Microstructural, mechanical, and optical characterization of a ZTA (zirconia-toughened alumina) composite after aging [thesis]

Adolfo Coelho de Oliveira Lopes
Microstructural, mechanical, and optical characterization of a ZTA (zirconia-toughened alumina) composite after aging Caracterização microestrutural, mecânica e óptica de um compósito ZTA (alumina reforçada por zircônia) após envelhecimento BAURU reprodução total ou parcial desta dissertação, por processos fotocopiadores e outros meios eletrônicos. Assinatura: Data: Coelho de Oliveira Lopes, Adolfo Microstructural, mechanical, and optical characterization of a ZTA (zirconia-toughened alumina)
more » ... oughened alumina) composite after aging / Adolfo Coelho de Oliveira Lopes. -Bauru, 2019. 81 p. : il. ; 31cm. Dissertação (Mestrado) -(Cole a cópia de sua folha de aprovação aqui) DEDICATÓRIA A Deus por me permitir chegar até aqui, e por toda a força concedida para a realização desse sonho. Agradeço a Ele por todas as pessoas especiais que cruzaram meu caminho, e que de alguma forma me ajudaram a chegar onde estou. Aos meus pais, José e Selma, por todo o amor, carinho, educação, dedicação, compreensão e apoio entregue durante todo esse tempo. Agradeço hoje e sempre por tudo que me proporcionaram. A vocês, que se doaram inteiros e renunciaram aos seus sonhos, para que, muitas vezes, pudesse realizar os meus. A vocês devo tudo o que tenho e sou, pois vocês são minha fonte de inspiração, meus exemplos e meu pilar de sustentação. Mãe, a senhora com seu jeito "corujona" sempre cuidando e zelando pelos seus filhos e todos que ama, é incrível. Agradeço a cada dia pela preocupação e determinação que teve e ainda tem em nos criar. Seu cuidado e carinho são infinitos! Pai, a sua responsabilidade, cuidado, honestidade, determinação, força de vontade e criatividade me inspiram a ser como o senhor, sem dúvidas sendo o homem que mais admiro e me espelho. Um dia espero ser pelo menos metade do que o senhor é. Sei que nunca conseguirei retribuir ao mesmo nível tudo que o senhor fez por mim, mas prometo passar isso aos meus filhos. Amo muito vocês! Obrigado por nossa família. Ao meu orientador, Prof. Dr. Estevam A. Bonfante, meus sinceros agradecimentos por toda confiança em mim depositada, e por ter sido "orientador" no melhor sentido da palavra. Por fazer acreditar em meu potencial e saber que qualquer dificuldade que eu encontrasse durante o caminho, poderia contar com seu apoio. Posso não conseguir demonstrar toda a admiração e respeito que tenho por você, porém acredito que as pessoas passam por nossas vidas por algum motivo, e algumas delas marcam a nossa vida e nos transmitem ensinamentos que levamos para sempre conosco, o senhor com certeza é uma delas. Obrigado por me ensinar com exemplos. Competência, inteligência, ética, generosidade, simplicidade, amor pela profissão e humildade são atitudes e qualidades que são vistas nas suas ações, e que ficam de exemplo e inspiração para mim. Professor, você foi uma das pessoas mais marcantes em toda a minha formação. Admiro-o por dedicar-se ao seu trabalho com tanto entusiasmo e verdade. As lições que aprendi com você estarão sempre comigo. matérias odontológicos, isso é inspirador. Ao Professor Dr. Paulo Noronha, pela sua ajuda dada a mim e à equipe, enriquecendo nos com seus conhecimentos na área. Muito obrigado. Agradeço ao meu grande amigo Alexandre (Tcheco) por ter me recebido inúmeras vezes em sua casa durante as semanas de trabalho no laboratório na FOUSP. Você é demais! Muito obrigado. Também aos amigos que São Paulo me trouxe: Lucas, "Manuca" e Pablito". Obrigado por me aturarem. Aos meus amigos da vida, Carlos, Daniel, e Bô, por me mostrarem que independente do tempo e da distância, sempre haverá uma parceria, a amizade sempre será verdadeira! Aos meus amigos de faculdade e especialização, em especial ao Victor (Jacu), eterna dupla de graduação e amigo para todas as horas, Gustavo (Maço), com certeza um dos amigos mais irreverentes, sua determinação e foco são invejáveis, Danilo, sua simplicidade e alegria cativa a todos, sempre sorrindo e querendo o bem de todos, Danielle (Xena) parceira de especialização e de vida, você merece tudo de melhor desse mundo, Alexandre o número um da turma e o mais amado, obrigado pela amizade sincera, Maju com seu jeito expansivo é só alegria, obrigado por continuarem cruzando meu caminho com sorrisos, abraços e acima de tudo amizade, pelo incentivo e carinho de sempre. Sinto muita falta do nosso convívio diário. Ao Gustavo (Meneghel), você foi parceiro de todas as horas, nas boas e nas ruins, durante a faculdade e todo meu mestrado. Obrigado por toda a força, conselhos e amizade. Ter você aqui em Bauru, foi essencial. Você se tornou um irmão pra mim. Ao Ricardo, grande parceiro, obrigado não somente por dividir a casa comigo, mas pelas coisas que realmente importam na vida, as risadas e os momentos aproveitados. Valeu pelos conselhos e todo o apoio que você me dava. A minha turma de mestrado Bárbara, Clara, Jorge, Laila, Leticia, Luisa, Milena, Nicole, Rodrigo e Thais agradeço por todo o convívio e experiências vividas. Muito obrigado por tudo. Aos parceiros de mestrado e doutorado Ana Paula, Jéssica, Oscar, e a todos os pós-graduandos da nova geração pelo convívio durante todo esse tempo. Agradeço a Andréa, Vinícius, Thereza, Laís, Patrick e Verena, com os quais tive grande proximidade durante esses anos. Obrigado por sempre estarem