Metalização mecânica de ZrO2 com Ti para brasagem ZrO2/Aço com ligas de adição sem metal ativo

Metal/ceramic interfaces using zirconia have dominated the industrial applications in the last decade, due to the high mechanical strength and fracture toughness of zirconia, especially at temperatures below 300 ºC. Also noteworthy is the good ionic conductivity in high temperatures of this component. In this work joining between ZrO2 Y-TZP and ZrO2 Mg-PSZ with austenitic stainless steel was studied. These joints were brazed at high-vacuum after mechanical metallization with Ti using filler alloys composed by Ag-Cu and Ag-Cu-Ni. The influence of the metallization, and the affinity between the different groups (ceramic / filler alloys) was evaluated, in order to achieve strong metal/ceramic joints. Evaluation of joints and interfaces, also the characterization of base materials was implemented using various techniques, such as: x-ray diffraction, leak test, three-point flexural test and scanning electron microscopy with chemical analysis. The microstructural analysis revealed physical and chemical bonds in the metal/ceramic interfaces, providing superior leak proof joints and stress cracking, in order to a good joint in all brazed samples. Precipitation zones and reaction layers with eutetic characteristics were observed between the steel and the filler metal

Avaliação da resistência de união metalocerâmica em função de diferentes tempos de oxidação prévia

Avaliou-se a resistência de união metal/porcelana utilizando-se uma liga de Ni-Cr, submetida a diferentes tempos de oxidação prévia com o sistema cerâmico Vita-VMK, através do teste preconizado por CHIODI NETTO3. A análise dos resultados permitiu as seguintes conclusões: a ausência da oxidação prévia possibilitou os melhores resultados, sendo que a diferença foi estatisticamente significante; diferentes tempos de oxidação prévia provocaram redução acentuada nos valores obtidos e foram semelhantes entre si; o grupo submetido ao processo de jateamento após a oxidação prévia por cinco minutos mostrou resultados similares aos grupos que também passaram pelo processo de oxidação e não sofreram jateamento posterior.

Influência da presença de um filme fino de platina na resistência de união titânio-cerâmica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeito das variáveis laboratoriais protéticas na adesão da porcelana com ligas de níquel-cromo

The metalceramic crowns are usually used in dentistry because they provide a resistant structure due to its metallic base and its aesthetics from the porcelain that recovers this structure. To manufacture these crowns, a series of stages should be accomplished in the prosthetic laboratories, and many variables can influence its success. Changes in these variables cause alterations in the metallic alloy and in the porcelain, so, as consequence, in the adhesion between them. The composition of the metal alloy can be modified by recasting alloys, a common practice in some prosthetic laboratories. The aim of this paper is to make a systematic study investigating metalceramic crowns as well as analyzing the effect of recasting Ni-Cr alloys. Another variable which can influence the mechanism of metalceramic union is the temperature used in firing porcelain procedure. Each porcelain has to be fired in a fixed temperature which is determined by the manufacturer and its change can cause serious damages. This research simulate situations that may occur on laboratory procedures and observe their consequences in the quality of the metalceramic union. A scanning eletron microscopy and an optic microscopy were accomplish to analyse the metal-ceramic interface. No differences have been found when remelting alloys were used. The microhardness were similar in Ni-Cr alloys casted once, twice and three times. A wettability test was accomplished using a software developed at the Laboratório de Processamento de Materiais por Plasma, on the Universidade Federal do Rio Grande do Norte. No differences were found in the contact angle between the solid surface (metallic substratum) and the tangencial plane to the liquid surface (opaque). To analyse if the temperature of porcelain firing procedure could influence the contact area between metal and porcelain, a variation in its final temperature was achieve from 980° to 955°C. Once more, no differences have been found

Estudo da influência da temperatura de brasagem nas uniões zircônia/aço inox 304 utilizando metalização mecânica

Metal-Ceramic (M/C) Zirconia-stainless steel interfaces have been processed through brazing techniques due to the excellent combination of properties such as high temperature stability, high corrosion resistance and good mechanical properties. However, some M/C interfaces show some defects, like porosity and cracks results in the degradation of the interfaces, leading even to its total rupture. Most of time, those defects are associated with an improper brazing parameters selection to the M/C system. In this work, ZrO2 Y-TZP and ZrO2 Mg - PSZ were joint with the stainless steel grade 304 by brazing using a eutectic silver-copper (Ag28Cu) interlayer alloy with different thermal cycles. Ceramic surfaces were previous mechanically metallized with titanium to improve adhesion of the system. The effect of temperature on the M/C interface was studied. SEM-EDS and 3 point flexural bend test were performed to evaluate morphology, chemical composition and mechanical resistance of the M/C interfaces. Lower thermal cycle temperatures produced better results of mechanical resistance, and more regular/ homogeneous reaction layers between braze alloy and metal-ceramic surfaces. Also was proved the AgCu braze alloy activation in situ by titanium

