência característica e probabilidade de sobrevida. Os difractogramas revelaram a presença de fase monoclínica em ambos os materiais após o envelhecimento. O reator hidrotérmico reduziu o Em para ATZ em comparação à sua condição imediata; e o H tanto para ATZ quanto para 3Y-TZP em relação às suas condições imediatas e de envelhecimento em autoclave, respectivamente. As propriedades ópticas do ATZ não foram afetadas pelo envelhecimento e apresentaram maior CR e menor TP do que a 3Y-TZP. Maior HV e K1C foram observadas para o ATZ em comparação com a 3Y-TZP, independentemente do envelhecimento. A partir do teste de RFB o envelhecimento aumentou significativamente a resistência característica para ATZ, enquanto diminui para 3Y-TZP. Não foi observada diferença em relação ao módulo de Weibull, exceto para 3Y-TZP envelhecido em reator. Para tensões de até 500 MPa, ambos os materiais apresentaram alta probabilidade de sobrevida (>99%) independentemente da condição de envelhecimento. A partir do teste de fadiga acelerada progressiva, a 3Y-TZP e o ATZ apresentaram módulo de Weibull semelhante sob a mesma condição de envelhecimento e resistência característica semelhante para as condições de envelhecimento imediato e em reator. O ATZ envelhecido apresentou probabilidade de sobrevida similar ao 3Y-TZP envelhecido a 300 e 500 MPa, independentemente do método de envelhecimento. A 800 MPa, a probabilidade de sobrevida de todos os grupos foi 8 significativamente reduzida. Não foi observada diferença para ATZ e 3Y-TZP envelhecidos pelo reator em 800 MPa. O compósito ATZ exibiu alta probabilidade de sobrevida após envelhecimento em reator hidrotérmico até 800 MPa, comparável à 3Y-TZP sob a mesma condição. Conclui-se que enquanto o ATZ demonstrou estabilidade física, microestrutural óptica e mecânica, o envelhecimento afetou significativamente essas propriedades na 3Y-TZP. O ATZ também apresentou maior tenacidade à fratura em comparação com a zircônia.