The abrasion can have some approaches, such as: (i-) the manufacturing processes and the production of different surface features and finishing of workpieces and components; and (ii-) in terms of the wear and failure, which occur in tools materials. The present thesis consists in developing a numerical model by Finite Element Method (FEM) validated by experimental tests, aiming to evaluate microstructural influences on the abrasion of metallic alloys. Therefore, objectives are related to define rules focused on ductile material design to obtain cutting resistance. Regardless of their applications, the abrasive micro-mechanism depends on mechanical and damage properties of the materials and their microstructure. A simplified abrasion study is developed considering a single abrasive over a microstructure to evaluate from ploughing to cutting. Thus, scratch tests are performed in micro-scale, applying different ranges of constant normal force. Moreover, the specimen characterization was conducted using optical and electronic microscopy techniques, optical interferometry, conventional hardness, and instrumented indentation. By the developed numerical approach, the results were: (a-) in terms of apparent coefficient of friction (COF), the found numerical and experimental mismatches are assigned to the effects of adhesion, anisotropy, grain boundaries and twinning, for instance, which were not taken into account on the modelling; (b-) the hard precipitates have a prevailing effect over the matrix regarding the apparent COF, whereas the matrix effect is dominant of the soft precipitates on the COF behavior; (c-) as a consequence of the reduced strain energy and tangential load, the local COF decreased when the abrasive scratches the hard precipitates; (d-) regarding the depth of penetration and removed volume, the numerical results are in accordance with the experimental results; (e-) there is not a remarkable micro-mechanism transition using the approach of the dimensional wear coefficient as a function of normal load, which indicates that several abrasive micro-mechanisms can occur in a single scratching; however, a predominance of a certain micro-mechanism can be observed; (f-) hard precipitates often decreases the local depth of penetration and, as a consequence, they cause the reduced of removed volume and increased the local specific energy; (g-) considering the studied range of the normal load, soft precipitates follow the matrix mass removal behavior, but these particles can show fluctuations of the local specific energy in the less severe abrasion; and, finally, (h) the map of the abrasive resistance x deformed hardness/attack angle is an important tool to point out the dominant ductile or brittle effect on the microstructure (mechanical properties); and it delineates frontiers for the abrasive micromechanisms. / A abrasão pode ser tanto tratada do ponto de vista de processos de manufatura e geração de características superficiais distintas em peças e componentes, quanto pode ser abordada em termos de desgaste e falha em diferentes ferramentas aplicadas em processos de fabricação. A presente tese remete ao desenvolvimento de um modelo numérico pelo Método dos Elementos Finitos (MEF), validado por ensaios experimentais, com o objetivo de avaliar influências de aspectos microestruturais na abrasão de ligas metálicas. Portanto, o objetivo desta tese é focado na construção de regras que auxiliem no projeto de materiais dúcteis para terem resistência ao corte. Independentemente da aplicação, os estudos da ocorrência dos micro-mecanismos de abrasão incorporam propriedades mecânicas e de dano dos materiais e suas fases. A avaliação do micro-sulcamento ao micro-corte foi realizada a partir de um estudo simplificado de abrasão, considerando o riscamento de microestruturas por um único abrasivo. Dessa forma, ensaios de riscamento em micro-escala aplicando força normal constante dentro de uma faixa específica. Em adição, as caracterizações das amostras são realizadas a partir de técnicas de microscopia óptica e eletrônica, interferometria óptica, dureza convencional e indentação instrumentada. Por meio da abordagem numérica desenvolvida, os principais resultados obtidos foram: (a-) in termos de coeficiente de atrito aparente (COF), as divergências numérica e experimental encontradas foram decorrentes principalmente do efeito da adesão, anisotropia, contornos de grão e maclação que não foram levadas em conta na simulação; (b-) os precipitados duros tendem a ter efeito predominante sobre a matriz no que diz respeito ao COF aparente, ao passo que a influência da matriz é predominante sobre o comportamento dos precipitados moles; (c-) como consequência das reduções de energia de deformação e força tangencial, o COF local tende a ser diminuído quando o abrasivo passa por precipitados duros durante o riscamento; (d-) os resultados numéricos de profundidade de penetração média e volume removido total são consistentes com os resultados experimentais; (e-) não há uma transição marcante de micro-mecanismo em função de coeficiente de desgaste dimensional em função da carga, indicando uma predominância de um certo micro-mecanismo em um dado risco e, não ocorrendo transições bruscas; (f-) precipitados duros, em geral, diminuem a profundidade de penetração local e, assim, eles reduzem o volume removido e aumentam a energia específica; (g-) para a faixa de força normal avaliada, os precipitados moles seguiram o comportamento de remoção de material de sua matriz, mas podem apresentar oscilações na energia específica local nas condições menos severas de abrasão; e, por fim, (h-) o mapa de resistência à abrasão x dureza após deformação/ângulo de ataque é uma importante ferramenta para definir efeitos dominantes de propriedades mecânicas (dúctil e frágil) na microestrutura submetida à abrasão, e faz o delineamento de fronteiras de micro-mecanismos abrasivos.