Evaluation of the shear bond strength of the union between two CoCr-alloys and a dental ceramic

Introduction: Based on the importance of the integrity of the metal/ceramic interface, the purpose of this work was to evaluate the shear bond strength of the metal-ceramic union of two Co-Cr alloys (Wirobond C, Bego; Remanium 2000, Dentaurum) combined with Omega 900 ceramic (Vita Zahnfabrik). Material and Method: Eleven cylindrical matrixes were made for each alloy, and the metallic portion was obtained with the lost wax casting technique with standardized waxing of 4mm of height and of 4mm of diameter. The ceramic was applied according to the manufacturer's recommendations with the aid of a teflon matrix that allowed its dimension to be standardized in the same size as the metallic portion. The specimens were submitted to the shear bond test in an universal testing machine (EMIC), with the aid of a device developed for such intention, and constant speed of 0.5mm/min. Results and Conclusions: The mean resistance was 48.387MPa for Wirobond C alloy, with standard deviation of 17.718, and 55.956MPa for Remanium 2000, with standard deviation of 17.198. No statistically significant difference was observed between the shear strength of the two metal-ceramic alloys.

Efeito das variáveis laboratoriais protéticas na adesão da porcelana com ligas de níquel-cromo

The metalceramic crowns are usually used in dentistry because they provide a resistant structure due to its metallic base and its aesthetics from the porcelain that recovers this structure. To manufacture these crowns, a series of stages should be accomplished in the prosthetic laboratories, and many variables can influence its success. Changes in these variables cause alterations in the metallic alloy and in the porcelain, so, as consequence, in the adhesion between them. The composition of the metal alloy can be modified by recasting alloys, a common practice in some prosthetic laboratories. The aim of this paper is to make a systematic study investigating metalceramic crowns as well as analyzing the effect of recasting Ni-Cr alloys. Another variable which can influence the mechanism of metalceramic union is the temperature used in firing porcelain procedure. Each porcelain has to be fired in a fixed temperature which is determined by the manufacturer and its change can cause serious damages. This research simulate situations that may occur on laboratory procedures and observe their consequences in the quality of the metalceramic union. A scanning eletron microscopy and an optic microscopy were accomplish to analyse the metal-ceramic interface. No differences have been found when remelting alloys were used. The microhardness were similar in Ni-Cr alloys casted once, twice and three times. A wettability test was accomplished using a software developed at the Laboratório de Processamento de Materiais por Plasma, on the Universidade Federal do Rio Grande do Norte. No differences were found in the contact angle between the solid surface (metallic substratum) and the tangencial plane to the liquid surface (opaque). To analyse if the temperature of porcelain firing procedure could influence the contact area between metal and porcelain, a variation in its final temperature was achieve from 980° to 955°C. Once more, no differences have been found

Estudo da influência da temperatura de brasagem nas uniões zircônia/aço inox 304 utilizando metalização mecânica

Metal-Ceramic (M/C) Zirconia-stainless steel interfaces have been processed through brazing techniques due to the excellent combination of properties such as high temperature stability, high corrosion resistance and good mechanical properties. However, some M/C interfaces show some defects, like porosity and cracks results in the degradation of the interfaces, leading even to its total rupture. Most of time, those defects are associated with an improper brazing parameters selection to the M/C system. In this work, ZrO2 Y-TZP and ZrO2 Mg - PSZ were joint with the stainless steel grade 304 by brazing using a eutectic silver-copper (Ag28Cu) interlayer alloy with different thermal cycles. Ceramic surfaces were previous mechanically metallized with titanium to improve adhesion of the system. The effect of temperature on the M/C interface was studied. SEM-EDS and 3 point flexural bend test were performed to evaluate morphology, chemical composition and mechanical resistance of the M/C interfaces. Lower thermal cycle temperatures produced better results of mechanical resistance, and more regular/ homogeneous reaction layers between braze alloy and metal-ceramic surfaces. Also was proved the AgCu braze alloy activation in situ by titanium

Estudo comaprativo da resistência da união esmalt/resina/metal. Efeito de resinas de fixação, artifícios retentivos e ligas metálicas.

