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Tesis Doctoral
DOI
10.11606/T.58.2008.tde-30062008-115854
Documento
Autor
Nombre completo
Rodrigo Galo
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Ribeirão Preto, 2008
Director
Tribunal
Mattos, Maria da Gloria Chiarello de (Presidente)
Adabo, Gelson Luiz
Claro, Ana Paula Rosifini Alves
Goes, Mario Fernando de
Stegun, Roberto Chaib
Título en portugués
Efeito da tribocorrosão em ligas odontológicas
Palabras clave en portugués
corrosão
dente humano
ligas odontológicas
titânio
tribocorrosão
Resumen en portugués
A degradação de materiais metálicos odontológicos é um processo comum, que normalmente acontece devido à ação de solicitações mecânicas e/ou devido à degradação por parte do ambiente fisiológico em que o material está inserido (saliva humana). Adicionalmente, os materiais metálicos odontológicos estão muitas vezes sujeitos, nas zonas de contato com o elemento dentário ou nas zonas de contato metal/porcelana, a movimentos (devido essencialmente às cargas de mastigação) e a solicitações químicas (ambiente da cavidade bucal). Nestas condições, os materiais metálicos odontológicos estão inseridos num sistema de tribocorrosão, que suscita um processo de degradação complexo podendo levar à falha. No entanto, o filme passivo que naturalmente cresce na superfície metálica do material odontológico, pode ser danificado ou mesmo destruído durante a inserção da prótese, por abrasão do metal com o dente ou com outros materiais. Assim como os materiais dentários restauradores, os dentes estão sob exigências mecânica e química/eletroquímica, e possível efeito de sinergismo da ação combinada da corrosão e cargas mecânicas podem, em algumas circunstâncias, levar à degradação dos dentes e/ou de materiais restauradores. Neste trabalho é estudado o comportamento da corrosão e da tribocorrosão de materiais restauradores atualmente utilizados na prática odontológica (NiCr, NiCrTi, CoCr e Ticp). Os testes foram conduzidos em solução de saliva artificial preconizada por Fusayama. Testes eletroquímicos foram empregados para investigar o comportamento corrosivo dos materiais. Testes de tribocorrosão foram efetuados na configuração de deslizamento linear alternativo, na presença da solução de saliva artificial, em contato com o dente natural. As cargas normais utilizadas foram: 3N e 10N. Nos testes movimento linear alternativo, foram impostas duas diferentes condições electroquímicas: OCP e controle potenciostático na região passiva da curva de polarização (500 mV). Adicionalmente, com o objetivo de obter informação mais detalhada sobre as características do filme passivo original assim como do filme passivo formado após os testes tribocorrosão, foram efetuados testes de Espectroscopia de Impedância Electroquímica (EIS), antes e depois do desgaste mecânico. A superfície mecânica, as propriedades estrutural e química dos materiais estudados, o dente e a superfície utilizada foram avaliadas por MEV/EDS/AFM. Baseado nos resultados obtidos é possível observar que a introdução de Ti na liga de NiCr resultou em um comportamento distinto, que essencialmente pode ser atribuído às características do filme passivo formado na superfície do material e pelo movimento cinético de re-formação do filme em cada ciclo de deslizamento. O Ticp apresentou excelente resistência à corrosão durante a polarização potenciodinâmica e superfície mais alterada pelo contato tribológico, com formação de tribocamadas e elevada alteração/desgaste, assim como houve transferência de metal para a superfície do elemento dentário que produziu alterações nas propriedades mecânicas do dente.
Título en inglés
Effect of tribocorrosion in dental materials
Palabras clave en inglés
corrosion
dental alloy
human teeth
titanium
tribocorrosion
Resumen en inglés
Dental material degradation is a common process usually caused by mechanical stress and/or by the physiological environment (human saliva) that surround the material. These types of dental material are frequently submitted to movements at the contact region with teeth or at the metal/porcelain interface (due to the transmitted mastication loads) and chemical solicitations (oral environment). Such dental material becomes part of a tribocorrosion system, which may undergo a complex degradation process that can lead to dental materials failure. Additionally, the passive film, which naturally grows on the metallic surface, can be scratched or destroyed during the prosthesis insertion by abrasion with tooth and other materials. Thus as restorative dental materials, the teeth are under complex demands from a mechanical and chemical/electrochemical point of view, and the possible synergism effects caused by the combined action of corrosion and mechanical loading may, in some circumstances, lead to the degradation of the materials and/or teeth. In this research, the corrosion and tribocorrosion behavior of restorative materials presently used in the dental practice (NiCr, NiCrTi, CoCr and Ticp) is studied. Tests were conducted in Fusayama modified artificial saliva solution. Electrochemical tests were applied to investigate the corrosion behavior of the materials. Tribocorrosion tests were conducted in the reciprocating sliding configuration in the presence of the saliva solution and in contact with natural teeth. Normal load were 3N and 10 N. In reciprocating tests, two different electrochemical conditions were imposed: OCP and potentiostatic control in the passive region of the polarization curve (0.5 V). Also, to obtain more detailed information on the characteristics of the original and reformed passive film, EIS measurements were made before and after the mechanical damage. In both cases, all metallic samples and teeth were characterized by SEM, EDS, and AFM techniques. Based on the results a detailed discussion of the tribocorrosion mechanisms is done. In particular it could be observed that the introduction of Ti in the NiCr alloy resulted in a distinctive behavior, which could be essentially attributed to the characteristics of the passive film formed on the surface of each material and to the re-forming kinetics of the film in each sliding cycle. The Ticp presented excellent corrosion resistance during the polarization and it surface altered by the tribology contact, with tribolayers and high alteration, as well as it had metal transference for the dental element surface that produced alterations in the tooth mechanical estates.
 
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do_RodrigoGalo.pdf (17.38 Mbytes)
Fecha de Publicación
2008-07-10
 
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