Orientador: João Carlos Rocha / Coorientador: Ivan Balducci / Banca: João Paulo Barros Machado / Banca: José Benedito Oliveira Amorim / Resumo: O controle da doença cárie é um dos maiores desafios na Odontologia. O controle do biofilme, de forma mecânica pelo paciente ou pelo profissional, ainda é o melhor método preventivo Este trabalho tem como objetivo a realização de um estudo in vitro da rugosidade do esmalte de dentes decíduos submetidos a quatro métodos profiláticos diferentes. Selecionamos 32 faces proximais de dentes decíduos hígidos, que foram divididos em 4 grupos. No primeiro grupo utilizamos para o polimento mistura de pedra-pomes (SSWHITE)® e água destilada e realizamos polimento utilizando taça de borracha em caneta de baixa rotação; no segundo, pasta profilática Clinpro Prophy Paste (3M)®também com taça de borracha em caneta de baixa rotação; no terceiro jato de bicarbonato de sódio (Polident) e no quarto jato de glicina Clinpro Prophy Powder(3M). Todos os procedimentos foram realizados pelo mesmo operador, que foi calibrado na busca de reprodução de situação clínica. Em cada espécime os procedimentos foram realizados durante 10 segundos com os produtos e equipamentos determinados. Após os procedimentos profiláticos os dentes foram lavados e armazenados em água destilada até o momento das leituras. As leituras para mensuração da rugosidade superficial em micrometros foram realizadas antes e após os procedimentos profiláticos por meio do Perfilômetro Óptico Wyko NT1100 INPE. Todos os grupos provocaram um aumento do valor de Rugosidade aritmética Ra, que é a rugosidade provocada por picos e vale do esmalte de dentes decíduos, sendo que o grupo 4 do (bicarbonato) que apresentou melhores resultados por apresentar menor variação em analise estatísticas, através da ferramenta teste t-Student mostrou que não houve variação de Ra inicial entre os 4 grupos / Abstract: Caries disease control is one of the greatest challenges in dentistry. The biofilm control mechanically by the patient or by the professional is still the best preventive method. This work aims to perform an in vitro study of the enamel roughness of deciduous teeth submitted to four different prophylactic methods. We selected 32 faces close to healthy deciduous teeth, which were divided into 4 groups. In the first group we used a mixture of pumice (SSWHITE) ® and distilled water polishing with rubber cup in a low rotation pen; in the second group we used Clinpro Prophy Paste (3M) ® prophylactic paste also with rubber cup in low rotation pen, in the third group the polishing with sodium bicarbonate jet (Polident) and in the fourth group with glycine jet Clinpro Prophy Powder (3M ). All procedures were performed by the same operator properly calibrated for 10 seconds with parameters controlled after the prophylactic procedures the teeth were washed and stored in distilled water until readings. The readings for measuring surface roughness in micrometers will be performed before and after the prophylactic procedures using the Wyko NT1100 INPE apparatus obtaining the Ra value. All the prophylactic methods caused an increase in the Ra value, with the bicarbonate group 4 having the best results in statistical analysis the tStudent test tool and there was no initial Ra variation among the 4 groups / Mestre

O presente trabalho teve como objetivo avaliar em esmalte, a aplicação de materiais resinosos com e sem excesso, quando submetido à erosão de curta duração in vitro (subprojeto 1) e avaliar a resistência desses materiais quando submetidos à erosão e/ou abrasão em estudo prolongado in vitro (subprojeto 2) e in situ (subprojeto 3). O estudo foi desenvolvido com espécimes/blocos preparados a partir de esmalte bovino previamente erodidos (imersão em HCl 0,01 M, pH 2,3 por 30 s), os quais foram aleatorizados entre os grupos e tratados de acordo com as recomendações do fabricante. No subprojeto 1 foram avaliados dois fatores: o tipo de tratamento (controle, selante de fossas e fissuras, sistema adesivo convencional de 3 passos, sistema adesivo autocondicionante e infiltrante) e a condição do material (com/sem remoção de material na superfície de esmalte). Em metade dos espécimes, após a aplicação dos materiais houve a remoção de seu excesso na superfície de esmalte, anteriormente à fotoativação. Após os tratamentos os espécimes foram submetidos à ciclagem erosiva por 5 dias (HCl 0,01 M, pH 2,3, por 2 min e saliva artificial por 2 h, 4 vezes/dia) e os resultados delinearam os demais sobreprojetos. No subprojeto 2 foram avaliados dois fatores: o tipo de tratamento (controle, selante de fossas e fissuras, sistema adesivo convencional de 3 passos e infiltrante) e o tipo de desgaste (erosão, abrasão, erosão/abrasão). Após os tratamentos, os espécimes sem remoção do excesso foram submetidos à ciclagem erosiva (HCl 0,01 M, pH 2,3, por 2 min e saliva artificial por 2 h, 4 vezes/dia), abrasiva (30 movimentos recíprocos, com força de 1,5 N e solução de slurry 1:3, dentifrício fluoretado) e associação de ambas (erosão 4 vezes/dia + 2 vezes/dia de abrasão) durante 30 dias. No subprojeto 3 foram avaliados três fatores: tipo de tratamento (controle, selante de fossas e fissuras, sistema adesivo convencional de 3 passos e infiltrante), o tipo de desgaste (erosão, erosão/abrasão) e o tempo de desafio (5 e 28 dias). Em uma única fase, 21 voluntários usaram um dispositivo palatino contendo os blocos de esmalte tratados sem remoção do excesso (uma fileira correspondia à erosão e a outra a erosão/abrasão, e cada uma continha 2 espécimes por tratamento). Durante 28 dias úteis de desafio, os blocos foram submetidos ex vivo à erosão (HCl 0,01 M, pH 2,3, por 2 min, e saliva humana por 2 h, 4 vezes/dia), e erosão/abrasão (erosão, 4 vezes/dia + 2 vezes/dia de abrasão, com movimentos oscilatórios por 15 s e solução de slurry 1:3, com dentifrício fluoretado), sendo que após os desafios e durante