The purpose of this study was to compare the enamel/resin/metal bond tensile strength by using human canines, in which castings were bonded. These castings were obtained by Co-Cr or Ni-Cr alloys and showed four types of mechanisms of retention: 50 micrograms aluminum oxide abrasive, electrochemical etch, acrylic beads metal mesh. The castings were bonded utilizing Comspan Opaque and Panavia Ex. The specimens were subjected to tensile forces after 24 hours in an Instron machine. The castings subjected to 50 micrograms aluminum oxide abrasive and bonded utilizing Panavia EX showed the biggest bond tensile strength.

Influência do tratamento de superfície do metal na resistência de união entre uma liga de cobalto-cromo e duas cerâmicas

Pós-graduação em Odontologia Restauradora - ICT

Influência de tratamentos superficiais e termociclagem na resistência da união resina/metal

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação do tipo de carregamento, pela análise de elementos finitos, sobre a resistência de união ao cisalhamento da interface metal/porcelana (Ni-Cr/vita omega 900)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da eficácia de primers para metal na resistência ao cisalhamento da união entre cimentos resinosos e metais não nobres. Efeito do armazenamento em água

O sucesso das restaurações metálicas indiretas depende, dentre outros fatores, de uma união eficaz entre a estrutura metálica e o cimento dentário empregados. Sabe-se que os primers para metal atuam com comprovada eficácia na resistência adesiva dos cimentos resinosos às ligas nobres. Entretanto, pouco foi estudado sobre o efeito de tais materiais em ligas não nobres. O propósito deste estudo foi avaliar a eficácia de primers para metal na resistência ao cisalhamento da união entre cimentos resinosos e metais não nobres. Discos (9 mm de diâmetro e 3 mm de altura) foram fundidos em liga de NiCr (n=80) e em titânio comercialmente puro (Ti c.p.) (n=80) e foram incluídos em anel de PVC com resina acrílica quimicamente ativada. As superfícies dos discos foram regularizadas com lixas de carbeto de silício de granulação 320, 400 e 600 e jateadas com partículas de óxido de alumínio de 50 µm. Espécimes de cada metal foram divididos em quatro grupos (n=20). Uma matriz metálica bi-partida (5 mm de diâmetro interno e 2 mm de altura) foi posicionada na superfície do espécime. As áreas adesivas receberam um dos seguintes tratamentos: 1) Panavia F; 2) Alloy Primer e Panavia F; 3) Bistite DC e 4) Metaltite e Bistite DC. Para evitar a exposição dos cimentos à luz, estes foram espatulados e inseridos na matriz dentro de uma câmara de revelação radiográfica. Quarenta minutos após a confecção, os espécimes foram armazenados em água destilada a 37ºC por 24 horas e então termociclados (1.000 ciclos, 5ºC e 55ºC, 30 segundos cada banho). Após a termociclagem, os espécimes foram armazenados novamente nas mesmas condições descritas anteriormente por um período de 24 horas (n=10) ou de 6 meses (n=10) antes do ensaio de cisalhamento em uma máquina de ensaios mecânicos (Material Test System 810).

Distribuição de tensões em próteses parciais fixas posteriores livres de metal com retentores intracoronários: análise em elementos finitos

Para reabilitar a ausência de um elemento dentário posterior, as próteses parciais fixas (PPF) com retentores intracoronários são uma alternativa aos implantes osseointegrados. O objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição de tensões nessas próteses com três combinações de materiais: cerâmica de zircônia parcialmente estabilizada por ítria (ZPEI) revestida por cerâmica de fluorapatita (α), cerâmica de dissilicato de lítio (β) ou compósito fibrorreforçado (γ). Na composição α, foram analisadas a presença ou ausência da cerâmica de revestimento na parede cervical das caixas proximais e três variações na área total da seção transversal dos conectores (4 mm de largura x 3,2, 4,2 ou 5,2 mm de altura). Em 8 modelos bidimensionais de elementos finitos, uma carga vertical de 500 N foi aplicada na fossa central do pôntico e as tensões principais máximas (tração) e mínimas (compressão) foram apontadas em MPa. Inicialmente foram avaliados os 6 modelos com PPF de ZPEI e suas variações. Os maiores valores das tensões de tração foram encontrados no terço cervical dos conectores. Quando presente nestas regiões, a cerâmica de revestimento recebeu tensões acima do limite de sua resistência à flexão. Na comparação entre os modelos sem cerâmica de revestimento na parede cervical das caixas proximais, mesmo aquele com conectores de 3,2 x 4 mm, cuja infraestrutura apresentava 2,5 x 3 mm, poderia ser recomendado para uso clínico. Altos valores de tensões de compressão foram registrados entre o terço oclusal e médio dos conectores, correspondente à união entre as cerâmicas, o que poderia ocasionar, devido à flexão, falhas adesivas. Posteriormente, o modelo de ZPEI com a cerâmica de fluorapatita ausente da parede cervical das caixas proximais e área total dos conectores de 4,2 x 4 mm foi comparado aos dois outros materiais com conectores de mesma área. Na PPF de dissilicato de lítio, os valores representaram uma provável violação do limite de sua resistência à flexão. A PPF de compósito fibrorreforçado apresentou tensões bem abaixo do limite de resistência à flexão de sua infraestrutura, mas, como no modelo de ZPEI, tensões compressivas se concentraram com alto valor entre o terço oclusal e médio dos conectores, local de união entre a resina composta e a infraestrutura de fibras. Os resultados mostraram que a cerâmica de dissilicato de lítio e a presença da cerâmica de fluorapatita na parede cervical das caixas proximais deveriam ser contraindicadas para a condição proposta. Parece viável uma área de conectores na infraestrutura de ZPEI com no mínimo 2,5 x 3 mm. A PPF de compósito fibrorreforçado apresenta resistência estrutural para a situação estudada, mas, como também aquelas compostas de ZPEI, aparenta ter como pontos fracos a adesão entre a infraestrutura e o material de cobertura e a própria resistência deste último.

