Orientador: Alexandre Luiz Souto Borges / Coorientador: Tathy Aparecida Xavier / Banca: Rubens Nisie Tango / Banca: Lucas Villaça Zogheib / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do tipo de preenchimento e material restaurador na distribuição de tensões e resistência à fratura de pré-molares superiores tratados endodonticamente e com cúspides socavadas. Foram selecionados 40 pré-molares superiores humanos hígidos, sendo que 5 foram deixados intactos como controle (Grupo C+) e o restante realizado tratamento endodôntico e socavamento das cúspides. Cinco dentes foram separados para compor o controle negativo (Grupo C-), os demais foram divididos em dois grupos de acordo com o material de preenchimento (cimento de ionômero de vidro e resina composta) e realizados preparos para inlays. Foram então subdivididos em três grupos, sem restauração (PC: preenchimento com ionômero de vidro, PR: preenchimento com resina composta direta), restaurados com resina composta indireta (CS: preenchimento com cimento de iônomero de vidro e RS: preenchimento com resina composta direta) e os restaurados com cerâmica (CE: preenchimento com cimento de ionômero de vidro e RE: preenchimento com resina composta direta). As restaurações foram cimentadas com cimento resinoso dual e armazenadas em água destilada a 37 ºC por 24 h. Cada corpo de prova foi submetido a carga de compressão em máquina de ensaios universal, com velocidade de 1 mm/min. Os dados de resistência à fratura foram submetidos à análise de variância e ao teste de Tukey (5%). Os oito grupos formados foram modelados, importados pelo software Ansys 13.0, os volumes de cada geometria convertidos em elementos tetraédricos e submetidos á análise estática estrutural dentro do limite elástico e linear. Os resultados mostraram que a remoção de estrutura dentária afetou significantemente a resistência à fratura. Os menores valores foram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The purpose of this study was to evaluate the influence of filling and restorative material on stress distribution and fracture resistance of premolars endodontically treated and weakened cuspal. Were selected 40 premolars healthy humans, 5 were left intact as controls (group C +) and others were performed endodontic treatment and removed the buccal and lingual dentin. Then 5 teeth were left to negative control (Group-C), the others were divided into two groups according to the filling material (glass ionomer and composite resin) and performed inlays prepares. They were then sudivided into three groups, no inlay restoration (PC: fill with glass ionomer, PR: fill with direct composite resin), restored with inlay made of indirect composite resin (CS: Fill glass ionomer (GIC) and RS: fill with resin composite) and restored with ceramic (EC: fill with VSD and RE: fill with resin composite). The restorations were cemented with dual cured resin cement and stored in distilled water at 37ºC/24h. Each specimen was compressed until the fracture in a universal testing machine with a 1mm/min of cross head speed. The eight groups were modeled, imported by software Ansys 13.0, the volume of each geometry were converted into tetrahedric elements and subjected to static structural analysis within the elastic limit and linear. Data fracture resistance were analysed by ANOVA and Tukey's test (5%). The results showed that removal of tooth structure affected significantly the fracture resistance values, the lowest were presented by the negative control group, followed by the groups restored and filled (no statistical difference between them) and all smaller than the control group positive. The different combinations of filling and restorative materials increased... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Gelson Luis Adobo / Coorientador: Luciano Pessanha Moreira / Banca: Renata Garcia Fonseca / Banca: Francisco de Assis Mollo junior / Banca: Claudinei dos Santos / Banca: Pedro César Garcia de Oliveira / Resumo: A maior incidência de lascamentos na porcelana de cobertura é uma das principais desvantagens de restaurações com infraestrutura em zircônia se comparada com as metalocerâmicas. Essa maior ocorrência pode ser explicada por diferenças nas propriedades mecânicas das porcelanas indicadas para infraestrutura em zircônia ou por estresses residuais devido às propriedades térmicas dos materiais cerâmicos. Assim, este estudo apresentou os seguintes objetivos: 1. Comparar a resistência à flexão (MPa), confiabilidade pelo módulo de Weibull, dureza Vickers (VHN) e tenacidade à fratura (MPa/mm1/2) de duas porcelanas feldspáticas