Caracterização microestrutural e crescimento subcrítico de trincas em cerâmicas odontológicas

Abstract

The aim of this study was to characterize the microstructure of four dental CAD-CAM ceramics and evaluate their susceptibility to stress corrosion. SEM and EDS were performed for microstructural characterization. For evaluation of the pattern of crystallization of the ceramics and the molecular composition, XRD and FTIR, respectively, were used. Elastic modulus, Poisson's ratio, density and fracture toughness were also measured. The specimens were subjected to biaxial flexure under 5 stress rates (0.006, 0.06, 0.6, 6 and 60 MPa/s) to determine the subcritical crack growth parameters (n and D). Twenty five specimens were further tested in mineral oil for determination of Weibull parameters. Two hundred forty ceramic discs (12 mm diameter and 1.2 mm thick) were made of four ceramics: feldspathic ceramic - FEL (Vita Mark II, Vita Zahnfabrik), ceramic-infiltrated polymer- PIC (Vita Enamic, Vita Zahnfabrik), lithium disilicate - LD (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent) and zirconia-reinforced lithium silicate- LS (Vita Suprinity, Vita Zahnfabrik). PIC was characterized as a geopolymer reinforced by polymers. It presented organic and inorganic phases (n = 29.1 ± 7.7) and Weibull modulus (m) of 8.96. The FEL showed n = 36.6 ± 6.8 and m = 8.02. The LD showed a structure with needle-like disilicate grains in a glassy matrix and had the lowest value of n (8.4 ± 0.8) and m= 6.19. The ZLS showed similar rod-like grains, n = 11.2 ± 1.4 and m= 9.98. The FEL showed the lowest susceptibility to SCG corrosion, where as LD and ZLS presented the highest. The PIC presented the lowest elastic modulus and no crystals in its composition. ZLS presented tetragonal zirconia in its composition and showed the highest Weibull modulus among the materials studied

O objetivo do trabalho foi caracterizar a microestrutura de quatro cerâmicas odontológicas CAD/CAM e avaliar a susceptibilidade à corrosão sob tensão. MEV-FEG e análise química com EDS foram realizados para a caracterização microestrutural. Para avaliar o padrão de cristalização das cerâmicas foi usado DRX e FT-IR. Módulo elástico, coeficiente de Poisson, densidade e tenacidade à fratura também foram mensurados. Os espécimes foram submetidos ao ensaio de flexão biaxial sob cinco taxas de tensão constante (0,006; 0,06; 0,6; 6 e 60 MPa/s), a fim de se determinar os parâmetros de crescimento subcrítico da trinca (CST) (n = coeficiente se susceptibilidade ao CST). Vinte e cinco espécimes foram ensaiados na maior taxa de tensão em óleo mineral para determinar a resistência inerte e realizar a análise de Weibull. Duzentos e quarenta discos cerâmicos (12 mm de diâmetro e 1,2 mm de espessura) foram feitos de quatro cerâmicas: cerâmica infiltrada por polímero - CIP (Vita Enamic, Vita Zahnfabrik, Bad Sackingen, Alemanha), cerâmica feldspática - FEL (Vita Mark II, Vita Zahnfabrik), cerâmica de dissilicato de lítio - DSL (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) e cerâmica de silicato de lítio reforçada por zircônia - SLZ (Vita Suprinity, Vita Zahnfabrik). A CIP foi caracterizada como geopolímero reforçado com polímeros, apresentando uma fase orgânica e outra inorgânica, obteve n = 29,1 ± 7,7 e módulo de Weibull (m) de 8,96. A FEL apresentou n = 36,6 ± 6,8 e m = 8,02. O DSL mostrou uma estrutura com grãos afilados de dissilicato envoltos em uma matriz vítrea e obteve o menor valor de n (8,4 ± 0,8) e m = 6,19. O SLZ mostrou grãos semelhantes a bastonetes, n = 11,2 ± 1,4 e m = 9,98. FEL apresentou menor susceptibilidade à corrosão sob tensão, DSL e SLZ apresentaram maior susceptibilidade. A CIP apresentou menor módulo elástico e nenhum cristal em sua composição. SLZ mostrou a presença...