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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.25.2013.tde-03092013-155032
Document
Author
Full name
Carla Müller Ramos
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Bauru, 2013
Supervisor
Committee
Borges, Ana Flávia Sanches (President)
Cesar, Paulo Francisco
Mondelli, Rafael Francisco Lia
Title in Portuguese
Propriedades mecânicas e caracterização intrínseca de zircônia experimental para uso em sistemas CAD/CAM
Keywords in Portuguese
CAD-CAM
Cerâmica
Zircônio
Abstract in Portuguese
O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades mecânicas e as características intrínsecas de uma zircônia tetragonal policristalina parcialmente estabilizada por ítria (Y-TZP) experimental comparada a outras três Y-TZPs comercialmente disponíveis, a partir de blocos para sistema CAD/CAM. Os grupos foram: Y-TZP Experimental (ZE), Zirconcad (ZCA), IPS e.max ZirCad (ZMAX) e In Ceram YZ (ZYZ). Resistência flexural: 120 espécimes foram construídos para cada grupo (n=30) e submetidos ao ensaio de flexão em três pontos com velocidade de 0,5mm/min, de acordo com a ISO 6872. ANOVA a um critério foi utilizada para análise de diferenças significantes entre os grupos (α=0,05). Para a caracterização da resistência e longevidade dos materiais estudados, utilizou-se a análise estatística de Weibull por meio de dois parâmetros: o módulo de Weibull (m) e a resistência característica (δ0). Análise Fractográfica: a superfície da fratura dos espécimes foi analisada pelo microscópio eletrônico de varredura (MEV) sendo que o tamanho do defeito crítico (c) e a tenacidade à fratura (KIC) foi estimado por análise fractográfica quantitativa e sua caracterização por meio de análise fractográfica qualitativa. Espectroscopia Micro Raman: as fases da estrutura cristalina das diferentes Y-TZP foram identificadas por meio da detecção das bandas características. Houve diferença significativa (p <0,05) na resistência à flexão entre ZCA, que apresentou os menores valores, em comparação com ZE, ZMAX e ZYZ, que, por sua vez, foram semelhantes entre si. As superfícies fraturadas de todos os espécimes apresentaram marcas fractográficas características, sendo observada na superfície de ZCA uma maior quantidade de defeitos. Os valores de tenacidade à fratura de ZE foram significantemente diferente apenas para ZCA. Todos os materiais apresentaram as bandas características das fases tetragonal e monoclínica da Y-TZP. ZE mostrou-se semelhante em suas propriedades mecânicas e microestrutura às ZMAX e ZYZ, apresentando-se como um material promissor para uso em sistema CAD/CAM. ZCA apresentou os menores valores de resistência flexural e tenacidade à fratura o que sugere que a quantidade e distribuição de defeitos tem efeito sobre seu comportamento mecânico.
Title in English
Mechanical and intrinsic characterization of an experimental zirconia composition
Keywords in English
CAD-CAM
Ceramic
Zirconium
Abstract in English
The aim of this study was to evaluate the mechanical properties and the intrinsic characteristics of an experimental yttrium tetragonal zirconia partially stabilized (Y-TZP) compared the other three Y-TZPs commercially available starting block for CAD/CAM system. The groups were: Experimental Zirconia (ZE), Zirconcad (ZCA), IPS e.max ZirCad (ZMAX) and In Ceram YZ (ZYZ). Flexural strength: 120 specimens were constructed for each group (n=30) and subjected to bending test at three points crosshead speed of 0.5mm/min, according to ISO 6872. ANOVA test was used to analyze significant differences between groups (α=0.05). To characterize the strength and longevity of the materials, the Weibull statistical analysis by two parameters were used: the Weibull modulus (m) and the characteristic strength (δ0). Fractographic analyzes: the fracture surface of the specimens was analyzed by scanning electron microscope (SEM) and the size of the critical defect (c) and fracture toughness (KIC) was estimated by quantitative fractographic analysis and characterization through qualitative analysis. Micro Raman spectroscopy: phases of crystalline structures of different Y-TZP were identified by detecting the characteristic bands. Statistically significant (p <0.05) in flexural strength between ZCA, which had the lowest values compared with ZE, ZMAX and ZYZ, which in turn were similar. The fractured surfaces of all specimens showed similar fractographics characteristics and values of fracture toughness for ZE were significant difference only for ZCA. All materials showed the characteristic bands of tetragonal and monoclinic phases of zirconia. ZE were similar in its mechanical properties and intrinsic, which suggests that material capable of being used for the system CAD/CAM and applied clinically as framework.
 
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Publishing Date
2013-09-05
 
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