Como um tipo de material cerâmico, a zircônia possui alta resistência, alta dureza, boa resistência ao desgaste, resistência a ácidos e álcalis, resistência a altas temperaturas e outras propriedades excelentes. Além de ser amplamente utilizada na indústria, com o vigoroso desenvolvimento da indústria de próteses dentárias nos últimos anos, a cerâmica de zircônia tornou-se um dos materiais mais promissores para próteses, atraindo a atenção de muitos pesquisadores.
Método de sinterização
O método tradicional de sinterização consiste em aquecer o material por meio de radiação, condução e convecção térmica, de modo que o calor se propague da superfície da zircônia para o seu interior. No entanto, a condutividade térmica da zircônia é inferior à da alumina e de outros materiais cerâmicos. Para evitar fissuras causadas por tensões térmicas, o aquecimento tradicional é lento e demorado, o que prolonga o ciclo de produção da zircônia e eleva seus custos. Nos últimos anos, o aprimoramento das tecnologias de processamento da zircônia, a redução do tempo de processamento, a diminuição dos custos de produção e a obtenção de materiais cerâmicos de zircônia de alto desempenho para uso odontológico tornaram-se o foco das pesquisas, e a sinterização por micro-ondas surge como um método promissor.
Constatou-se que a sinterização por micro-ondas e a sinterização à pressão atmosférica não apresentam diferenças significativas na influência da semipermeabilidade e da resistência ao desgaste. Isso ocorre porque a densidade da zircônia obtida por sinterização por micro-ondas é semelhante à da sinterização convencional, sendo ambas sinterizações densas. No entanto, as vantagens da sinterização por micro-ondas são a baixa temperatura de sinterização, a alta velocidade e o curto tempo de sinterização. Já na sinterização à pressão atmosférica, a taxa de aumento de temperatura é lenta, o tempo de sinterização é mais longo, totalizando aproximadamente 6 a 11 horas. Comparada à sinterização à pressão atmosférica, a sinterização por micro-ondas é um novo método de sinterização que apresenta as vantagens de menor tempo de sinterização, alta eficiência e economia de energia, além de poder melhorar a microestrutura da cerâmica.
Alguns estudiosos também acreditam que a zircônia após a sinterização por micro-ondas pode manter uma maior quantidade da fase tequarteto metaestável, possivelmente porque o aquecimento rápido por micro-ondas permite uma densificação rápida do material a uma temperatura mais baixa, resultando em um tamanho de grão menor e mais uniforme do que o obtido na sinterização sob pressão normal, inferior ao tamanho crítico de transformação de fase do t-ZrO2. Isso contribui para a manutenção da maior quantidade possível do estado metaestável à temperatura ambiente, melhorando a resistência e a tenacidade dos materiais cerâmicos.
Processo de dupla sinterização
A cerâmica de zircônia sinterizada compacta só pode ser processada com ferramentas de corte de esmeril devido à sua alta dureza e resistência, o que resulta em alto custo e longo tempo de processamento. Para solucionar esses problemas, a cerâmica de zircônia é, por vezes, submetida a um processo de sinterização dupla. Após a formação do corpo cerâmico e a sinterização inicial, realiza-se a usinagem por ampliação CAD/CAM até atingir a forma desejada e, em seguida, a sinterização final até a temperatura ideal para que o material fique completamente denso.
Constatou-se que dois processos de sinterização alteram a cinética de sinterização da cerâmica de zircônia e influenciam a densidade, as propriedades mecânicas e a microestrutura do material. As propriedades mecânicas da cerâmica de zircônia usinável, sinterizada uma única vez em estado denso, são superiores às da cerâmica sinterizada duas vezes. A resistência à flexão biaxial e a tenacidade à fratura da cerâmica de zircônia usinável, sinterizada uma única vez em estado compacto, são maiores do que as da cerâmica sinterizada duas vezes. O modo de fratura da cerâmica de zircônia sinterizada uma única vez é transgranular/intergranular, com propagação de trinca relativamente reta. Já o modo de fratura da cerâmica de zircônia sinterizada duas vezes é principalmente intergranular, com propagação de trinca mais tortuosa. As propriedades do modo de fratura composto são superiores às do modo de fratura intergranular simples.
Sinterização a vácuo
A zircônia deve ser sinterizada em ambiente de vácuo, processo no qual se formam inúmeras bolhas. Em vácuo, essas bolhas são facilmente expelidas do estado fundido da porcelana, aumentando sua densidade e, consequentemente, sua permeabilidade e propriedades mecânicas.
Taxa de aquecimento
No processo de sinterização da zircônia, para obter um bom desempenho e os resultados esperados, deve-se adotar uma taxa de aquecimento mais baixa. Uma taxa de aquecimento elevada causa uma temperatura interna irregular na zircônia ao atingir a temperatura final de sinterização, levando ao aparecimento de fissuras e à formação de poros. Os resultados mostram que, com o aumento da taxa de aquecimento, o tempo de cristalização dos cristais de zircônia é reduzido, o gás entre os cristais não consegue ser expelido e a porosidade interna dos cristais de zircônia aumenta ligeiramente. Com o aumento da taxa de aquecimento, uma pequena quantidade de fase cristalina monoclínica começa a existir na fase tetragonal da zircônia, o que afetará as propriedades mecânicas. Ao mesmo tempo, com o aumento da taxa de aquecimento, os grãos se polarizam, ou seja, a coexistência de grãos maiores e menores torna-se mais fácil. Uma taxa de aquecimento mais lenta favorece a formação de grãos mais uniformes, o que aumenta a semipermeabilidade da zircônia.
Data da publicação: 15 de agosto de 2023