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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2020.tde-15012020-094206
Documento
Autor
Nombre completo
Johnata Cavalcanti Fonseca
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2019
Director
Tribunal
Ferreira, Eduardo Bellini (Presidente)
Carrazedo, Rogério
Pinelli, Ligia Antunes Pereira
Título en portugués
Análise tridimensional por elementos finitos das tensões residuais em próteses cerâmicas bicamadas para aplicação dentária
Palabras clave en portugués
Cerâmicas dentárias
Método dos Elementos Finitos (MEF)
Restaurações cerâmicas bicamadas
Tensões térmicas residuais
Resumen en portugués
Restaurações cerâmicas bicamadas têm sido amplamente utilizadas em próteses dentárias devido à biocompatibilidade e estética atraente. Todavia, ainda se observam problemas com relação à durabilidade dos materiais que as compõem. No presente estudo, modelos tridimensionais de coroas dentárias bicamadas foram criados a partir da geometria de um primeiro pré-molar superior derivada de imagens de tomografia. Os modelos com espessuras de porcelana de cobertura variando de 0,3 a 3,0 mm foram analisados em computador pelo método dos elementos finitos (MEF) para o cálculo das tensões térmicas residuais geradas durante o resfriamento de 700 °C até a temperatura ambiente a 30 e 200 °C/min. As propriedades necessárias para os cálculos com elementos finitos foram obtidas da literatura e avaliadas experimentalmente. Os materiais IPS e.max Ceram (porcelana de cobertura), ICE Zirkon Translucent e ICE Zirkon Translucent Plus (infraestruturas) foram caracterizados por difração de raios X (DRX), dilatometria, picnometria de hélio e análise química. A porcelana de cobertura foi também analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET), calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria, e a granulometria do pó por espalhamento a laser. Os resultados mostraram que as porcelanas com maiores espessuras apresentaram menores tensões residuais de superfície. Taxas maiores de resfriamento produziram tensões mais elevadas. Não foi possível identificar fluorapatita por DRX no material IPS e.max Ceram. No entanto, uma pequena e heterogênea cristalinidade foi detectada por MEV e MET em escalas micro e nanométricas, respectivamente. As temperaturas de transição vítrea medidas por DSC e dilatometria foram inferiores à indicada pelo fabricante. As infraestruturas foram identificadas como zircônias tetragonais policristalinas estabilizadas por Ítria (Y-TZP) por DRX e as propriedades medidas coincidiram com as da literatura.
Título en inglés
Three-dimensional finite-element analysis of residual stresses in bilayered ceramic prostheses for dental application
Palabras clave en inglés
Bilayered ceramic restorations
Dental ceramics
Finite Element Method (FEM)
Thermal residual stresses
Resumen en inglés
Bilayered ceramic restorations have been widely used in dental prostheses due to the biocompatibility and attractive esthetics. However, there are still problems with the durability of the materials that compose them. In the present study, three-dimensional models of bilayered dental crowns were created from the geometry of a first upper premolar derived from tomography images. The models with veneer thicknesses ranging from 0.3 to 3.0 mm were analyzed on computer by the finite element method (FEM) for the calculation of residual thermal stresses generated during the cooling from 700 °C to room temperature at 30 and 200 °C/min. The properties required for finite element calculations were obtained from the literature and evaluated experimentally. The materials IPS e.max Ceram (veneer), ICE Zirkon Translucent and ICE Zirkon Translucent Plus (cores) were characterized by X-ray diffraction (XRD), dilatometry, helium pycnometry and chemical analysis. The veneer was also analyzed by scanning (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry, and powder particle size by laser scattering. Results showed that the veneers with greater thickness had lower residual surface tensions. Higher cooling rates produced higher stresses. It was not possible to identify fluorapatite by DRX in the IPS e.max Ceram material. However, a small and heterogeneous crystallinity was detected by SEM and TEM at micro and nanoscale, respectively. The glass transition temperatures measured by DSC and dilatometry were lower than the indicated by the manufacturer. The cores materials were identified as yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP) by XRD and the measured properties coincided with literature.
 
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Fecha de Publicación
2020-01-30
 
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