Cerâmica (Sep 2007)
Sinterização e propriedades mecânicas do compósito Y-TZP/Al2O3 Sintering and mechanical properties of the Y-TZP/Al2O3 composites
Abstract
Foi estudado o efeito da adição de Al2O3 nas propriedades de cerâmicas à base de ZrO2 tetragonal estabilizada com ítria (Y-TZP) visando sua aplicação como material dentário. Amostras contendo 0, 10, 20 e 30% em peso de Al2O3 foram compactadas por prensagem uniaxial a frio (80 MPa) e em seguida sinterizadas ao ar a 1500, 1550 e 1600 °C por 120 min. Os efeitos destas condições de sinterização nas propriedades dos materiais foram analisados por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. As propriedades mecânicas de dureza e tenacidade à fratura foram determinadas, utilizando-se o método de indentação Vickers. Além disso, algumas amostras foram submetidas a ensaio de flexão em 4 pontos. Cerâmicas de elevada densidade relativa foram obtidas, com dureza variando entre 13,4 e 15,8 GPa, dependendo da quantidade de Al2O3 adicionada à matriz de ZrO2. Por outro lado, não foi verificada uma influencia significativa da adição de Al2O3 na tenacidade à fratura, que apresentou valores próximos de 8 MPa.m½, em quase todas as situações. A boa dureza, a elevada tenacidade à fratura, a boa resistência à fratura (sigmaf = 685 MPa) e o módulo de Weibull (m=11) apresentados pelos materiais com adições de 20% de Al2O3, indicam a confiabilidade do compósito como um potencial biomaterial para uso na implantodontia.In this work, the influence of Al2O3 addition on the tetragonal ZrO2 ceramic properties was studied, aiming the use of this ceramic as dental materials. Samples containing 0, 10, 20 e 30 wt.% were cold pressed (80 MPa), and sintered in air, at 1500, 1550 e 1600 °C, for 120 min. The effects of the sintering conditions were analyzed by X-ray diffraction and Scanning Electron Microscopy. Hardness and fracture toughness were determined by Vicker's indentation method. Furthermore, samples were submitted to the 4 point bending test. Dense ceramics were obtained, with hardness values varying around 13.4 and 15.8 GPa, depending on the Al2O3 content added in the ZrO2 matrix. On the other hand, no significant difference in the fracture toughness was detected by the Al2O3 addition, with K IC around 8 MPa.m½, in all conditions. The high hardness, fracture toughness, flexural strength (sigmaf = 685 MPa) and reliability (m=11) presented by the ceramic composites with 20wt.% Al2O3, indicates the potential of these materials as bioceramics for dental materials.
Keywords