os finais de semana, os aparelhos permaneceram imersos em saliva artificial, totalizando 28 dias de ciclagem. Os resultados foram avaliados por perfilometria e os dados foram submetidos à ANOVA, seguido do teste Tukey (p <0,05). No subprojeto 1, observou-se que todos os materiais sem remoção do excesso formaram uma camada protetora sobre o esmalte, e após o desafio erosivo, permaneceram sobre a superfície inibindo a sua perda. Nos grupos onde o excesso de material foi removido, houve perda de esmalte no selante, adesivo convencional e infiltrante já após o tratamento, e todos os materiais nos quais o excesso foi removido houve perda de esmalte estatisticamente semelhante ao grupo controle, com exceção do selante, que promoveu menor perda de esmalte. No subprojeto 2, houve diferença na espessura de material após o tratamento, sendo que o adesivo foi o que apresentou maior espessura, seguido do selante e infiltrante. Após a fase in vitro, observou-se que a erosão/abrasão resultou em perda de esmalte significativamente maior que a erosão e esta, por sua vez, maior que a abrasão. Todos os materiais, independente do tipo de desgaste, se mantiveram após os 30 dias de desafio, porém, o adesivo foi o que sofreu maior perda em espessura, diferindo estatisticamente do selante e infiltrante. No subprojeto 3, houve diferença na espessura de material após o tratamento, sendo que o infiltrante foi o grupo que apresentou maior espessura, seguido do selante e depois do adesivo. Após a fase in situ, não houve diferença entre erosão e erosão/abrasão, e ao comparar os materiais, com 5 e 28 dias de desafio, não foi observada mudança significativa na espessura de material. A perda de esmalte foi superior com 28 dias de desafio. Considerando os resultados, conclui-se que os materiais resinosos aplicados sobre o esmalte erodido foram efetivos na inibição da perda de esmalte, quando submetidos a desafios erosivos associados ou não a abrasão in vitro e in situ. / This study aimed to evaluate the application of resin-based materials on enamel with and without removal of the excess subjected to short erosion in vitro (subproject 1) and to evaluate the resistance of these materials when subjected to erosion and/or abrasion in a prolonged study in vitro (subproject 2) and in situ (subproject 3). Specimens/blocks of bovine enamel previously eroded (immersion in 0.01 M HCl, pH 2.3 for 30 s) were randomized among groups and treated following the manufacturer\'s instructions. On subproject 1 there were 2 factors under study, type of treatment (control, sealant, self-etching adhesive, 3-step adhesive and infiltrant) and materials condition (with/without material excess removal). After materials application, in half of the specimens, the excess was removed, prior to polymerization. The specimens were subjected to erosive cycling for 5 days (0.01 M HCl, pH 2.3 for 2 min and artificial saliva for 2 h, 4 times/day). On the subproject 2, there were 2 factors under study, type of treatment (control, sealant, adhesive and infiltrant) and type of wear (erosion, abrasion, erosion/abrasion). After the treatments, the specimens were subjected to erosive cycling (0.01 M HCl, pH 2.3 for 2 min and artificial saliva for 2 h, 4 times/day), abrasive (30 reciprocal movements, force 1.5 N and slurry with fluoride dentifrice) and combination of both (erosion, 4 times/day + abrasion 2 times/day) for 30 days. On subproject 3, there were 3 factors under study, types of treatment (control, sealant, adhesive and infiltrant), type of wear (erosion, erosion/abrasion) and challenge time (5 and 28 days). In a single phase, 21 volunteers used a palatal appliance (one row corresponded to erosion and the other to erosion/abrasion, 2 specimens per treatment in each row). During 20 days of challenge, the blocks were subjected to erosion (0.01 M HCl, pH 2.3 for 2 min, and human saliva for 2 h, 4 times/day), and erosion/abrasion (erosion 4 times/day + abrasion 2 times/day with oscillatory motions for 15 s and slurry with fluoridated dentifrice). After the challenges and during the weekends, the appliance was kept immersed in artificial saliva. The results were evaluated by profilometry and the data were analyzed by ANOVA, followed by the Tukeys test (p<0.05). On subproject 1, it was observed that all materials without excess removal formed a layer over enamel. After the erosive challenge this layer remained inhibiting enamel loss. Sealant, 3- steps adhesive and infiltrant with material excess removal showed enamel loss after treatment. All materials with excess removal, showed loss of enamel statistically similar to the control group, except for the sealant, that promoted minor enamel loss. On subproject 2, after the treatment, materials thickness showed significance differences. The adhesive had the highest thickness followed by the sealant and infiltrant. There was no significant difference between sealant and infiltrant. After the erosive challenge in vitro it was observed that erosion/abrasion resulted in significantly higher enamel loss than erosion, which was higher than abrasion. All materials, regardless wear conditions, were maintained after the 30 days of challenge, however, the adhesive showed greatest material thickness loss, statistically differing from the sealant and infiltrant. On subproject 3, the application of resin-based materials did not cause superficial enamel loss. After the erosive challenge, there was no difference between the conditions ERO and ERO + ABR (p=0.869). All materials promoted protection against erosion compared to control group (p=0.001). The infiltrant group showed a thicker layer of material above enamel compared to the other materials (p =0.001). Based on results, it is concluded that the resin-based materials applied onto enamel were effective in inhibiting enamel loss subjected to erosive challenges associated or not with abrasion in vitro and in situ.

