Propriedades mecânicas de cerâmicas de zircônia tetragonal policristalina contendo ítrio (Y-TZP) após aplicação de cerâmica

Abstract

Resumo: Objetivo: Quantificar e comparar propriedades mecânicas, tais como resistência ao cisalhamento da interface de aderência zircônia/cerâmica, microdureza e resistência à flexão de corpos-de-prova confeccionados com diferentes cerâmicas de zircônia tetragonal policristalina contendo ítrio (Y-TZP) e cerâmica de revestimento aplicada. Método: Foram comparados, por meio de ensaios mecânicos, corpos-de-prova contendo zircônia nanopartículada ProtMat (Guaratinguetá, Brasil) e corpos-de-prova contendo zircônia microparticuladas ProtMat (Guaratinguetá, Brasil), Vita 2000 YZ CUBES (Zahnfabrik, Bad Säckingen Alemanha) e IPS e.maxZircad Ivoclar (Schaan/Liechtenstein). Foram confeccionados 84 corpos-de-prova (CP) em forma de blocos ou barras, estas últimas para o ensaio de flexão, sendo 21 de cada marca de zircônia. Todos os CPs foram sinterizados e uma zircônia de cada grupo foi caracterizada por difração de raios-X. Posteriormente foi realizada a aplicação de cerâmica CZR-Cerabien Zr (Noritake shinmachi, Nishi-ku, Nagoya, Japão) sobre os outros oitenta CPs, dos quais cinco CPs de cada grupo receberam a cerâmica em forma quadrangular e nos outros cinco CPs e em todas as barras foi aplicada à cerâmica de revestimento em toda a face. Foi realizado o ensaio de cisalhamento na interface de aderência zircônia/cerâmica dos CPs a partir de uma máquina de ensaio universal e avaliada a microdureza Vickers da interface dos CPs e o ensaio de flexão em quatro pontos das barras. Os CPs foram ainda avaliados sob microscópio óptico para verificação da interface zircônia/cerâmica e análise do tipo de fratura apresentada. Resultados: Os valores de dureza Vickers, tenacidade à fratura, resistência à flexão e resistência ao cisalhamento apresentados pelos corpos-de-prova preparados com partículas micrométricas foram de 1300HV, 9MPam-½, 850MPa e 60kgf, respectivamente. Só houve diferença estatística nos ensaios de flexão e tenacidade à fratura, tendo a ProtMat nanoparticulada apresentado valores superiores quando comparada às demais. Conclusões: Os CPs apresentaram dureza, tenacidade à fratura, resistência à flexão e ao cisalhamento adequados para a utilização em odontologia, tendo os mesmos apresentado comportamentos semelhantes, apesar da resistência dos CPs em zircônia nanoparticulada ter sido superior à resistência da zircônia microparticulada.

Abstract: Aim: The aim of this study was to quantify and compare mechanical and physical properties, such as Vickers hardness, fracture toughness, flexural strength and shear resistance of blanks of different Y-TZP zirconia ceramics used in the manufacture of dental prostheses after veneering with Noritake. Method: Commercially nano and microcrystalline zirconia blocks, pre-sintered bars and stabilized with yttria produced in Brazil (ProtMat) and imported (VITA 2000 YZ CUBES and IPS e.maxZircad Ivoclar). Eighty-four commercially samples were sintered from 1350ºC to 1530ºC as recommended procedure by the manufactures. The results of X-ray diffraction showed that the blocks presented just the tetragonal phase. The blocks were veneered with CZR-Cerabien Zr ceramic (Noritake shinmachi, Nishi-ku, Nagoya, Japão) and afterwards submitted to mechanical tests. Vickers indentation tests were performed to determine hardness and toughness. The shear loading test was performed by using an universal machine and then evaluate the Vickers hardness of the blocks. The flexural resistance was done in four different points in the bars. The samples were observed by SEM to analyze fractures characteristics. Results: Zirconium showed similar physical and mechanical properties with no statistically significant differences on the hardness and resistance to fracture. Nanocrystalline zirconium showed higher toughness and flexural resistance results when compared with microcrystalline ones. Conclusions: Although the samples of nanocrystaline zirconium showed high values, the materials showed similar Vickers hardness, fracture toughness, flexural strength and shear resistance and all of them can be indicated to be used in dentistry.