Síntese, processamento e caracterização de vitrocerâmicas com gradiente funcional

Abstract

O presente estudo teve como objetivo desenvolver vitrocerâmicas de dissilicato de lítio com gradiente funcional de densidade, inspirado no gradiente natural que existe entre o esmalte e a dentina. Primeiramente o vidro de composição: 33,33% mol de Li2O e 66,67% mol de SiO2 foi obtido pelo método fusão/resfriamento. Em seguida foram preparadas amostras com estruturas homogêneas do vidro a base de dissilicato de lítio para determinação dos melhores parâmetros de sinterização. Três diferentes tratamentos térmicos, determinados com base no resultado da análise diferencial de calorimetria foram utilizados: 850 °C/3h; 900 °C/3h e 950 °C/3h. A caracterização desses materiais foi realizada através da difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, método de Arquimedes e ensaio de flexão biaxial (n=10). O tratamento térmico de 950 oC obteve os melhores resultados, sendo o escolhido para a realização das próximas etapas do estudo. Com a finalidade de otimizar a estética, foi adicionada cerâmica feldspática (VITAVM®9) ao vidro SiO2-Li2O na proporção de 10%, 15% e 20% (n=30). Foi observado que a adição de 10% de VM9 não alterou a resistência do material, e quanto maior a quantidade de VM9, maior foi a translucidez e menor foram o módulo elástico e a densidade. Com isso, foram preparadas vitrocerâmicas bioinspiradas com gradiente funcional de densidade nas seguintes sequências de camadas: uma com 10% de VM9, outra com 15% e a última com 20%. Não houve diferença na resistência à flexão biaxial do grupo com gradiente, quando a camada mais densa estava voltada para o lado de tração, com o grupo com 15% de VM9 com estrutura homogênea. A translucidez do grupo com gradiente foi equivalente ao grupo homogêneo mais translúcido, com 20% de VM9. Concluiu-se que foi possível sintetizar uma vitrocerâmica de dissilicato de lítio funcionalmente graduada, onde uma boa resistência mecânica e uma boa translucidez foram unidas.