Potencial mecânico da associação de diferentes tratamentos com a deposição de filmes por vapor químico melhorado por plasma na superfície da zircônia

Abstract

Caracterizar a superfície de zircônia (Y-TZP) submetida a diferentes tratamentos de superfície (com e sem associações de plasma) e avaliar a resistência ao cisalhamento (RC) com a cerâmica de cobertura (CC) após diferentes métodos de envelhecimento. 301 espécimes de 3Y-TZP (IPS e.max ZirCAD) foram fabricados e distribuídos em 7 grupos (n = 43): Grupo C (controle): sem tratamento; Grupo Al: jateamento com partícula de Al2O3 de 27 µm; Grupo L: liner; Grupo P: plasma; Grupo Al+L: jateamento + liner; Grupo Al+P: jateamento + plasma; Grupo P+L: plasma + liner. A superfície de Y-TZP foi caracterizada por Micrsocopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva (EED), Microscopia por Força Atômica (MFA), perfilometria de superfície e energia livre de superfície (ELS). Difração de Raio-x (DRX) foi usada para verificar a estrutura do cristal de Y-TZP após cada tratamento de superfície realizado. A RC entre Y-TZP e a cerâmica de cobertura foi verificada após três protocolos de envelhecimento: inicial, após envelhecimento hidrotérmico (autoclave por 5h) ou termociclagem (30.000 banhos - 5-55°C). ANOVA de um (profilometria e ELS) e de dois fatores (RC) e o teste de Tukey HSD foram usados como análise estatística. Para os grupos de plasma, uma cobertura homogênea e total da superfície foi observada em MEV e MFA, com formação globular. Picos de Si foram encontrados para os grupos Al, L, Al+L e P+L. A rugosidade foi menor para os grupos C, P e Al+P. Para ELS, os maiores valores foram encontrados quando o liner foi aplicado (> 74,59 nm/Nm). O maior conteúdo monoclínico foi observado para Al+L (6,96%) e Al+P (5,86%). Para o período inicial, o grupo Al e P+L apresentaram os menores valores de RC (<5,85 MPa; P> 0,331). Após o envelhecimento hidrotérmico, os grupos L, P e P+L apresentaram os maiores valores de RC (> 8,25 MPa; P <0,001). Após a termociclagem, os grupos P, L, Al+L e Al+P apresentaram os maiores valores de RC (> 6,35 MPa; P <0,001). Foram constatadas alterações na topografia da Y-TZP e na RC com a CC, de acordo com os tratamentos realizados. O tratamento com plasma melhorou a resistência ao cisalhamento e não causou transformação de fase.

To characterize the zirconia (Y-TZP) surface submitted to different surface treatments (with and without plasma associations) and to evaluate the shear bond strength (SBS) with the veneering ceramic (VC) after different aging methods. 301 3Y-TZP specimens (IPS e.max ZirCAD) were fabricated and distributed into 7 groups (n=43): Group C (control): no treatment; Group Al: airborne abrasion with 27 µm Al2O3 particle; Group L: liner; Group P: plasma; Group Al+L: airborne abrasion + liner; Group Al+P: airborne abrasion + plasma; Group P + L: plasma + liner. The Y-TZP surface was characterized by SEM, EDS, AFM, surface profilometry, and surface-free energy (SFE). XRD was used to verify the crystal structure after each surface treatment performed. SBS between Y-TZP and the veneering ceramic was verified after three aging protocols: initial, after hydrothermal aging (autoclave for 5h), or thermal fatigue (30,000 baths - 5-55°C). One- (profilometry and SFE) and two-way ANOVA (SBS), and Tukey’s HSD test were used as statistical analysis. For the plasma groups, a homogeneous and a full surface coverage was observed on SEM and AFM, with globular formation. Peaks of Si were found for Al, L, Al+L, and P+L groups. Roughness was lower for groups C, P, and Al+P. For SFE, the highest values were found when the liner was applied (>74.59 nm/Nm). The highest monoclinic content was observed for Al+L (6.96%) and Al+P (5.86%). For the initial period, group Al and P+L presented the lowest SBS values (< 5.85 MPa; P>0.331). After hydrothermal aging, groups L, P, and P+L presented the highest SBS values (> 8.25 MPa; P<0.001). After thermal fatigue, P, L, Al+L, and Al+P groups had the highest SBS values (> 6.35 MPa; P<0.001). Changes in Y-TZP topography and the SBS with the VC were observed, according to treatments performed. Plasma treatment improved SBS and did not cause phase transformation.