Performance of ZrO2-Bioglass Dental Ceramics Under Cyclic Fatigue Loading

Ano: 2007 | Volume: 2 | Número: 5

Autores: Luiz de Araújo Bicalho, Claudinei dos Santos, Alexandre Fernandes Habibe, Renato Chaves Souza, Miguel Ribeiro Justino Barboza, Carlos Antônio Reis Pereira Baptista

Palavras-chave: Ceramics. Sintering. ZrO2. Mechanical Properties. Fatigue. Characterization.

Resumo Português:

A vida em fadiga cíclica de ZrO₂ estabilizada com 3%mol.Y₂O₃ (3YTZP)dopada com vidro biativo foi investigada. Amostras pré-sinterizada 3Y-TZP-biovidro foram sinterizadas a 1300oC por 120 minutos. As amostras sinterizadas foram caracterizadas por densidade relativa, difração de raios X e MEV. Os valores de dureza e tenacidade ä fratura foram determinados usando método de indentação Vickers e o modulo de ruptura por flexão foi realizado em ensaio de flexão em 4 pontos. Além disso, testes de fadiga cíclica foram realizados sob freqüência de 25Hz e razão de tensão de 0,1. Amostras altamente densas de ZrO₂ tetragonal foram obtidas e apresentaram dureza, tenacidade a fratura de 11.3GPa, 6.1MPa. m^1/2 e 320MPa, respectivamente. O aumento do nível de tensão leva a diminuição do numero de ciclos e o numero de amostras com vida infinita. A tenacificação induzida por transformação de fase tetragonal-monoclinica (t-m), observada por difração de raios X, contribui para o aumento da vida em fadiga. Amostras de 3Y-TZP apresentaram claramente uma faixa de condições de carregamento onde fadiga cíclica pode ser detectada.

Resumo Inglês:

The cyclic fatigue life of 3mol.%Y₂O₃-stabilized ZrO₂ (3Y-TZP) ceramics doped with bioactive glass has been investigated. Pre-sintered 3Y-TZPbioglass samples were sintered at 1300oC for 120 minutes. Sintered samples were characterized by relative density, XRD and SEM analysis. Hardness and fracture toughness were determined using Vicker’s indentation method, and Modulus of Rupture was determined by four-point bending testing. Furthermore, the cyclic fatigue tests were realized under frequency of 25 Hz and stress ratio, R, of 0.1. Highly dense tetragonal ZrO₂ samples were obtained and presented hardness, fracture toughness and bending strength of 11.3GPa, 6.1MPa.m^1/2 and 320MPa, respectively. The increasing of stress level leads to decreasing of the number of cycles and the number of run-out specimens. The stress induced tetragonal-monoclinic (t-m)- ZrO₂ transformation, observed by X-Ray diffraction, contributes to the increasing of the fatigue life. Samples 3Y-TZP presents clearly a range of loading conditions where cyclic fatigue can be detected.