presente. Vocês contribuíram para os dias serem mais tranquilos e divertidos. Agradecimento especial a Ernesto, meu irmão científico, pela parceria de sempre, pelos trabalhos, dúvidas e opiniões compartilhadas, nas idas e vindas a São Paulo para confecção dos espécimes, onde sempre ficavam risadas e muitos aprendizados. E a Camila, nossa irmã científica, sempre disposta a ajudar e apoiar em tudo. Pelas conversas e trabalhos juntos. Com vocês aprendi o que é trabalho em equipe, respeito pelos professores, determinação em alcançar os objetivos, esforço para realizar o melhor trabalho possível! Também ao Abbas, Everardo, Lucas e Karina, obrigado por todo o apoio e trabalho em equipe. Agradeço às amizades que a NYU me proporcionou, Paula, Nathália, Anna, Márcia, Marina e em especial à Edmara, que virou uma irmã para mim, dividindo não somente a casa, mas o trabalho, as alegrias e tristezas de se morar sozinho e longe de casa. Obrigado por fazerem meus dias melhores. , por todos os ensinamentos. Por serem exemplos de simplicidade e humildade. Por me tratarem sempre com tanto carinho e amizade. Agradecimento pessoal ao Prof. Dr. Luis Fernando Pegoraro pelo exemplo de pessoa e profissional, que tive a oportunidade de conhecer e conviver. Quantos ensinamentos na clínica de pós-graduação e nos seminários, sempre com considerações valiosas para a clínica e para vida. Às funcionárias da clínica de pós-graduação, Cleusa e Hebe, pela convivência leve e pelo apoio de sempre. Muito obrigado pelo carinho e cuidado na clínica. Aos funcionários do departamento de prótese e Periodontia, Cleide, Débora, Valquíria, Marcelo e Reivanildo, pelo esforço em me ajudar sempre que precisei e pelo carinho com que sempre me trataram. A todos os pacientes que atendi ou acompanhei durante essa jornada. A essas pessoas que não fazem ideia do quanto podem nos ensinar e contribuir a cada dia com suas histórias e suas vivências. À equipe de funcionários da comissão de pós-graduação pelo trabalho árduo e silencioso que realizam todos os dias em prol de nossa universidade. Agradecer aos professores e colegas que fiz no HRAC-USP, carinhosamente chamado de Centrinho, durante minha especialização que tive o prazer de continuar convivendo e aprendendo com vocês, Prof. Azevedo, muito obrigado por todos os ensinamentos. Não poderia deixar de agradecer a minha orientadora de TCC da graduação, Profa. Dra. Linda Wang, por tantos ensinamentos e por me mostrado o gosto pela carreira acadêmica. À Faculdade de Odontologia de Bauru -Universidade de São Paulo, na pessoa do excelentíssimo diretor Prof. Dr. Carlos Ferreira dos Santos, pelo apoio institucional. Instituição onde me graduei, a qual sempre levarei em memória, com as lembranças de uma fase incrível de minha vida pessoal e profissional. "O mais importante da vida não é a situação em que estamos, mas a direção para a qual nos movemos." ABSTRACT Microstructural, mechanical, and optical characterization of a ZTA (zirconiatoughened alumina) composite after aging Aim: To validate a method for the synthesis of a ZTA composite (Al2O3-80%/ Zr2O-20%) and to characterize the experimental materials' topography, optical, and mechanical properties in the as-sintered condition and after a simulated low temperature degradation (LTD) aging protocol compared to a translucent Y-TZP (ZPEX). Material and methods: Experimental ZTA (ZTA ZPEX 80/20) and translucent Y-TZP (ZPEX) green-state disc-shaped specimens were obtained by uniaxial/isostatic ceramic powder pressing technique. Discs were sintered according to a preestablished protocol. After sintering, two-sided polishing was performed with diamond discs and diamond suspensions to 1 µm. Thirty specimens of each group underwent an aging protocol in autoclave (20h, 134ºC and 2.2 bar). The specimens were subjected to the following characterization tests, in the as-sintered condition and aged: 1) nanoindentation testing to acquire the materials elastic modulus (E) and hardness (H); 2) interferometry was utilized to characterize topographical parameters (Sa/Sq); 3) X-ray Diffraction (XRD) to assess the tetragonal-monoclinic phase transformation; 4) scanning electron microscopy (SEM) to evaluate the homogeneity of surfaces and distribution of grains; 5) reflectance tests on white and black background to determine the Contrast Ratio (CR) and the Translucency Parameter (TP) by color difference (∆E) and 6) biaxial flexural strength testing according to ISO 6872:2015. Apparent density was measured using Archimedes' principle. Weibull 2-p was used to calculate characteristic stress, Weibull modulus, and probability of survival (reliability) at 300, 500 and 800 MPa. Data were statistically evaluated through Repeated Measures ANOVA following post-hoc comparisons by Tukey test (p<0.05). Results and Conclusion: The proposed method was able to successfully synthetize an aging resistant ZTA ZPEX 80/20 composite, with the elastic modulus being the only decreased property after aging. For such composite, the surface roughness parameters, hardness, optical and mechanical properties were not affected by simulated LTD aging. In contrast, the translucent Y-TZP zirconia presented a significant extent of tetragonal to monoclinic phase transformation compared to ZTA composite after aging, along with significant alterations in all evaluated parameters, except for surface roughness.
doi:10.11606/d.25.2019.tde-28082019-190006 fatcat:pjonhnvsdbdnjkzg7iikc5w2bu