Resistência à fadiga de vitrocerâmicas cristalizadas por energia de micro-ondas / Fadigue resistance of glass-ceramics crystallized by microwave energy

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi analisar a resistência à fadiga de duas vitrocerâmicas cristalizadas convencionalmente ou por energia de microondas. Foram confeccionados 120 discos (N) de 1,2 milímetros de espessura e 12 milímetros de diâmetro e estes foram distribuídos em 4 grupos (n=30) ­ Celtra cristalizado convencionalmente (CC), Celtra cristalizado por energia de micro-ondas (CM), e.max cristalizado convencionalmente (EC) e e.max cristalizado por energia de micro-ondas (EM). Foi realizado o cálculo de resistência à flexão biaxial em 5 amostras de cada grupo, servindo como parâmetro para a definição das taxas de carregamento do teste de fadiga. Os demais espécimes foram distribuídos na proporção 963 e testados sob fadiga acelerada (step stress) nos perfis leve (9), moderado (6) e agressivo (3), variando os incrementos de carga e o número de ciclos. Os espécimes fraturados foram avaliados em estereomicroscópio e microscópio eletrônico de varredura (MEV), para análise da superfície e das características de fratura. Os dados de sobrevivência foram utilizados para calcular o valor beta (ß) de Weibull e a confiabilidade para as missões dadas. Foi calculada a probabilidade de sobrevivência ­ de acordo com a carga e o número de ciclos ­ usando um software para análise de fadiga. Os valores de beta (ß) para os grupos CC, CM, EC e EM foram, respectivamente, 2,65, 0,25, 0,62 e 0,3. Quanto à confiabilidade para missões de 50.000 ciclos, não houve diferença estatística quando a carga aplicada foi de 50 Mpa. Para a carga de 100 Mpa, apenas o grupo CM apresentou diferença estatistica em relação aos outros grupos, com maior probabilidade de falha. O método de cristalização não influenciou no desempenho do dissilicato de lítio com 150 Mpa de carga, enquanto o silicato de lítio reforçado por zircônia apresentou 9% a mais de confiabilidade quando cristalizado convencionalmente. Com 200 e 300 Mpa de carga, o método de cristalização e o tipo de cerâmica influenciaram no resultado, com destaque para o desempenho do dissilicato de lítio cristalizado por energia de micro-ondas (maior confiabilidade; 89% para 200 Mpa e 6% para 300 Mpa). Concluiu-se que a cristalização por energia de micro-ondas é uma alternativa viável, pois apresentou resistência compatível aos grupos controle, com o grande benefício de economia de energia(AU)

ABSTRACT

The objective of this study was to analyze the fatigue strength of two glass ceramics conventionally crystallized or crystallized by microwave energy. 120 discs (N) of 1.2 mm thickness and 12 mm diameter were made and distributed in 4 groups (n=30) ­ Celtra conventionally crystallized (CC), Celtra crystallized by microwave energy (CM), e.max conventionally crystallized (EC) and e.max crystallized by microwave energy (EM). Biaxial flexural strength was calculated in 5 samples from each group, serving as a parameter to define the loading rates of the fatigue test. The remaining specimens were distributed in a 9 6 3 ratio and tested under step stress in light (9), moderate (6) and aggressive (3) profiles, varying the load increments and the number of cycles. Fractured specimens were evaluated by stereomicroscope and scanning electron microscope (SEM) for surface and fracture characteristics analysis. Survival data were used to calculate Weibull's beta (ß) value and reliability for the given missions. The survival probability - according to load and number of cycles - was calculated using software for fatigue analysis. The beta (ß) values for the CC, CM, EC and MS groups were, respectively, 2.65, 0.25, 0.62 and 0.3. For 50,000 cycles missions, there was no statistical difference when the applied load was 50 Mpa. For the 100 Mpa load, only the CM group presented statistical difference with the other groups, with a higher probability of failure. The crystallization method did not influence the performance of the 150 Mpa charged lithium disilicate, while zirconia reinforced lithium silicate showed 9% more reliability when conventionally crystallized. At 200 and 300 Mpa of charge, the crystallization method and the type of ceramic influenced the result, especially the performance of microwave energy crystallized lithium disilicate (higher reliability; 89% for 200 Mpa and 6% for 300 Mpa). It was concluded that microwave energy crystallization is a viable alternative because presented resistance compatible with the control groups, with the with the great benefit of energy saving(AU)