Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO MICROESTRUTURAL, ÓPTICA, MECÂNICA E TRIBOLÓGICA DE VIDROS E COMPÓSITOS CERÂMICOS PARA APLICAÇÃO ODONTOLÓGICA
AFONSO CHIMANSKI
TESE
29/09/2017

As biocerâmicas dentárias disponíveis no mercado apresentam altos índices de sucesso clínico, mas ainda apresentam limitações quanto às propriedades ópticas e mecânicas. O objetivo geral deste trabalho foi estudar e desenvolver biocompósitos de alumina infiltrados com vidro para restauração dentária, com elevadas propriedades mecânicas e tribológicas associadas à elevada transmissão óptica, por meio da compatibilização dos índices de refração do vidro e da alumina (1,76). Os vidros foram preparados segundo a composição base 25% SiO2, 20% B2O3, 25% Al2O3, 15% TiO2 e 15% La2O3 (% em mol) com adições de CaO, CeO2, CaO-CeO2, Nb2O5 e Y2O3. Estas adições causaram aumento do índice de refração nos vidros. A espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) possibilitou verificar que as variações na composição química dos vidros resultaram em variações de conectividade da rede vítrea de SiO4 e BO3 e nas quantidades de espécies, como AlO4 e AlO6. A espectrometria de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) de alta resolução dos vidros indicaram que a adição de B2O3 aumentou a fração de oxigênios não ponteantes na estrutura vítrea e a coloração marrom avermelhada apresentada por alguns vidros foi consequência das presenças de Ti3+, Ce3+ e Nb5+. Os vidros preparados apresentaram boas propriedades mecânicas, com dureza Vickers variando entre 7,22 e 8,06 GPa e tenacidade à fratura variando entre 0,91 e 1,35 MPa.m½, sendo os resultados correlacionados com as características estruturais dos vidros. A adição de CaO ao vidro melhorou as propriedades ópticas dos compósitos, enquanto que as adições de CeO2, Nb2O5 e Y2O3 foram prejudiciais. Os ensaios de tribologia apresentaram os menores valores para o coeficiente de atrito médio, med, para cargas menores que 30 mN. O maior valor de med para cargas maiores foi associado à formação de tribofilmes.

compósito;vidro;alumina;tribologia;biomateriais
Dental bioceramics developed so far show high survival rates but still have limitations on optical and mechanical properties. The general objective of this work was to study and develop glass-infiltrated alumina biocomposites for dental restorations, with high mechanical and tribological properties associated to high optical transmission, by matching the refractive indexes of the glass with the alumina (1.76). Glasses were prepared according to the base composition 25% SiO2, 20% B2O3, 25% Al2O3, 15% TiO2 and 15% La2O3 (% in mol) with additions of CaO, CeO2, CaO-CeO2, Nb2O5 and Y2O3. These additions caused an increase in the refractive index in the glasses. Infrared spectroscopy (FTIR) allowed verifying that the variations in the chemical composition of the glasses resulted in variations of the connectivity of the SiO4 and BO3 glass networks and in the quantities of species, such as AlO4 and AlO6. High resolution X-ray photoelectron spectrometry (XPS) of the glasses indicated that the addition of B2O3 increased the fraction of non-bridging oxygen in the glass structure and the reddish-brown coloration presented by some glasses was a consequence of the presence of Ti3+, Ce3+ and Nb5+. The prepared glasses presented high mechanical properties, with Vickers hardness varying between 7.22 and 8.06 GPa and fracture toughness varying between 0.91 and 1.35 MPa.m½; the results were correlated with the structural characteristics of the glasses. The addition of CaO to the glass improved the optical properties of the composites, whereas the additions of CeO2, Nb2O5 and Y2O3 jeopardized the transmittance. Tribology tests showed the lowest values for the average friction coefficient med for loads smaller than 30 mN. The higher med value for larger loads may be associated with the formation of tribofilms.
composite;glass;alumina;tribology;biomaterials
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS
MATERIAIS FUNCIONAIS AVANÇADOS
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Banca Examinadora

HUMBERTO NAOYUKI YOSHIMURA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
SONIA REGINA HOMEM DE MELLO CASTANHO Participante Externo
JULIANA MARCHI Docente - PERMANENTE
RENATO ALTOBELLI ANTUNES Docente - PERMANENTE
ANA HELENA DE ALMEIDA BRESSIANI Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
CONS NAC DE DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLOGICO - Bolsa de Mestrado no País GM 36
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 12

Vínculo

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Não