Zircônia odontológica estabilizada com 8% mol de ítria: caracterização microestrutural, propriedades mecânicas e óptica
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Data
Autores
Orientador
Ribeiro, Nathália de Carvalho Ramos 
Coorientador
Pignataro, Rossana Reim Del' Gaudio
Pós-graduação
Ciências Aplicadas à Saúde Bucal - ICT
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Este estudo teve por objetivo caracterizar a microestrutura e avaliar as propriedades mecânicas e a translucidez de uma zircônia odontológica estabilizada com 8% mol de ítria (8Y-FSZ), em comparação com a zircônia 5Y-PSZ. Discos cerâmicos (Ø12 x 1,2 mm) foram confeccionados (n=40) por prensagem e sinterizados conforme as recomendações do fabricante (Tosoh, Japão). A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de energia (EDS) e difração de raios-X (DRX). As propriedades mecânicas avaliadas incluíram dureza Vickers (n=3), tenacidade à fratura por indentação (n=3), resistência à flexão biaxial (n=30), módulo elástico, que foi determinado pelo método da excitação por impulso e incluiu coeficiente de Poisson e módulo de rigidez transversal (n=3), além da densidade. A translucidez foi determinada pelos parâmetros TP00. A difração de raios-x indicou estabilização total da zircônia 8Y e estrutura bifásica (T-C) para zircônia 5Y. Além disso, a microscopia eletrônica de varredura da zircônia 8Y-FSZ apresentou maiores valores médios de tamanho do grão (4,23 ± 1,210 µm) em relação à 5Y-PSZ (0,96 ± 0,061). Não houve diferença significativa na dureza entre os grupos (p=0,077), enquanto a tenacidade à fratura e a resistência à flexão biaxial foram significativamente maiores para a zircônia 5Y-PSZ (4,65 ± 0,912 MPa.m¹/², 504 ± 126,4 MPa, respectivamente) do que para a 8Y-FSZ (1,63 ± 0,467 MPa.m¹/², 296 ± 93,5 MPa, respectivamente), que também apresentou maior confiabilidade estrutural segundo a análise de Weibull. Diferenças estatísticas foram observadas para o módulo elástico e o coeficiente de Poisson (p=0,037 e p=0,002, respectivamente), sem variação significativa no módulo de rigidez transversal (p=0,806) e na densidade (p=0,360). A análise fractográfica indicou predominância de defeitos superficiais associados a origem das fraturas para todos os grupos. Em relação às propriedades ópticas, a zircônia 5Y-PSZ apresentou maior translucidez (TP00=10,15) em comparação à 8Y-FSZ (TP00=3,0). Assim, é possível concluir que zircônias totalmente estabilizadas em fase cúbica apresentaram microestrutura compatível com cerâmicas densificadas após sinterização convencional, com fases cristalinas, morfologia e distribuição de grãos características de cerâmicas policristalinas. De modo geral, a zircônia 5Y-PSZ apresentou desempenho superior, especialmente quanto às propriedades mecânicas, enquanto a zircônia 8Y-FSZ, embora adequadamente densificada, apresentou limitações mecânicas e ópticas.
Resumo (inglês)
This study aimed to characterize the microstructure and evaluate the mechanical properties and translucency of an 8 mol% yttria-stabilized dental zirconia (8Y-FSZ), in comparison with 5Y-PSZ zirconia. Ceramic discs (Ø12 × 1.2 mm) were fabricated (n=40) by pressing and sintered according to the manufacturer's recommendations (Tosoh, Japan). Microstructural characterization was performed using scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction (XRD). The mechanical properties evaluated included Vickers hardness (n=3), indentation fracture toughness (n=3), biaxial flexural strength (n=30), and elastic modulus, which was determined by the impulse excitation technique and included Poisson’s ratio and shear modulus (n=3), in addition to density. Translucency was determined using the TP00 parameter. X-ray diffraction indicated full stabilization of 8Y zirconia and a biphasic structure (T–C) for 5Y zirconia. Furthermore, SEM analysis of 8Y-FSZ zirconia revealed higher mean grain size values (4.23 ± 1.210 µm) compared with 5Y-PSZ (0.96 ± 0.061 µm). No significant difference in hardness was observed between the groups (p=0.077), whereas fracture toughness and biaxial flexural strength were significantly higher for 5Y-PSZ zirconia (4.65 ± 0.912 MPa·m¹/² and 504 ± 126.4 MPa, respectively) than for 8Y-FSZ (1.63 ± 0.467 MPa·m¹/² and 296 ± 93.5 MPa, respectively), which also exhibited higher structural reliability according to Weibull analysis. Statistically significant differences were observed for elastic modulus and Poisson’s ratio (p=0.037 and p=0.002, respectively), with no significant variation in shear modulus (p=0.806) or density (p=0.360). Fractographic analysis indicated a predominance of surface defects associated with fracture origin for all groups. Regarding optical properties, 5Y-PSZ zirconia showed higher translucency (TP00=10.15) compared with 8Y-FSZ (TP00=3.0). Thus, it can be concluded that fully cubic-stabilized zirconias exhibited a microstructure compatible with densified ceramics after conventional sintering, with crystalline phases, morphology, and grain distribution characteristics of polycrystalline ceramics. Overall, 5Y-PSZ zirconia demonstrated superior performance, especially in mechanical properties, whereas 8Y-FSZ zirconia, although adequately densified, presented mechanical and optical limitations.
Descrição
Palavras-chave
Porcelana dentária, Cerâmica, Ítrio, Ceramics, Dental porcelain, Yttrium
Idioma
Português