O objetivo deste estudo foi investigar o potencial inibidor de desgaste dentário ocasionado por erosão e abrasão de um novo produto, o verniz ClinPro XT Varnish, em comparação com vernizes fluoretados convencionais à base de TiF4 e NaF. Sessenta amostras de esmalte bovino (n=15/grupo) com microdureza superficial entre 300-380KHN foram selecionadas e aleatoriamente tratadas com: verniz de NaF (Duraphat®, 2,26% F-), verniz de TiF4 (2,45% F-), ClinPro XT varnish (fluoraluminiosilicato e glicerofosfato de cálcio) e controle (sem tratamento). Após receberem os respectivos tratamentos, as amostras foram submetidas a 3 dias de desafios erosivos de 4x5 min/dia (Sprite® Zero) e a abrasão 2x15s/dia, utilizando uma máquina de escovação. Entre os ciclos de erosão e abrasão, as amostras permaneceram em saliva artificial. A perda de esmalte foi medida com perfilômetro óptico. Os dados foram submetidos ao teste Kruskal-Wallis seguido pelo Dunn (p<0,05) .Ambos vernizes de NaF (-5,84m [-12,06; 1,64]b) (mediana ± 95%IC) e TiF4 (-3,60m [-8,72; -0,45]b) foram eficazes em reduzir o desgaste do esmalte quando comparados ao grupo controle (-16,60m [-19,92; -10,04]a). O ClinPro XT varnish permaneceu na superfície do esmalte (106,21m [30,67; 126,22]c), impedindo completamente o desgaste. Assim foi possível concluir que o ClinPro XT teve um efeito superior aos outros vernizes, impedindo completamente a erosão e abrasão do esmalte por 3 dias in vitro. / The purpose of this study was to investigate the erosion and abrasion inhibiting effect of a newly released product, Vanish XT varnish, and compare it to conventional TiF4 and NaF varnishes. Sixty bovine enamel blocks (300-380 KHN) were selected and randomly allocated into 4 treatment groups (n=15/group): NaF varnish (Duraphat®, 2.26% F-), TiF4 varnish (2.45% F-), Vanish XT varnish (fluoroaluminosilicate and calcium glycerophosphate), and control (no treatment). The samples received their respective treatments one single time at the beginning of the experiment. During a total of 3 days, erosive challenges were done 4x5min/day (Sprite Zero®) and abrasion 2x15s/day using a brushing machine. In between the erosive and abrasive challenges and overnight the samples remained immersed in artificial saliva. Enamel loss was measured using a non-contact profilometer. The data were subjected to Kruskal-Wallis and Dunn tests (p<0.05). Both NaF (-5.84m [-12.06; 1.64]b) (median ± 95%CI) and TiF4 (-3.60m [-8.72; -0.45]b) varnishes were able to reduce enamel wear when compared to the control group (-16.60m [-19.92; -10.04]a). Vanish XT varnish remained on the enamel surface (106.21m [30.67; 126.22]c), completely preventing enamel wear. Therefore, we concluded that Vanish XT presented a superior effect when compared to conventional varnishes, completely preventing enamel erosion and abrasion for 3 days in vitro.

As superligas à base de cobalto são bem conhecidas por sua excelente resistência ao desgaste. Muitas pesquisas reportadas na literatura abordam o comportamento do desgaste destas ligas, seja no desgaste por deslizamento, erosivo ou abrasivo. Não obstante, o desgaste microabrasivo destas ligas não tem sido muito investigado, apesar dos danos causados por este tipo de solicitação. O comportamento do desgaste microabrasivo de três superligas à base de cobalto: a) 48% Co, 29 %Cr, 19 % Fe; b) uma liga com composição química próxima à da liga comercial Tribaloy T400 (Co 56 %, Cr 8.5%, Mo 29% Si 3.3 %) e c) uma liga com composição próxima à da liga comercial Stellite 6 (Co 64%, Cr 24 %, W 4.2 %, C 2,3%) foram investigadas. Os ensaios de microabrasão foram conduzidos com três abrasivos SiO2, Al2O3, e SiC em suspensão em água destilada, com concentração de 0,1 g/cm3. A carga aplicada foi de 0,3 N, a velocidade angular 20 rpm e a distância total de deslizamento, 48 metros. A análise das superfícies desgastadas por microscopia óptica, eletrônica de varredura e por perfilometria de contato mostraram que o tamanho, forma e dureza dos abrasivos podem influenciar significativamente os coeficientes de desgaste. Os ensaios conduzidos com partículas abrasivas de SiC e Al2O3 apresentaram maiores coeficientes de desgaste que os conduzidos com partículas de SiO2. A Liga Co-Cr-Fe mostrou os maiores coeficientes de desgaste quando comparada com as demais ligas, devido à baixa fração volumétrica de partículas de segunda fase, duras, precipitadas em sua microestrutura. Durante os ensaios, as três ligas, ensaiadas com os três diferentes abrasivos, apresentaram coeficientes de desgaste crescentes com o aumento da dureza do abrasivo; observou-se uma variação linear dos coeficientes de desgaste com a razão entre a dureza do abrasivo (Ha) e a dureza composta da liga (Hs), com R2 = 0.74. O micromecanismo dominante em todos os ensaios foi o desgaste abrasivo a dois corpos (grooving wear). A liga com composição próxima à da liga comercial Tribaloy T400, contendo fases de Laves dispersas em sua microestrutura, apresentou uma transição de micromecanismo de desgaste dúctil para frágil, quando submetida a ensaios com partículas abrasivas de Al2O3. Assim sendo, o volume de material removido nesta liga foi ligeiramente maior que o observado no ensaio com partículas de SiC. Na liga contendo baixa fração volumétrica de partículas de segunda fase, com matriz constituída por Co (CFC), observou-se uma camada subsuperficial nanocristalina de aproximadamente 1 µm de espessura, severamente deformada, imediatamente abaixo da superfície desgastada. Concluiu-se que o desgaste microabrasivo induziu a recristalização a frio do material encruado, com formação de grãos equiaxiais de dimensões nanométricas. / Cobalt alloys are well known for their excellent wear resistance. Many investigations are reported in literature related to the behavior of erosive, abrasive or sliding wear of these alloys. Nevertheless, the micro-abrasive wear of these alloys has not been thoroughly investigated, despite the damage caused by this type of wear. The microabrasive wear behavior of three cobalt alloys: a) 48 wt.% Co, 29 wt.% Cr, 19 wt.% Fe; b) an alloy with chemical composition close to Tribaloy T400 (56 wt.% Co, 8.5 wt.% Cr, 29% wt. Mo, 3.3 wt. %Si) and c) an alloy with chemical composition close to Stellite 6 (64wt.% Co 24 wt.% Cr, 4.2 wt.