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Tese

Efeito do envelhecimento nas propriedades ópticas e mecânicas de compósitos experimentais 80%ZrO2-20%Al2O3 (2021)

  • Authors:
  • Autor USP: CARDOSO, KARINA BERGAMO - FOB
  • Unidade: FOB
  • Sigla do Departamento: BAP
  • DOI: 10.11606/D.25.2021.tde-29112021-110042
  • Subjects: PROPRIEDADES DOS MATERIAIS; MATERIAIS COMPÓSITOS; ZIRCÔNIA; ALUMINA
  • Keywords: Alumina; Alumina; Composites; Compósitos; Mechanical properties; Microestrutura; Microstructure; Optical properties; Propriedades mecânicas; Propriedades ópticas; Zirconia; Zircônia
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: O presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento de um método de processamento de um compósito policristalino de zircônia reforçada por alumina na proporção 80%ZrO2 e 20%Al2O3 (ATZ), e caracterizar sua microestrutura, conteúdo cristalino, propriedades ópticas e mecânicas antes e após envelhecimento hidrotérmico. Foram obtidas 90 amostras em formato de discos (14x1.0 mm) por prensagem uniaxial e isostática de um pó cerâmico (TZ-3YS20AB, Tosoh Corporation). As amostras foram sinterizadas a 1600°C por 1 hora e polidas com discos e suspensões diamantadas até 1 um. Metade das amostras foi submetida a envelhecimento hidrotérmico em autoclave (20 h, 134°C e 2,2 bar). A microestrutura foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e o conteúdo cristalino por difração de Raios X (DRX). As propriedades ópticas foram determinadas pelo cálculo da razão de contraste (RC) e do parâmetro de translucidez (PT) usando dados obtido por testes de refletância. Para determinar as propriedades mecânicas, as amostras foram submetidas aos testes de microdureza Vickers e resistência à flexão biaxial (ISO 6872:2015). Teste t pareado foi conduzido para análise dos dados de propriedades ópticas, RC e PT, e microdureza. Distribuição de Weibull foi utilizada para análise dos dados de resistência à flexão biaxial para determinar o módulo de Weibull, estresse característico e confiabilidade. Os espectros de DRX revelaram um conteúdo cristalino típico de sistemas à base de alumina pura, α-alumina, e zircônia tetragonal policristalina estabilizada por ítria (3Y-TZP), predominantemente fase tetragonal; sendo que, o envelhecimento hidrotérmico desencadeou uma transformação de fase de tetragonal para monoclínica de 12,3%. Ainda, o sistema policristalino ATZ apresentou tensões compressivas residuais após envelhecimento (- 488 ± 40 MPa). Os parâmetros utilizadospara avaliação das propriedades ópticas do ATZ indicaram uma alta opacidade e capacidade de mascaramento, RC (0,99 ± 0,002) e PT (0,21 ± 0,081); entretanto, o envelhecimento hidrotérmico acarretou um aumento da translucidez, RC (0,96 ± 0,023) e PT (1,413 ± 0,956). A microdureza Vickers do ATZ foi de aproximadamente 1600 HV, independente da condição de armazenamento. O estresse característico obtido para o compósito ATZ foi 757 MPa, sendo que o envelhecimento hidrotérmico gerou tensões residuais compressivas e, consequentemente, um aumento significativo no estresse característico, 962 MPa (aumento de ~200 MPa). Baseado na distribuição das falhas, o compósito ATZ demonstrou uma alta confiabilidade para missões estimadas em 100, 300 e 500 MPa, acima de 94%, independente da condição de armazenamento. Tal fato corrobora com a indicação do compósito ATZ para infraestruturas de coroas até próteses parciais fixas posteriores de 3 elementos (ISO 6872:2015). A análise fractográfica qualitativa revelou que o início da fratura aconteceu na área submetida a tensão de tração e se propagou em direção à área submetida à tensão de compressão. O método proposto para o processamento do compósito ATZ, na proporção 80%ZrO2 e 20%Al2O3, originou um sistema policristalino com microestrutura densa e distribuição homogênea dos grãos de alumina na matriz de zircônia. As propriedades físico-mecânicas do compósito ATZ suportam sua indicação como um material alternativo à zircônia para infraestrutura em próteses odontológicas.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 05.03.2021
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI
    Informações sobre o DOI: 10.11606/D.25.2021.tde-29112021-110042 (Fonte: oaDOI API)
    • Este periódico é de acesso aberto
    • Este artigo é de acesso aberto
    • URL de acesso aberto
    • Cor do Acesso Aberto: gold
    • Licença: cc-by-nc-sa
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      CARDOSO, Karina Bergamo. Efeito do envelhecimento nas propriedades ópticas e mecânicas de compósitos experimentais 80%ZrO2-20%Al2O3. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, Bauru, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-29112021-110042/. Acesso em: 31 maio 2024.

    • APA

      Cardoso, K. B. (2021). Efeito do envelhecimento nas propriedades ópticas e mecânicas de compósitos experimentais 80%ZrO2-20%Al2O3 (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, Bauru. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-29112021-110042/

    • NLM

      Cardoso KB. Efeito do envelhecimento nas propriedades ópticas e mecânicas de compósitos experimentais 80%ZrO2-20%Al2O3 [Internet]. 2021 ;[citado 2024 maio 31 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-29112021-110042/

    • Vancouver

      Cardoso KB. Efeito do envelhecimento nas propriedades ópticas e mecânicas de compósitos experimentais 80%ZrO2-20%Al2O3 [Internet]. 2021 ;[citado 2024 maio 31 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/25/25146/tde-29112021-110042/

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