Desenvolvimento de blocos pré sinterizados de compósito ZTA - 80%Al2O3 / 20%ZrO2 para fresagem em sistema CAD/CAM

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Lopes, Adolfo Coelho de Oliveira
• 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: Al2O3-ZrO2; composite; compósito; mechanical property; microestrutura; microstructure; optical property; propriedade mecânica; propriedade óptica; ZrO2-Al2O3
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-10112023-154643/

A zircônia tetragonal estabilizada por ítria (Y-TZP) é um material promissor, mas que apresenta instabilidade hidrotérmica em baixa temperatura pela transformação da fase tetragonal metaestável em fase monoclínica, podendo levar à degradação em baixa temperatura (DBT), que pode comprometer a previsibilidade dos tratamentos reabilitadores em longo prazo. Portanto, o presente trabalho tem por objetivo inovar na síntese de compósitos policristalinos em forma de blocos présinterizados à base de alumina reforçada por zircônia (ZTA - zirconia-toughened alumina) para uso em CAD/CAM, a fim de trazer as melhores características tanto da alumina quanto da zircônia, oferecendo materiais com resistência mecânica melhorada em relação à alumina e mais resistente à DBT em relação à zircônia. Um compósito ZTA 80% Al2O3 - 20% ZrO2 foi sintetizado em matrizes específicas para gerar blocos usináveis em CAD/CAM. O experimento foi dividido em duas etapas: 1.1) Usinagem de discos 14 mm x 1 mm (ISO 6872:2015) para serem caracterizados quanto a densidade, difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e propriedades ópticas. 1.2) Usinagem de discos para avaliação mecânica incluindo indentação Vickers e tenacidade a fratura e resistência a flexão biaxial (RFB). Para todos os testes, foram realizadas análises antes e após um protocolo de envelhecimento hidrotérmico acelerado em autoclave. Os resultados desta pesquisa mostraram o sucesso da síntese do ZTA experimental, com picos típicos de alumina e zircônia (fases monoclínica, tetragonal e cúbica), bem como não houve diferença nos espectros de DRX para ambas as condições envelhecidas ou não. As micrografias sugerem que o processamento do ZTA propiciou uma excelente compactação do material e gerou uma matriz cristalina densa, com grãos esféricos e poucos defeitos intergranulares, mantendo a microestrutura antes e após o envelhecimento. O compósito ZTA fresado apresentou alta opacidade (alta razão de contraste) e capacidade de mascaramento (baixo parâmetro de translucidez) para amostras imediatas e envelhecidas. Da mesma forma, o processo de envelhecimento não alterou os valores de dureza (17 GPa) e tenacidade à fratura (5.5 GPa MPamm1/2) do compósito ZTA usinado a partir dos blocos. O compósito ZTA também não apresentou alteração significativa no módulo de Weibull (15) e resistência característica (450 MPa) antes e após envelhecimento hidrotérmico. O ZTA experimental fresado apresentou alta probabilidade de sobrevida para missões de tensão de 100 e 300 MPa (99%), independentemente da condição de armazenamento. No entanto, para uma missão de 500 MPa, as amostras apresentaram uma redução estatisticamente significativa na probabilidade de sobrevida (2%) para ambas as condições de armazenamento. Conclui-se que o método de síntese e processamento proposto foi capaz de sintetizar com sucesso um compósito ZTA 80% Al2O3 - 20% ZrO2 em formato de blocos para serem fresados em sistema CAD/CAM odontológico, resistente ao envelhecimento hidrotérmico.