% W, 2,3 wt.% C were investigated. The tests were carried out using three 0,1 g/cm3 slurries composed by SiO2, Al2O3, and SiC particles, in suspension in distilled water. The applied load was 0.3 N, the rotational speed 20 rpm and the total sliding distance 48 m. Analysis of the worn surfaces of the tested alloys by Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy and Contact Stylus Profilometry showed that abrasive size, shape and hardness could significantly influence the wear coefficients. The tests carried out with SiC and Al2O3 slurries resulted in greater wear rates than those carried out in SiO2 slurry. Stellite 250, showed the greatest wear coefficient, compared to the two other experimental alloys, due to a very low volume fraction of hard second phase particles in the microstructure. Wear coefficients decreased with increasing abrasive particles hardness. An approximate linear correlation with the ratio between the hardness of the abrasives (Ha) and the compound hardness of the alloys (Ha) with a correlation factor R2= 0.74. The dominant wear micromechanism observed in all tests was two-body abrasion (grooving wear). The modified T400 alloy, containing Laves phase showed a transition from ductile to brittle wear mechanisms when testing with alumina slurries. The worn volume was slightly greater than the one observed with SiC. A severely deformed nanocrystalline layer was identified, immediately below the worn surface. It was concluded that cold recrystallization of the work-hardened material occurred, with the formation of nano sized equiaxed grains.

Na Odontologia, ao se confeccionar peças restauradoras dentárias, pela técnica indireta, o processo mais rotineiramente empregado utiliza um modelo de gesso, obtido a partir de um molde de elastômero, tomado de um dente preparado. Vários fatores podem influenciar na boa precisão de ajustes destas peças como o escoamento do material de vazamento dentro da moldagem, a compatibilidade do material de vazamento com o da moldagem, o tempo de presa, a estabilidade dimensional, a resistência mecânica do material quando da separação moldagem/modelo, a resistência a abrasão e a fidelidade de reprodução de detalhes. Materiais foram introduzidos na odontologia para utilização na confecção de troquéis no intuito de minimizar as desvantagens do gesso, como baixa resistência a abrasão e ligeira expansão de presa. Dentre eles os troquéis metalizados e as resinas epóxicas, que tem vantagens em relação às propriedades mecânicas, porém o primeiro exige técnica demorada e de alto custo e o segundo apresenta contração. O presente trabalho se propõe a testar uma nova composição de poliéster insaturado com estireno adicionado ao carbonato de cálcio em diferentes proporções (10, 20, 30, 40, 50, 60 e 70%) e compará-la ao gesso tipo IV e a resina epoxídica com óxido de alumínio, através de ensaios mecânicos, de abrasão e de alteração dimensional, para avaliar a possibilidade de sua utilização como material de confecção de troquéis para a construção de restaurações indiretas. Para caracterização dos materiais foram feitas análises de espectrometria no infravermelho, Calorimetria de varredura diferencial, termogravimétrica e Microscopia eletrônica de varredura. O compósito a base de poliéster insaturado com 50% de carbonato de cálcio se mostrou viável para utilização como material para troquel. Quando comparado aos materiais de controle mostrou propriedades mecânicas próximas as da resina epoxídica e bem superiores ao gesso, resistência a abrasão superior ao gesso e inferior a resina epoxídica e alteração dimensional próxima a resina epoxídica e maior ao gesso. Sendo a formulação do poliéster/carbonato de cálcio apenas constituída de polímero, catalisador e carga, é possível melhorar a formulação modificando a carga e/ou acrescentando aditivos visando minimizar a contração de polimerização. / In dentistry, the most commonly used procedure to manufacture indirect dental restorations uses a cast of type IV stone. This cast is made from an elastomeric impression of a prepared tooth. Many factors may influence the accuracy of adaptation of these restorations, such as the flow of the pouring material into the mold, the compatibility between the pouring and the impression materials, the setting time, the dimensional stability, the mechanical strength of the material during the mold / cast separation, the abrasion resistance and fidelity to reproduce details. Materials were introduced for preparing dies in order to minimize the disadvantages of the stone, such as its low resistance to abrasion and slight expansion of setting. These materials include metal-plated dies and epoxy resins, which have advantages concerning mechanical properties. However, the first one has a time-consuming technique and requires high costs while the second material shows shrinkage. This study tested a new composition of unsaturated polyester with styrene added to calcium carbonate in different proportions (10, 20, 30, 40, 50, 60 and 70%) and compared it to the type IV stone and to the epoxy resin with aluminum oxide. This comparison was made by mechanical, abrasion and dimensional changes tests in order to evaluate the possibility of using it as material for dies in the process of construction of indirect restorations. The materials were characterized using the analysis of the infrared spectrometry, differential scanning calorimetry, thermogravimetric and scanning electron microscopy. The composite based on unsaturated polyester with 50% calcium carbonate (P5) was considered viable as material for dies. When it was compared to the control materials the following results were found: a) the mechanical properties of P5 are similar to those ones of the epoxy resin and well above the stone ones; b) the abrasion resistance of this new material is lower in relation to the epoxy resin, but higher than the stone one; c) the values for dimensional changes were similar to the epoxy resin ones and superior to those ones found in stone. As the formulation of polyester / calcium carbonate only consists of a polymer, a catalyst and filler particles, it is possible to improve its composition by modifying the filler particles and / or adding additives to minimize the shrinkage of polymerization.

