Síntese de nanocompósitos à base de zircónia para aplicação em odontologia

Abstract

O presente trabalho tem em vista a síntese de nanocompósitos à base de zircónia, utilizando como estabilizante a ítria, e como reforço para inibição do envelhecimento, a alumina. Os nanocompósitos sintetizados têm como finalidade, a aplicação em odontologia. As nanopartículas foram sintetizadas por via química sol-gel, onde foram testadas diferentes concentrações molares de ítria para a estabilização da fase tetragonal da zircónia. As nanopartículas resultantes foram secas numa estufa a 100ºC/3h, moídas e depois calcinadas a 700ºC e 1200ºC, a fim de se obter a fase tetragonal da zircónia e α-alumina, respetivamente. As amostras foram submetidas a técnicas de análise químca e estrutural: análise térmica simultânea (DSC-TG), difração de raios-X (DRX), análise elemental (AE), espetroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrónica de varrimento (MEV/SDE). A partir dos resultados obtidos por estas técnicas, escolheu-se a zircónia estabilizada com 3,4%mol de ítria (3,4YSZ), como sendo a mais adequada para a adição de alumina. Testaram-se diferentes concentrações de alumina e pela caracterização das amostras selecionou-se a amostra de zircónia estabilizada com 3,4 %mol de ítria e reforçada com 10 % em massa de alumina (3,4YSZ_10A) para a continuação do trabalho. As amostras de zircónia não estabilizada (Z), 3,4YSZ e 3,4YSZ_10A foram compactadas e sinterizadas a 1200ºC/6h e 1500ºC/3h. Posteriormente foram submetidas a testes de microdureza de Vickers e envelhecimento acelerado em saliva artificial. Ao longo de todo este processo foi possível concluir que: i) A temperatura de calcinação mais adequada para a obtenção da fase tetragonal da zircónia é 700ºC; ii) A presença de ítria inibe o crescimento de grão das partículas de zircónia; iii) O aumento da temperatura de sinterização provoca o crescimento dos grãos; iv) A ítria distribui-se uniformemente na matriz da zircónia, enquanto que a alumina é pouco solúvel na zircónia; v) Das amostras sinterizadas a 1200ºC, o material com maior dureza foi a amostra 3,4YSZ (5,26 GPa) e o mais susceptível ao envelhecimento foi a amostra 3,4YSZ_10A. A 1500ºC foi atingida maior dureza (10,63GPa) com a amostra IV 3,4YSZ_10A e o material com mais danos causados pelo envelhecimento foi a zircónia não estabilizada. Os objetivos traçados para este projeto foram alcançados, na medida em que se conseguiu estabilizar a zircónia na fase pretendida, a tetragonal. Quando utilizada a temperatura de sinterização adequada (1500ºC), a adição de alumina permite aumentar a dureza dos materiais e os compósitos de zircónia-ítria e zircónia-ítria-alumina não mostraram sinais de envelhecimento através do processo utilizado. Pôde, então, concluiu-se que os materiais desenvolvidos se apresentam muito promissores para à aplicação pretendida, isto é, á aplicação odontológica.