Adesão de filme auto-sustentado de diamante CVD em metal duro

O objetivo deste trabalho foi desenvolver conhecimento científico e tecnológico sobre o mecanismo de adesão de filmes de diamante CVD em metal duro. Foi estudado de forma sistemática o processo de brasagem reativa convencional em vácuo, com liga de AgCuTi, onde foram avaliados os efeitos do tempo, da temperatura e da atmosfera durante o processo de brasagem. O grau de aderência foi avaliado por um ensaio de tração mecânica adaptado. Os melhores resultados foram obtidos para brasagem em vácuo, em temperaturas na faixa de 900 a 920 oC e tempos de 3 a 20 minutos. Tendo em vista as limitações da brasagem em vácuo, relacionadas à reatividade do elemento reativo, o Ti, a baixa resistência da liga (à base de cobre e prata, que são metais macios) e a necessidade de uma atmosfera controlada para evitar a oxidação do próprio diamante na faixa de temperatura utilizada, foi desenvolvido neste trabalho um novo método de Adesão e brasagem de filmes auto-sustentados de diamante CVD em metal duro. Este método utiliza altas pressões e altas temperaturas para promover a adesão, utilizando câmaras simples e de baixo custo. Os resultados obtidos mostraram ser possível unir diamante ao metal duro com ou sem o material de adição, em condições de pressão e temperatura adequadas. As vantagens de utilizar alta pressão relacionam-se à possibilidade de manter o diamante estável em altas temperaturas, minimizar as falhas de preenchimento na interface entre o diamante e o metal duro, facilitar a difusão na interface, através das fronteiras de grão, promover o ancoramento e minimizar a espessura da película de brasagem quando utilizado o material de adição O grau de aderência das amostras foi avaliado através de um ensaio de cisalhamento e os resultados foram excelentes. No caso da adesão direta em altas pressões, sem o material de adição, o mecanismo responsável pela aderência provavelmente está relacionado ao ancoramento induzido pela pressão e à difusão do cobalto, presente no metal duro, para a interface com o diamante, servindo como uma espécie de “cola”. Entretanto, esta “cola” atua como catalisador para o carbono e pode interferir na estabilidade do filme de diamante. De fato, para adesão direta a 2,5 GPa e 1200 oC, observou-se a completa grafitização do filme de diamante. Este grafite apresentou alto grau de cristalinidade e de orientação preferencial, com planos basais não paralelos à superfície de interface. Para adesão direta a pressões dentro da região de estabilidade termodinâmica do diamante, este permaneceu íntegro e, inclusive, observou-se uma melhora na cristalinidade para adesão direta a 7,7 GPa e 1500 oC. Na adesão direta em alta pressão, é preciso levar em consideração a cinética do processo de adesão, relacionada à difusão do cobalto, e a estabilidade de fase do diamante. Na brasagem em alta pressão, foram obtidos resultados positivos para processamentos a 2,5 GPa e 4 GPa, na mesma faixa de temperatura utilizada na brasagem convencional. Como estas temperaturas são menores, não houve grafitização do filme a 2,5 GPa. A 7,7 GPa, a liga ficou completamente aderida ao diamante e não houve a união com o metal duro. Isso ocorreu pela diferença de compressibilidade da liga em relação ao diamante e ao metal duro Foram produzidas algumas ferramentas utilizando a brasagem convencional, as quais foram afiadas e testadas em condições de usinagem, com resultados satisfatórios.