RESUMEN
OBJECTIVE: To synthesize a zirconia toughened alumina (ZTA) composite with 70% alumina reinforced by 30% zirconia for dental applications and to characterize its microstructure and optical properties for comparison with the isolated counterpart materials and a first-generation 3Y-TZP. METHODS: Disc-shaped specimens were divided in four groups (n = 70/material): (1) 3YSB-E (first generation 3Y-TZP), (2) Zpex (second generation 3Y-TZP), (3) alumina, and (4) ZTA-Zpex 70/30. After synthesis, ceramic powders were pressed, and green-body samples sintered following a predetermined protocol. Specimens were polished to obtain a mirror surface finish. Apparent density was measured by Archimedes principle. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) were used to characterize the crystalline content and microstructure. Reflectance tests were performed to determine the contrast-ratio (CR) and translucency-parameter (TP). Mechanical properties were assessed by biaxial flexural strength (BFS) test. All analyses were conducted before and after artificial aging (20 h, 134 °C, 2.2 bar). Optical parameters were evaluated through repeated-measures analysis of variance and Tukey tests (p < 0.05). BFS data were analyzed using Weibull statistics (95% CI). RESULTS: High density values (95-99%) were found for all ceramic materials and SEM images exhibited a dense microstructure. While XRD patterns revealed the preservation of crystalline content in the ZTA composite, an increase in the monoclinic peak was observed for pure zirconias after aging. Significantly higher CR and lower TP values were observed for the ZTA composite, followed by alumina, 3YSB-E, and Zpex. The highest characteristic stress was recorded for 3YSB-E, followed by intermediate values between ZTA and Zpex, and the lowest for alumina. Aging affected the optical and mechanical properties of both zirconias, while remained stable for ZTA composite and alumina. SIGNIFICANCE: The synthesis of experimental 70-30% ZTA composite was successful and its relevance for dental applications relies on its higher masking ability, aging resistance, and strength similar to zirconia.
Asunto(s)
Óxido de Aluminio , Circonio , Cerámica , Materiales Dentales , Ensayo de Materiales , Propiedades de Superficie , ItrioRESUMEN
Objetivos: O estudo avaliou, para quatro diferentes zircônias monolíticas translúcidas, o efeito da microestrutura e do estado da superfície (glazeada versus polida após simulação de ajuste oclusal) nas seguintes respostas: (1) propriedades mecânicas (resistência a flexão biaxial, tenacidade à fratura e dureza Vickers; (2) molhamento de superfície a partir da verificação do ângulo de contato; (3) perda de volume e rugosidade superficial após ensaio de desgaste e (4) parâmetros de translucidez. Materiais e métodos: quatro diferentes blocos de zircônias translúcidas foram utilizadas nesse estudo; Prettau anterior, Lava Plus, Cercon hT e Cercon xT. Foram confeccionados 112 espécimes em formato de disco para cada material, tendo sido todos eles glazeados e parte dos espécimes foram ajustados superficialmente com o uso de pontas diamantadas (simulação de ajuste oclusal) e posteriormente polidos com o uso de ponta de borrachas (simulação de polimento clínico). Os espécimes utilizados nos ensaios de dureza Vickers e tenacidade à fratura foram polidos com o uso de lixas e soluções diamantadas em politriz semiautomática. Parte dos espécimes confeccionados sofreram o ensaio de desgaste. Anteriormente, foram levados a um perfilômetro óptico para determinação de seu perfil topográfico para a determinação da rugosidade e posterior avaliação da perda de volume. Em seguida, os discos foram submetidos ao ensaio de desgaste em uma simuladora da mastigação por meio milhão de ciclos com carga de 30 N e frequência de 2 Hz. Após o ensaio de desgaste, os espécimes foram submetidos novamente à análise topográfica através de perfilometria óptica para determinação da perda de volume e rugosidade superficial. Foram avaliadas também as propriedades mecânicas por meio dos ensaios de resistência a flexão biaxial, tenacidade a fratura e dureza Vickers, e a análise de molhamento de superfície por meio da mensuração do ângulo de contato e caracterização das propriedades de ópticas sobre os parâmetros de translucidez. Resultados: na resistência á flexão foi verificado o efeito do estado da superfície, na condição ajuste Cercon hT apresentou o maior valor e o Lava Plus o menor, para a condição glaze não foi encontrada diferença entre os valores de resistência os materiais testados; os valores médios de dureza foram semelhantes para os materiais testados; as médias de tenacidade à fratura foram significativamente diferentes Lava Plus apresentou o maior valor e o Cercon hT e Prettau o menor que foram semelhantes entre si; para os valores de ângulo de contato foram estatisticamente superiores na condição ajuste para todos os materiais; para os valores médios de rugosidade média foi verificado o efeito do ajuste e posterior polimento para o Cercon hT, após ensaio de desgaste foi verificado o aumento da rugosidade para todos os materiais independente da condição, os valores de Ra para a condição ajuste foi numericamente maior se comparada a condição glaze para todos os materiais, os valores médios de perda de volume após ensaio de desgaste foi significativamente maior para o Lava Plus na condição ajuste, para os demais materiais o estado as superfície não afetou significativamente a perda de volume, para os valores do parâmetro de translucidez os materiais Lava Plus e Prettau tiveram valores menores semelhantes e significativos aos valores de Cercon hT e xT que foram superiores e semelhante entre si, na condição ajuste os materiais Cercon hT e Cercon xT continuaram apresentando valores semelhantes e superiores a Prettau, o Lava Plus após ajuste apresentou valores semelhantes estatisticamente aos valores de PT dos materiais Cercon xT e hT o material Cercon hT apresentou maior valor de resistência após ajuste Conclusão: Houve efeito da microestrutura e do estado de superfície para a resistência à flexão, rugosidade média e para o parâmetro de translucidez; o efeito da microestrutura na tenacidade à fratura, e foi observado o efeito do estado de superfície para os valores do ângulo de contato e na perda de volume.
