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dc.creatorRodrigues, Camila da Silva
dc.date.accessioned2021-05-31T17:58:27Z
dc.date.available2021-05-31T17:58:27Z
dc.date.issued2020-05-08
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/21012
dc.description.abstractThis dissertation is divided in three parts, which investigated the effects of thermal treatments on the mechanical behavior of bilayer ceramic systems as well as identify the main influencing factors. The first part gathered the scientific literature available to evaluate the effect of thermal treatments (glaze, cooling protocol, number of firings, annealing) on the flexural strength and load to fracture of porcelain-veneered zirconia (PVZ) samples. Three databases were used for performing the search (PubMed/Medline, Scopus, and Web of Science). From 393 relevant studies, 21 were selected for full-text analysis, from which 7 failed to meet the inclusion criteria. The 14 remaining papers were included for the systematic review: 8 for meta-analysis and 6 restricted to descriptive analyses. The results showed that delaying furnace opening at a temperature below the porcelain’s glass transition temperature is advised for PVZ restorations, in order to improve their fracture resistance. Moreover, there is a lack of information about the effect of glaze firings on the studied outcomes. The second part evaluated the effect of dwell time (conventional or extended) and cooling protocol (fast or slow) of glaze firings on the flexural strength, resistance to crack propagation, and optical properties stability of a porcelain-veneered zirconia system. Bilayer disc-shaped samples were prepared using a zirconia framework veneered with porcelain, and divided according to the thermal treatment to be performed after sintering: glaze firing (1 min of dwell time) followed by slow cooling (furnace opening at 200ºC) or fast cooling (furnace opening at 600ºC), extended glaze firing (15 min of dwell time) followed by slow cooling or fast cooling, or no thermal treatment (control). Porcelain roughness (Ra and Rz) and translucency (TP00) were measured before and after firings, as well as the color difference (ΔE00) after the treatments. Crystalline phase was analyzed with X-Ray diffraction. Flexural strength was measured with the piston-on-three-ball test. Additional samples were prepared and subjected to Vickers indentations on the porcelain for crack length analysis. The extended glaze firing was observed to improve the flexural strength and the resistance to crack propagation. No clinically significant difference was observed regarding the optical properties stability. The third part studied the stress development in bilayer systems with zirconia or lithium disilicate (PVLD) frameworks. The effects of cooling rate and thickness ratio were evaluated using a Viscoelastic Finite Element Method. Bilayer crown models were generated using a finite element software (ABAQUS). The physical properties (coefficient of thermal contraction, thermal conductivity, specific heat, density and elastic modulus) of each material studied were experimentally measured as a function of the temperature. Two cooling protocols were simulated (Fast: ~300ºC/min, Slow: ~30ºC/min) from 70ºC above the softening temperature of the porcelains using a heat transfer, followed by the residual stress analysis. PVLD showed lower values of residual stresses than PVZ. The maximum tensile stresses in porcelain over zirconia framework were observed in the cusp area, whereas those in porcelain over lithium silicate were located in the central fossa. Therefore, slow cooling is preferable for both PVZ and PVLD, as well as using a thinner porcelain layer over zirconia when possible.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectCerâmica vítreapor
dc.subjectQueimas de glazepor
dc.subjectTratamento térmicopor
dc.subjectZircôniapor
dc.subjectGlass ceramicseng
dc.subjectGlaze firingseng
dc.subjectThermal treatmentseng
dc.subjectZirconiaeng
dc.titleTratamentos térmicos em sistemas cerâmicos bicamadas: estudo das propriedades mecânicas, ópticas e tensões residuaispor
