Sinterização e propriedades mecânicas de compósitos cerâmicos (Ce,Y)-TZP/Al2O3

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Coutinho, Ingrid Ferreira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Materiais dentários; Compósitos cerâmicos; (Ce,Y)-TZP/Al2O3; Degradação hidrotérmica; Propriedades mecânicas; Processamento e caracterização de materiais; Engenharia Metalúrgica; Produção intelectual; Dental materials; Ceramic composites; Hydrothermal degradation; Mechanical properties
• Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/27500

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e caracterização de um compósito cerâmico à base de (Ce,Y)TZP/ Al2O3 com potencial para uso como implantes dentários. Amostras cerâmicas de (Ce,Y)TZP/ Al2O3 foram compactadas uniaxialmente, sinterizadas a 1500°C 2h e caracterizadas por densidade relativa, difração de raios X e microestrutura. Em seguida, os materiais foram dívididas em dois grupos: 1) amostras com superfícies originais (como sinterizadas); 2) amostras com superfícies polidas. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X e o grupo de amostras polidas foi caracterizado por seu módulo de elasticidade, dureza Vickers e tenacidade à fratura. Ambos os grupos de superfícies foram submetidos a ensaios de flexão biaxial. Estatística de Weibull foi utilizada para interpretação dos resultados. De forma comparativa, amostras de zircônia 3YTZP foram sinterizadas e caracterizadas. Todas as amostras apresentaram densificação completa. Amostras de 3YTZP degradadas por 10h apresentam 16,4% da fase ZrO2 monoclínica enquanto os compósitos apresentaram 100% de fase tetragonal, após degradação. Ambos os materiais apresentam grãos equiaxiais de ZrO2 com tamanho médio de 0,48 ± 0,17 μm e 0,75 ± 0,22 μm para as cerâmicas monolíticas e compósitos respectivamente. Nos compósitos é observada a presença de grãos de Al2O3 bem distribuídos na matriz de ZrO2, em duas morfologias distintas: grãos equiaxiais e plaquetas. Os compósitos (Ce,Y)TZP/ Al2O3 apresentaram valores médios de módulo de elasticidade, dureza Vickers e tenacidade à fratura de 228,3 ± 6,5 GPa, 1427 ± 46 HV e 11,3 ± 0,4 MPa.m1/2, respectivamente. Uma inversa relação entre aumento da rugosidade superficial e redução da resistência a flexão foi observada para ambos materiais: Amostras 3YTZP apresentaram resistência média de 860,7 ± 81 MPa (como sinterizadas) e 965,4 ± 93 MPa (superfícies polidas), enquanto os compósitos (Ce,Y)TZP/ Al2O3 apresentam resistência a flexão média de 810,6 ± 147 MPa ( como sinterizadas) e 952,6 ± 88 MPa (superfícies polidas).Os compósitos (Ce,Y)TZP/ Al2O3 apresentaram alta resistência a degradação em saliva e propriedades adequadas para o uso como implantes dentários. Os valores de resistência a flexão (>950 MPa) e módulo de Weibull (m > 10) similares as cerâmicas 3YTZP convencionais. Destaque é dado aos altos valores de KIC, resultantes da associação de diferentes mecanismos de tenacificação que atuam simultaneamente no material.