Neste trabalho estudaram-se os mecanismos de desgaste predominantes no riscamento circular em materiais metálicos quando de uma transição do tipo de desgaste por deslizamento para o desgaste por abrasão. A técnica utilizada foi a esclerometria circular. Para fazer a função de elementos abrasivos, utilizou-se indentadores de rubi e diamante com geometrias semi-esféricas e em troncos de cone (essas para simular partículas abrasivas desgastadas). O principal material de contra-corpo analisado foi o aço 0,4 % C de baixa liga, com dureza de 48 HRc (temperado e revenido). Foram investigados também os comportamentos de desgaste do cobre eletrolítico, latão 360 (ASTM B-16), ligas de alumínio 2011-T3, 6061-T8, 6262-T8 e ferro fundido cinzento e vermicular. Os carregamentos normais utilizados foram reduzidos e dependentes da geometria dos indentadores utilizados, de forma a se iniciar o ensaio sempre em uma condição de deslizamento. As mudanças nos comportamentos de desgaste foram acompanhadas por alterações nas curvas de força de atrito em relação ao número de voltas do disco (ciclos). Identificaram-se três estágios bem distintos do comportamento de desgaste: Estágio I ou Desgaste ¨Zero¨, Transição e Estágio II ou Desgaste em Regime Permanente. Apenas a partir da Transição é que ocorrem desprendimentos sensíveis de material na forma de partículas de desgaste. No Estágio II, podem ocorrer todos os principais mecanismos de desgaste, ou seja, abrasão, oxidação, adesão, fadiga e um tipo específico, designado por desgaste por deformação plástica acumulada. A predominância de um em relação aos demais mecanismos de desgaste depende principalmente dos seguintes fatores de influência: material de ensaio, geometria do indentador, carga normal aplicada e meio interfacial. / This work aimed at studying the wear mechanisms that prevail during circular scratch testing in metallic materials. The focus has been to understand the transition region between the sliding wear to the abrasive wear. To that, the main approach has been to apply the circular sclerometric technique. To perform the function of abrasion (simulating the behavior of abrasive elements), indenters (made of ruby and diamond), with semi-spherical and sectioned cone tips were developed. This last type of tip aims at simulating worn abrasive particles. The low-alloy 0,4 %C steel, with 48 HRc (quenched and tempered) was the main material examined. Additionally, it has also been observed the wear behavior of the following materials: i/ electrolytic cooper; ii/ brass alloy 360 (ASTM B-16); iii/ aluminium alloys 2011-T3, 6061-T8, 6262-T8; iv/ grey cast iron; and v/ vermicular cast iron. The normal loads were adjusted, considering the geometry of the indenter, thus the specimen test would always start obeying a sliding condition. The changes in the wear behavior in a scratch testing were followed through the variations in the curves of friction force curves versus the number of turns in the disc (cycles). Three well defined wear behavior stages were identified: i/ Stage I or Zero Wear; ii/ Transition; and iii/ Stage II or Wear in Steady State. It was only from the transition stage that perceptible material detachments occurred in the form of wear debris. During Stage II all the foreseeable wear mechanisms (i.e. abrasion, oxidation, adhesion, fatigue and a specific type, named by cumulative plastic deformation) can take place. The predominance of one wear mechanism despite the others depends on: i/ testing materials; ii/ indenter\'s geometry; iii/ normal load applied; iv/ interfacial films conditions.

O presente estudo procurou analisar, através de um teste de abrasão in vitro por escovação simulada, a perda de massa e a alteração da rugosidade superficial em resinas compostas "fluidas" e resinas compostas controles. As marcas comerciais utilizadas foram: Aeliteflo-Bisco (A), Natural Flow-DFL (N), Wave-SDI (W), Flow-It Lf-Jeneric/Pentron (FLf) e Flow-It-Jeneric/Pentron (F). Uma resina composta de partículas híbridas Z100-3M (Z) e uma de micropartículas Silux Plus-3M (S) foram utilizadas como controle. Foram confeccionados 84 corpos-de-prova, de 5mm de diâmetro e 3mm de espessura, sendo 12 para cada marca comercial utilizada. Para o acabamento e o polimento dos corpos-de-prova foram utilizados discos Sof-Lex (3M) nas granulações fina (cor azul média) e superfina (cor azul claro), por tempo médio de 15/20 segundos, para cada granulação, em baixa velocidade. Para os ensaios de abrasão, foi utilizada uma máquina apropriada associada à escova Colgate Classic Infantil (Colgate-Palmolive) de cerdas macias e solução do creme dental, Colgate Proteção Anticáries com MFP (Colgate-Palmolive), diluído em água deionizada na proporção de 1:2. No teste in vitro, foram realizados aproximadamente100.000 ciclos. A determinação do desgaste dos materiais foi verificada pela quantidade de massa perdida após os ensaios, com a utilização de uma balança analítica Sartorius. A rugosidade foi determinada quantitativamente na superfície dos corpos-de-prova, com o auxílio de um rugosímetro Hommel Tester T 1000, comparando a diferença obtida após os testes de escovação e, qualitativamente, por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados foram analisados pela variância a um critério ANOVA e pelo Teste de Tukey com p<0,05. Pelo coeficiente de Pearson não foi verificada correlação (r=-0,0296) entre porcentagem de perda de massa e rugosidade de superfície. Os materiais não apresentaram diferenças estatisticamente significantes quanto à alteração de massa, somente quanto à rugosidade superficial. A resina A apresentou a maior alteração de massa, (3,77%), seguida da resina de micropartículas S (3,04%). Em contrapartida, a resina híbrida convencional Z apresentou a menor alteração de massa (1,29%), ficando o restante das resinas "fluidas" com alteração intermediária a estas três resinas. A maior alteração de rugosidade foi verificada para a resina W (1,1720mm), com diferenças estatisticamente significantes em relação às outras resinas testadas: S (0,2749mm), Z (0,2495mm), FLf (0,1597mm), F (0,1217mm), N (0,0620mm) e A (0,0505mm). / This research aimed to assess the wear of flowable resin composites through an in vitro simulated toothbrushing abrasion test. The weight loss and surface roughness analysis were performed using five commercial brands: Aeliteflo, Flow-It, Flow-It Lf, Natural Flow and Wave. Hybrid Z-100 and Microfilled Silux Plus composites have been included as controls. Twelve samples (discs) of each material were prepared with 5mm thickness and 3mm in diameter. The test was performed up to 100.000 cicles with an appropriate machine containing soft bristles tips, dentifrice solution and deionized water in order to simulate toothbrushing. The weight loss was determined by the differences between the initial and final weights ( before and after toothbrushing) using a Sartorius analytical scale. After 5 readings, in a T 1000 Hommel testing machine, the evaluation of surface roughness was obtained by the differences between initial and final means. The analyzed ( ANOVA and Tukey, p< 0,05) results showed that Silux Plus, Flow-it, Wave, Flow-It Lf and Natural Flow had an intermediate weight loss (3,04; 2,70; 2,19; 2,12 and 2,04% respectively). Z-100 exhibited the lowest (1,29%) weight loss, whereas Aeliteflo, the highest (3,77%). Wave showed the highest surface roughness variation (1,1720mm), statistically different from the other groups, which exhibited the following differences: Silux Plus (0,2749mm), Z-100 (0,2495mm), Flow-it Lf (0,1597mm), Flow-It (0,1217mm), Natural Flow (0,0620mm) and Aeliteflo (0,0506mm). Aeliteflo presented the highest weight loss and the lowest surface roughness difference; on the other hand, Wave showed the highest surface roughness difference and an intermediate weight loss when compared with the other tested resins.

O objetivo deste trabalho foi avaliar in vitro a resistência a abrasão, a microdureza superficial e a estabilidade de cor de dentes artificiais de resina acrílica. Sete grupos (1- Biolux, 2- Trilux, 3- Blue Dent, 4- Biocler, 5- Orthosit-Vivodent, 6- Postaris-Antaris, 7- Gnathostar-Ivostar), compostos de 12 pre-molares superiores de cada fabricante, sendo 6 contra antagonistas metálicos (Ni-Cr) e 6 contra antagonistas de resina indireta (Solidex), foram delineados em um perfilômetro, antes e após serem submetidos ao ensaio de abrasão. A diferença linear entre a primeira e a segunda leitura foi medida com um paquímetro digital (precisao 0,01mm). Após a análise estatística (análise de variância, teste de Tukey-Kramer, nível de significancia em p<0,05), observou-se que houve diferenças estatísticas significantes entre os grupos e que a marca Postaris apresentou os menores valores de desgaste contra ambos os antagonistas (R=2,33±0,91&micro;m e M=1,78±0,42&micro;m). Para a análise da microdureza superficial Vickers, foram utilizados 6 incisivos laterais superiores de cada marca e 3 leituras (terços incisal, médio e cervical) foram feitas com o auxílio de um microdurômetro. As médias de microdureza superficial Vickers foram submetidas a análise estatística (nível de significancia p<0,05) e com os resultados obtidos concluiu-se que o grupo Biolux (22,1±0,91VHN) seguido do Antaris (21,9±1,58VHN), Ivostar (21,1±0,98VHN) e Biocler (21,0±1,80VHN) apresentaram maiores valores de dureza diferenciando-se do Vivodent (19,1±0,99VHN) e Blue Dent (18,9±1,54VHN), menos duros. Para o ensaio de estabilidade de cor foram utilizados 6 incisivos centrais superiores direitos de cada marca comercial (n=42), submetidos ao processo de envelhecimento artificial acelerado. O aparelho de leitura de cor utilizado foi um Espectrocolorímetro Portátil Modelo Color Guide 45/0 (BYK-Gardner, Alemanha). Cada dente teve sua cor lida antes e imediatamente após o ensaio de envelhecimento artificial. Os valores de &Delta;E foram submetidos a análise estatística com auxílio do programa JMP 5.1 (SAS Institute, EUA) e mostraram que houve diferenças estatisticamente significantes entres os grupos e que apenas a marca Blue Dent (4,37±0,32) apresentou valores de &Delta;E>3,3 considerado, segunda a literatura, clinicamente inaceitável. Para os grupos que tiveram alterações clinicamente aceitáveis, o grupo Antaris/Postaris teve a maior variação de cor (&Delta;E=2,73±0,96) e o grupo Biolux apresentou a menor variação de cor (1,39±0,27). Dentro das limitações da metodologia empregada, concluiu-se que o antagonista utilizado (metal ou resina) influencia a escolha do dente artificial, e que os dentes artificiais testados tem comportamentos diferentes quanto a resistência a abrasão, microdureza superficial e estabilidade de cor. / The objective of this work was to evaluate in vitro the abrasion