Caracterização nanomecânica de um sistema experimental de zircônia bicamadas

Resumo

Com o objetivo de melhorar os resultados estéticos de tratamentos protéticos usando zircônia, sistemas multicamadas com gradiente de translucidez foram recentemente introduzidos ao mercado, visando mimetizar a aparência do dente natural. Porém, defeitos na interface entre as camadas desses sistemas têm causado uma significativa diminuição na resistência quando comparados com suas partes isoladas. Assim, a bolsa de mestrado FAPESP nº 2022/07733-2, vinculada à bolsa FAPESP de Jovem Pesquisador nº 2021/06730-7, propôs a síntese de sistemas de zircônia em duas camadas, bem como a caracterização de seu desempenho óptico e mecânico, antes e após o envelhecimento hidrotérmico. Para este fim, foram adquiridos pós comerciais de zircônia (3Y-TZP, 4Y-PSZ e 5Y-PSZ) e duzentos e sessenta corpos de prova em forma de disco bicamadas foram obtidos através de sucessivas prensagens uniaxiais em duas configurações diferentes: 1) 3Y-TZP - 5Y-PSZ e 2) 4Y-PSZ - 5Y-PSZ. Após a sinterização, metade dos discos foi envelhecida em reator hidrotérmico (134ºC por 20 h a 2,2 bar) para simular os efeitos da degradação em baixa temperatura na microestrutura e no conteúdo cristalino da zircônia bicamada. Resultados parciais sugerem a obtenção de uma microestrutura densa com fases de zircônia monoclínica, tetragonal e cúbica para cada camada. Enquanto as caracterizações dos corpos de prova envelhecidos estão sendo realizadas, uma avaliação transversal das propriedades nanomecânicas das amostras obtidas é de extrema importância, considerando que os ensaios subsequentes das propriedades mecânicas dependem da compreensão da microestrutura, do gradiente de dureza e do módulo elástico em nanoescala. Portanto, a presente proposta BEPE visa avaliar ainda mais as propriedades mecânicas das camadas individuais de zircônia e a interface dos discos em uma visão transversal usando indentação automatizada em nanoescala, que poderia ser executada e interpretada com precisão por equipamentos e professores da Divisão de Biomateriais da Universidade de Nova York. A nanoindentação será realizada por meio de uma ponta piramidal de diamante de Berkovich em diferentes regiões de interesse para determinar o gradiente de dureza, módulo elástico e tensão residual dentro dos discos. As demais caracterizações serão realizadas após a conclusão do programa BEPE, onde será utilizado teste de resistência à flexão biaxial para determinar a probabilidade de sobrevivência, módulo de Weibull e resistência característica dos materiais bicamadas. As propriedades ópticas serão avaliadas em espectrofotômetro utilizando testes de reflectância. Os dados coletados neste projeto enriqueceriam muito o projeto associado ao Auxílio de Jovem Pesquisador #2021/06730-7, uma vez que serviria como um grupo controle para os materiais experimentais em duas camadas a serem sintetizados usando zircônia reciclada. (AU)