Asunto(s)
Pulido DentalRESUMEN
Objetivos: O estudo avaliou, para quatro diferentes zircônias monolíticas translúcidas, o efeito da microestrutura e do estado da superfície (glazeada versus polida após simulação de ajuste oclusal) nas seguintes respostas: (1) propriedades mecânicas (resistência a flexão biaxial, tenacidade à fratura e dureza Vickers; (2) molhamento de superfície a partir da verificação do ângulo de contato; (3) perda de volume e rugosidade superficial após ensaio de desgaste e (4) parâmetros de translucidez. Materiais e métodos: quatro diferentes blocos de zircônias translúcidas foram utilizadas nesse estudo; Prettau anterior, Lava Plus, Cercon hT e Cercon xT. Foram confeccionados 112 espécimes em formato de disco para cada material, tendo sido todos eles glazeados e parte dos espécimes foram ajustados superficialmente com o uso de pontas diamantadas (simulação de ajuste oclusal) e posteriormente polidos com o uso de ponta de borrachas (simulação de polimento clínico). Os espécimes utilizados nos ensaios de dureza Vickers e tenacidade à fratura foram polidos com o uso de lixas e soluções diamantadas em politriz semiautomática. Parte dos espécimes confeccionados sofreram o ensaio de desgaste. Anteriormente, foram levados a um perfilômetro óptico para determinação de seu perfil topográfico para a determinação da rugosidade e posterior avaliação da perda de volume. Em seguida, os discos foram submetidos ao ensaio de desgaste em uma simuladora da mastigação por meio milhão de ciclos com carga de 30 N e frequência de 2 Hz. Após o ensaio de desgaste, os espécimes foram submetidos novamente à análise topográfica através de perfilometria óptica para determinação da perda de volume e rugosidade superficial. Foram avaliadas também as propriedades mecânicas por meio dos ensaios de resistência a flexão biaxial, tenacidade a fratura e dureza Vickers, e a análise de molhamento de superfície por meio da mensuração do ângulo de contato e caracterização das propriedades de ópticas sobre os parâmetros de translucidez. Resultados: na resistência á flexão foi verificado o efeito do estado da superfície, na condição ajuste Cercon hT apresentou o maior valor e o Lava Plus o menor, para a condição glaze não foi encontrada diferença entre os valores de resistência os materiais testados; os valores médios de dureza foram semelhantes para os materiais testados; as médias de tenacidade à fratura foram significativamente diferentes Lava Plus apresentou o maior valor e o Cercon hT e Prettau o menor que foram semelhantes entre si; para os valores de ângulo de contato foram estatisticamente superiores na condição ajuste para todos os materiais; para os valores médios de rugosidade média foi verificado o efeito do ajuste e posterior polimento para o Cercon hT, após ensaio de desgaste foi verificado o aumento da rugosidade para todos os materiais independente da condição, os valores de Ra para a condição ajuste foi numericamente maior se comparada a condição glaze para todos os materiais, os valores médios de perda de volume após ensaio de desgaste foi significativamente maior para o Lava Plus na condição ajuste, para os demais materiais o estado as superfície não afetou significativamente a perda de volume, para os valores do parâmetro de translucidez os materiais Lava Plus e Prettau tiveram valores menores semelhantes e significativos aos valores de Cercon hT e xT que foram superiores e semelhante entre si, na condição ajuste os materiais Cercon hT e Cercon xT continuaram apresentando valores semelhantes e superiores a Prettau, o Lava Plus após ajuste apresentou valores semelhantes estatisticamente aos valores de PT dos materiais Cercon xT e hT o material Cercon hT apresentou maior valor de resistência após ajuste Conclusão: Houve efeito da microestrutura e do estado de superfície para a resistência à flexão, rugosidade média e para o parâmetro de translucidez; o efeito da microestrutura na tenacidade à fratura, e foi observado o efeito do estado de superfície para os valores do ângulo de contato e na perda de volume.