SINTERIZACION Y MICROESTRUCTURA DE CERÁMICOS DE ZrO2 DOPADA CON AL2O3 CON ADITIVO DE BIOVIDRIO 64S

CLARA G. SOUBELET; MARÍA P. ALBANO

Buenos Aires

Congreso; Jornadas Nacionales de Investigación Cerámica; 2019

Zirconia tetragonal parcialmente estabilizada con itrio (Y-TZP) se utiliza en restauraciones dentalesdebido a sus buenas propiedades mecánicas y biocompatibilidad [1]. En un trabajo previo [2] se estudió el efecto de la adición de biovidrio 64S (con composición 64% SiO2, 26% CaO y 10% P2O5 (mol%)). La presencia de vidrio 64S aceleró la velocidad de sinterización, sin embargo la resistencia a la flexión decreció escasamente por la adición del vidrio. La microestructura de los cerámicos de ZrO2 con aditivo de 64S determinará su comportamiento mecánico, en particular el incremento en el tamaño de grano de ZrO2 que favorece la transformación espontánea de ZrO2 tetragonal a monoclínica (t-m) después de la sinterización. Se ha publicado [3] que la adición de pequeñas cantidades ( 0.3 % p/p) de Al2O3 a Y-TZP incrementa la velocidad de sinterización y reduce notablemente el tamaño de grano. En este trabajo, se estudió la sinterización y la microestructura de Y-TZP dopado con Al2O3 sin y con adiciones de vidrio 64S. Dichos resultados se compararon con los obtenidos previamente utilizando el polvo de Y-TZP sin dopar. Se utilizó un polvo comercial de Y-TZP con 0.25 % p/p de Al2O3 (Y-TZPA). Se conformaron piezas de YTZPA con 0, 5.4 y 10.5 % v/v de 64S, mediante la técnica de colado en moldes de yeso. Las piezas se sinterizaron a temperaturas entre 1100-1500 ºC en aire durante 2 horas. Se midió la densidad relativa delas piezas sinterizadas mediante el método de Arquímedes. El contenido de fases cristalinas en las muestras sinterizadas se determinó por difracción de rayos-x utilizando el método de Rietvield. Las muestras sinterizadas se pulieron con pasta de diamante y se revelaron térmicamente para medir la distribución de tamaños de grano de ZrO2 a partir de imágenes de microscopía electrónica de barrido. Y-TZPA alcanzó la máxima densificación a 1400 ºC, mientras que la mayor densificación para Y-TZP se logró a 1500 ºC. La adición de 64S disminuyó las temperaturas de sinterización a1300 ºC y 1400 ºC respectivamente. En este rango, las muestras de Y-TZPA presentaron granos de ZrO2 más pequeños en comparación con Y-TZP. La distribución homogénea de Al2O3 enlos granos de ZrO2 retardó la difusión de cationes desde la red hacia los límites de grano, limitando el crecimiento de los mismos. La adición de 64S a Y-TZPA no significó un cambio en eltamaño de grano de ZrO2 a 1300-1400 ºC, en oposición a Y-TZP en el cual se pudo observar un aumento en el tamaño de grano. A 1500 ºC Al2O3 pierde su efectividad para reducir el crecimiento de grano de ZrO2 debido a la segregación de Al+3 a los bordes de grano; en consecuencia, los tamaños de grano en muestras Y-TZP e Y-TZPA a 1500 ºC son similares, mayores a los registrados para 1300-1400 ºC. La fase cristalina principal en las muestras sinterizadas fue t-ZrO2, con menores contenidos de m-ZrO2 y fases secundarias (ZrSiO4 y Ca2P2O7) (figura). Elmenor crecimiento de grano de ZrO2 en los cerámicos Y-TZPA-64S sinterizados incrementó la estabilidad de la fase tetragonal; la retención de esta fase y las microestructuras finas tendrán un efecto positivo en el comportamiento mecánico de las restauraciones dentales a base de zirconia.