resistance, the superficial microhardness and the color stability of acrylic resin artificial teeth. Seven groups (1-Biolux, 2 - Trilux, 3 - Blue Dent, 4 - Biocler, 5 - Orthosit-Vivodent, 6 - Postaris-Antaris, 7 - Gnathostar-Ivostar), composed of 12 upper premolar for each manufacturer\'s, being 6 against metallic antagonists (Ni-Cr) and 6 against indirect resin (Solidex) antagonists, were delineated in a perfilometer, before and after the abrasion test. The linear difference between the first and the second readings was measured with a digital calliper (0,01mm precision). After the statistical analysis (variance analysis, Tukey-Kramer\'s test, p<0.05), it was observed that there were significant differences among the groups and that the trademark Postaris presented the smallest wear values against both antagonists (R=2,33±0,91&micro;m and M=1,78±0,42&micro;m). For Vickers superficial microhardness, 6 lateral upper incisors of each mark and 3 readings were used (incisal, medium, and cervical thirds) done with the microdurometer. The averages of Vickers superficial microhardness were submitted to the statistical analysis (p<0.05) and the obtained results show that the group Biolux (22,1±0,91VHN) followed by Antaris (21,9±1,58VHN), Ivostar (21,1±0,98VHN) and Biocler (21,0±1,80VHN) presented higher values, differing from Vivodent (19,1±0,99VHN) and Blue Dent (18,9±1,54VHN), less harders. For the color stability test 6 upper right central incisors of each commercial mark were used (n=42), submitted to the accelerated artificial aging process. The apparel for color reading was a Portable Spectruncolorimeter Model Color Guide 45/0 (BYK-Gardner, Germany). Each tooth had his color read before and immediately after the artificial aging. The &Delta;E values were submitted to the statistical analysis with JMP 5.1 (HEALTHY Institute, USA) software and show that significant differences were found among the groups and that only Blue Dent (4,37±0,32) presented clinically unacceptable values of &Delta;E (&Delta;E>3.3). For the groups that had clinically acceptable color alterations, the Antaris/Postaris group had the largest color variation (&Delta;E=2.73±0.96) and the Biolux group presented to smallest color variation (&Delta;E=1.39±0.27). Within the limitations of the methodology, was concluded that the antagonist (metal or resin) influence the choice of the artificial tooth, and that the tested artificial teeth have different behaviors for the abrasion resistance, superficial microhardness and color stability.

O objetivo deste estudo foi investigar o potencial inibidor de desgaste dentário ocasionado por erosão e abrasão de um novo produto, o verniz ClinPro XT Varnish, em comparação com vernizes fluoretados convencionais à base de TiF4 e NaF. Sessenta amostras de esmalte bovino (n=15/grupo) com microdureza superficial entre 300-380KHN foram selecionadas e aleatoriamente tratadas com: verniz de NaF (Duraphat®, 2,26% F-), verniz de TiF4 (2,45% F-), ClinPro XT varnish (fluoraluminiosilicato e glicerofosfato de cálcio) e controle (sem tratamento). Após receberem os respectivos tratamentos, as amostras foram submetidas a 3 dias de desafios erosivos de 4x5 min/dia (Sprite® Zero) e a abrasão 2x15s/dia, utilizando uma máquina de escovação. Entre os ciclos de erosão e abrasão, as amostras permaneceram em saliva artificial. A perda de esmalte foi medida com perfilômetro óptico. Os dados foram submetidos ao teste Kruskal-Wallis seguido pelo Dunn (p<0,05) .Ambos vernizes de NaF (-5,84m [-12,06; 1,64]b) (mediana ± 95%IC) e TiF4 (-3,60m [-8,72; -0,45]b) foram eficazes em reduzir o desgaste do esmalte quando comparados ao grupo controle (-16,60m [-19,92; -10,04]a). O ClinPro XT varnish permaneceu na superfície do esmalte (106,21m [30,67; 126,22]c), impedindo completamente o desgaste. Assim foi possível concluir que o ClinPro XT teve um efeito superior aos outros vernizes, impedindo completamente a erosão e abrasão do esmalte por 3 dias in vitro. / The purpose of this study was to investigate the erosion and abrasion inhibiting effect of a newly released product, Vanish XT varnish, and compare it to conventional TiF4 and NaF varnishes. Sixty bovine enamel blocks (300-380 KHN) were selected and randomly allocated into 4 treatment groups (n=15/group): NaF varnish (Duraphat®, 2.26% F-), TiF4 varnish (2.45% F-), Vanish XT varnish (fluoroaluminosilicate and calcium glycerophosphate), and control (no treatment). The samples received their respective treatments one single time at the beginning of the experiment. During a total of 3 days, erosive challenges were done 4x5min/day (Sprite Zero®) and abrasion 2x15s/day using a brushing machine. In between the erosive and abrasive challenges and overnight the samples remained immersed in artificial saliva. Enamel loss was measured using a non-contact profilometer. The data were subjected to Kruskal-Wallis and Dunn tests (p<0.05). Both NaF (-5.84m [-12.06; 1.64]b) (median ± 95%CI) and TiF4 (-3.60m [-8.72; -0.45]b) varnishes were able to reduce enamel wear when compared to the control group (-16.60m [-19.92; -10.04]a). Vanish XT varnish remained on the enamel surface (106.21m [30.67; 126.22]c), completely preventing enamel wear. Therefore, we concluded that Vanish XT presented a superior effect when compared to conventional varnishes, completely preventing enamel erosion and abrasion for 3 days in vitro.