Influence of testing environment on static fatigue behavior of a glass and a polycrystalline ceramic

Autor: Luís Felipe Guilardi, Cornelis J. Kleverlaan, Sara Fraga, Liliana Gressler May, Gabriel Kalil Rocha Pereira, Luiz Felipe Valandro
Přispěvatelé: Dental Material Sciences, Oral Regenerative Medicine (ORM)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Brazilian Dental Journal, Volume: 32, Issue: 3, Pages: 56-64, Published: 08 NOV 2021
Fraga, S, Pereira, G K R, Guilardi, L F, May, L G, Valandro, L F & Kleverlaan, C J 2021, ' Influence of testing environment on static fatigue behavior of a glass and a poly crystalline ceramic ', Brazilian Dental Journal, vol. 32, no. 3, pp. 56-64 . https://doi.org/10.1590/0103-6440202103961
Brazilian Dental Journal v.32 n.3 2021
Brazilian Dental Journal
Fundação Odontológica de Ribeirão Preto (FUNORP)
instacron:FUNORP
Brazilian Dental Journal, 32(3), 56-64. Associacao Brasileira de Divulgacao Cientifica
ISSN: 0103-6440
DOI: 10.1590/0103-6440202103961
Popis: It aims on evaluate the effect of the test environment on static fatigue behavior of lithium disilicate-based (LD), and yttrium oxide-stabilized zirconia (YSZ) ceramics. Specimens of LD (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent) and YSZ (IPS e.max ZirCAD MO, 3 mol% Y2O3, Ivoclar Vivadent) were randomly allocated into three groups: tested in air, inert (paraffin oil, Sigma Aldrich) or distilled water. The static fatigue test (n=15) was performed using a piston-on-three ball assembly, adapted from ISO 6872, as follows: starting load 100 N for LD and 300 N for YSZ; loading application time set to 1 hour for each loading step; step size of 50 N for LD and 100 N for YSZ, applied successively until fracture. Data from static fatigue strength (MPa) and time to fracture (hours) were recorded. Fractographic analysis was executed. Survival analysis corroborates absence of influence of environment on static fatigue outcomes (fatigue strength, time to fracture and survival rates) for YSZ. For LD, specimens tested in air presented statistically superior survival rate and static fatigue strength (p= 0.025). In regards of time to fracture, LD tested in air were superior than when tested in distilled water (p=0.019) or inert (p=0.017) environments. No statistical differences for Weibull modulus were observed. Failures started on the tensile stress surface. Thus, the test environment did not affect slow crack growth (SCG) mechanisms during static fatigue test of YSZ ceramics, but it plays a significant role for the static fatigue behavior of lithium disilicate-based glass ceramics, indicating a high susceptibility to SCG. Resumo O presente estudo objetivou investigar a influência do ambiente de teste no comportamento a fadiga estática (resistência à fratura e tempo para falha) de cerâmicas à base de dissilicato de lítio (LD) e zircônia estabilizada com ítria (YSZ). Espécimes de LD (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent) e YSZ (IPS e.max ZirCAD MO, 3mol% Y2O3, Ivoclar Vivadent) foram obtidos e alocados aleatoriamente em três grupos: testado em ar, em líquido inerte (óleo de parafina) ou em água destilada. O teste de fadiga estática (n= 15) foi realizado usando o teste pistão sobre três esferas, ISO 6872, da seguinte forma: carga inicial 100 N para LD e 300 N para YSZ; tempo de aplicação de carregamento definido para 1 hora para cada etapa de carregamento; tamanho do passo de 50 N para LD e 100 N para YSZ, aplicados sucessivamente até a fratura. Dados de resistência à fadiga estática (MPa) e tempo até a fratura (horas) foram registrados. A análise fractográfica foi executada. A análise de sobrevivência corrobora a ausência de influência do ambiente de teste nos resultados de fadiga estática (resistência à fadiga, tempo de fratura e taxas de sobrevivência) para a YSZ. Para LD, os corpos de prova testados em ar apresentaram taxa de sobrevivência e resistência à fadiga estática estatisticamente superiores (p= 0,025). Em relação ao tempo de fratura, os espécimes LD testados em ar foram superiores aos testados em água destilada (p= 0,019) ou em ambiente inerte (p= 0,017). Não foram observadas diferenças estatísticas para o módulo de Weibull. Todas as falhas começaram no lado onde se concentra a tensão de tração (lado de baixo) durante o teste. Com base nisso, observa-se que o ambiente de teste não afetou os mecanismos de crescimento lento de trinca durante o teste de fadiga estática da cerâmica YSZ, mas desempenha um papel significativo na resistência à fadiga estática da cerâmica de vidro à base de dissilicato de lítio, indicando alta susceptibilidade ao crescimento lento e subcrítico de trincas.
Databáze: OpenAIRE
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