introdução às propriedades da cerâmica dentária de zircônia

com o desenvolvimento contínuo da tecnologia restauradora dentária, os tipos de materiais restauradores dentários aumentaram gradualmente. as cerâmicas têm sido amplamente utilizadas em diversas áreas de materiais restauradores dentários devido às suas boas propriedades mecânicas, biocompatibilidade e estabilidade estrutural. de acordo com os diferentes tipos de cerâmica, os materiais odontológicos totalmente cerâmicos são porcelana fundida a quente, cerâmica de vidro e cerâmica de zircônia. a porcelana fundida a quente e a cerâmica de vidro têm resistência relativamente baixa. em contrapartida, as cerâmicas de zircônia apresentam propriedades mecânicas mais elevadas devido à tenacidade das fases monoclínica e tetragonal e são mais adequadas para uso como materiais odontológicos. além disso, a zircônia apresenta diversas vantagens: estabilidade estrutural, não reatividade no ambiente bucal, boa biocompatibilidade e transmissão de luz relativamente alta. portanto, mais de 95% das coroas e pontes totalmente em cerâmica são feitas de cerâmica de zircônia.

i. propriedades básicas da cerâmica de zircônia

o pó de zircônia de alta pureza é branco, a cerâmica de zircônia é calcária. massa molecular relativa 123,223g/mol, densidade 5,85g/cm3, ponto de fusão 2715℃. a zircônia possui três estruturas cristalinas, fase monoclínica, fase tetragonal e fase cúbica. estas três estruturas cristalinas têm morfologias diferentes em diferentes pontos de fusão e são transformadas sob certas condições de temperatura. a temperatura na qual as fases monoclínica e tetragonal se transformam é de cerca de 1150°c, e a temperatura na qual as fases tetragonal e cúbica se transformam é de cerca de 2370°c. durante a transformação da zircônia de fase tetragonal em zircônia de fase monoclínica, ocorre a transformação da fase martensítica e é acompanhada pela expansão de volume.

ii. endurecimento de cerâmica de zircônia

em comparação com os metais, a tenacidade à fratura dos materiais cerâmicos é geralmente 1 a 2 ordens de grandeza menor. a cerâmica de zircônia pode ser temperada de diferentes maneiras para melhorar sua tenacidade à fratura, os principais mecanismos de tenacidade são: tenacidade de transição de fase induzida por tensão, tenacidade por microfissuras, flexão por microfissuras, bifurcação e têmpera em ponte, têmpera whisker, têmpera difusa, fortalecimento de cristais finos, têmpera de fibra , etc., na prática, a tenacidade do material cerâmico de zircônia é muitas vezes uma variedade de mecanismos de aumento de tenacidade, muitas vezes um resultado comum da ação de. atualmente, a medição laboratorial da tenacidade à fratura da cerâmica de zircônia dos métodos mais utilizados são: método de feixe de incisão unilateral e método de indentação.

a pesquisa de tenacidade da cerâmica de zircônia começou já na década de 1950, depois de 1975 com a descoberta do fenômeno de transição de fase, alguns pesquisadores acreditam que o endurecimento de transição de fase induzido por tensão da cerâmica de zircônia devido ao efeito de tensão externa da trinca, a ponta da trinca de a tensão pode ser induzida pela transição de fase martensítica t →m, a expansão de volume gerada pelos grãos de transição de fase inibirá a expansão da fissura, melhorando assim a tenacidade do material. porém, na fase inicial da transição de fase, a deformação de expansão existente dentro do ângulo de 120° da ponta da trinca causará uma diminuição na tenacidade da zircônia, após a qual a expansão de volume inibirá a expansão da trinca, de modo que a tenacidade é melhorou rapidamente e a resistência à fratura cresce lentamente quando a trinca se expande para 5 ~ 10h.

iii.a oxidação a baixa temperatura da cerâmica de zircônia

sob o ambiente úmido de baixa temperatura, a zircônia sofre uma transição de fase. o envelhecimento é essencialmente uma transição de fase martensítica: uma mudança na estrutura cristalina não termodinâmica e não difusiva. o envelhecimento em baixa temperatura ocorre primeiro na superfície da transição de fase do material tm, a transição de fase é acompanhada pela expansão de volume de modo que a superfície do material produz saliências e microfissuras, degradação das propriedades estéticas; posteriormente, moléculas de água ao longo das microfissuras infiltraram-se no interior do substrato, causadas pela transição de fase do material dentro da zircônia tm, resultando na geração de macrofissuras e, em última análise, em um declínio nas propriedades mecânicas, e até mesmo causar súbita falha. após um grande número de estudos experimentais, as características do processo de envelhecimento em baixa temperatura incluem principalmente quatro pontos:

1) o envelhecimento em baixa temperatura é um processo autocatalítico sem condutividade térmica, e o envelhecimento por transição de fase tm prossegue através de um mecanismo de crescimento de nucleação (ng) da fase m;
2) mudanças nas condições de envelhecimento (temperatura, tempo, água ou vapor de água) aceleram o comportamento de envelhecimento da zircônia;
3) o envelhecimento leva ao aumento do conteúdo da fase m do material, à diminuição da tenacidade e à degradação das propriedades estéticas;

4) o conteúdo do estabilizador e o tamanho do grão afetam diretamente a resistência da zircônia ao envelhecimento em baixa temperatura.

clique para saber mais: /materiais/bloco de zircônia/