dc.title.alternativeThermal treatments on biiayer ceramic systems: a study of the mechanical and optical properties and residual stresseseng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoNo presente trabalho, dividido em três partes, foram investigados os efeitos de tratamentos térmicos sobre o comportamento mecânico de sistemas cerâmicos bicamadas e os fatores que levam a esse efeito. A primeira delas reuniu a literatura científica disponível para avaliar o efeito de tratamentos térmicos (glaze, protocolos de resfriamento, número de queimas, annealing) na resistência à flexão e carga para fratura de espécimes de zircônia recoberta por porcelana (PVZ). Três bases de dados foram utilizadas para pesquisa (PubMed/Medline, Scopus e Web of Science). Foram encontrados 393 estudos relevantes, dos quais 21 foram selecionados para leitura completa e 7 não atenderam aos critérios de inclusão. Dos 14 restantes, 8 foram incluídos em metanálises e 6 foram submetidos à análise descritiva. Os resultados mostraram que realizar a abertura do forno em temperaturas abaixo da temperatura de transição vítrea da porcelana é sugerido para melhorar a resistência à fratura do material. Ainda, observou-se que não há evidências claras sobre o efeito da queima de glaze nos desfechos observados. A segunda parte investigou o efeito de protocolos de queima de glaze na resistência à flexão e à propagação de trinca e na estabilidade das propriedades ópticas do sistema zircônia recoberta por porcelana. Para isso, foram confeccionados espécimes em formato de disco com duas camadas (infraestrutura de zircônia e cobertura de cerâmica feldspática), que foram divididos em cinco grupos, de acordo com o tratamento térmico a ser realizado após a sinterização da cerâmica de cobertura: Queima convencional de glaze (tempo de manutenção de 1 min) seguida de resfriamento lento (forno fechado até atingir 200ºC) ou rápido (abertura imediata do forno), queima estendida (tempo de manutenção de 15 min) seguida de resfriamento lento ou rápido, ou nenhum tratamento térmico após a sinterização (controle). Os espécimes foram submetidos à análise de rugosidade (Ra e Rz) e a leituras das coordenadas CIE L*a*b*, para cálculos de alteração de cor e translucidez, antes e após os tratamentos térmicos, e ao ensaio de resistência à flexão biaxial (piston-on-three-ball). Espécimes extra foram confeccionados para realização de indentações Vickers na porcelana e análise da propagação das trincas. Foi observado que a queima estendida de glaze levou a maiores valores de resistência a flexão e maior resistência a propagação de trincas. Nenhuma diferença clinicamente significativa foi observada na estabilidade das propriedades ópticas. Por fim, a terceira parte avaliou o desenvolvimento de tensões em restaurações bicamadas com infraestruturas de zircônia (PVZ) ou dissilicato de lítio (PVLD). Foram observados os efeitos da relação entre as espessuras das camadas e dos protocolos de resfriamento nas tensões transitórias e residuais, através de uma análise visco-elástica de elementos finitos. Um software de elementos finitos (ABAQUS) foi utilizado para criar modelos bicamadas. As propriedades físicas (coeficiente de contração térmica, condutividade térmica, calor específico, densidade e módulo de elasticidade) de cada material foram medidas experimentalmente em função da temperatura e foram inseridas no modelo. Resfriamentos lento (~30°C/min) e rápido (~300°C/min) foram simulados a partir de 70ºC acima da temperatura de amolecimento das porcelanas utilizando uma análise de transferência de calor seguido de análise de tensões residuais. Os resultados mostraram que a infraestrutura de dissilicato de lítio levou a menores valores de tensão residual, especialmente, quando resfriamento lento foi aplicado. Enquanto a localização das tensões máximas de tensão se encontram na cúspide nas PVZs, as PVLDs mostraram as tensões máximas na fossa central. Assim, protocolos de resfriamento lento são preferíveis para ambos os sistemas, bem como o uso de uma fina camada de porcelana sobre zircônia, quando possível.por
dc.contributor.advisor1May, Liliana Gressler
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6812578163990395por
dc.contributor.advisor-co1Zhang, Yu
dc.contributor.referee1Jacques, Letícia Borges
dc.contributor.referee2Borba, Márcia
dc.contributor.referee3Moraes, Rafael Ratto de
dc.contributor.referee4Bonfante, Estevam Augusto
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9688920096123382por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentOdontologiapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Odontológicaspor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::ODONTOLOGIApor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências da Saúdepor


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