utilizadas sobre infraestrutura em zircônia (Vita VM9 e e.Max Ceram) e duas porcelanas feldspáticas utilizadas sobre infraestrutura metálica (Vita VMK95 e Duceragold); 2. Avaliar a resistência à fratura por flexão, confiabilidade, probabilidade de falha, dureza Vickers, tenacidade à fratura pelo método do entalhe em V e índice de cristalinidade por difratometria de raios-X de corpos-de-prova monocamada da porcelana Vita VM9 submetidos a três métodos de resfriamento; 3. Analisar a resistência à fratura por flexão, confiabilidade, resistência de cisalhamento da união e o modo de falha em corpos-de-prova bicamada de zircônia (ZrHP) e porcelana feldspática (Vita VM9) submetidos a diferentes taxas de resfriamento. No primeiro estudo, análises estatísticas de Kruskal Wallis e Dunn foram utilizadas(p<0,05). Não foi observada diferença estatística na resistência à flexão (p=0.31) entre as porcelanas. O módulo de Weibull apresentou maior confiabilidade para a porcelana VMK95 seguido por e.Max, Vita VM9 e Duceragold. No ensaio de dureza Vickers, as porcelanas e.Max, VM9 e VMK95 não apresentaram diferença estatística, enquanto a Duceragold apresentou o menor valor (p<0,001)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The high incidence of chipping of the feldspathic porcelain veneer is one of the disadvantages of zirconia-based restorations in comparison to metal-based prosthesis. This highest occurrence may be explain by the difference in the mechanical proprieties of the porcelain to zirconia system or by the residual tensions due to thermal proprieties of ceramic materials. Then, the purpose of this study was: 1. To compare the three-point flexural strength (MPa), Weibull parameters, Vickers hardness (VHN) and Vickers indentation fracture toughness (MPa/mm1/2) of feldspathic porcelains for metal (Vita VMK95 and Duceragold) and for zirconia frameworks (Vita VM9 and e.Max Ceram); 2. To compare the flexural strength, reliability and probability of failure, measured by Weibull analysis, Vickers hardness, V-notch fracture toughness, and crystallinity index by Powder X-ray Diffractometry Technique of monolayer specimens of a dental feldspathic veneer porcelain for zirconia (VITA VM9) subjected to three different cooling conditions; 3. To investigate the effect of three cooling methods on the flexural strength, reliability, shear bond strength and failure mode of bilayer specimens of veneer porcelain (VITA VM9) and zirconia (ZrHP). In the first study, Kruskal-Wallis and Dun test were used for statistical analysis (p<0.05). There was no significant difference (p=0.31) among the porcelains in the flexural. Weibull calculation presented highest reliability for VMK95 followed by e.Max, VM9 and Duceragold. Vickers hardness test showed that e.Max, VM9 and VMK95 had no difference and Duceragold had the lowest value (p‹.001). The highest fracture toughness was to VMK95, while VM9 and e.Max had the lowest values (p‹.001). It was concluded that, despite of the suitable flexural strength, reliability... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Estevão Tomomitsu Kimpara / Co-orientador: Tarcisio José de Arruda Paes-Junior / Banca: Guilherme de Siqueira Ferreira Anzaloni Saavedra / Banca: Fabíola Pessôa Pereira Leite / Banca: Júlio César Brigolini de Faria / Banca: Vanessa Cruz Macedo / Resumo: Foi proposto avaliar a carga de fratura de restauração cerâmica à base de dissilicato de lítio (IPS e.max CAD) submetida a diferentes protocolos de cimentação. Foram confeccionadas 70 bases de um material resinoso análogo à dentina (NEMA grade G10) simulando de maneira padronizada dentes preparados para coroa total (término em chanfro com paredes de 6 graus de convergência) e a anatomia da raiz. A porção radicular foi coberta com poliéter e incluída em poliuretano. Setenta coroas cerâmicas foram fabricadas pelo sistema CAD/CAM. Depois de avaliar a espessura do filme de cimento (técnica do cimento análogo) as coroas foram limpas em ultra-som com água destilada (5 min). Posteriormente, as coroas foram submetidas a diferentes protocolos de cimentação: FZ-cimento de fosfato de zinco; IVMR-cimento de ionômero de vidro modificado por resina; RDCS-ácido fluorídrico 5 % (20 s) + silano (1 min) + cimento resinoso dual; RDCST-ácido fluorídrico 5% (20 s) + silano (1 min) + tratamento térmico forno 100 °C (2 min) + cimento resinoso dual; RDS-silano (1 min) + cimento resinoso dual; RDST-silano (1 min) + tratamento térmico forno 100 °C (2 min) + cimento resinoso dual; RAACS-ácido fluorídrico 5% (20 s) + silano (1 min) + cimento resinoso auto-adesivo. Todas as amostras foram submetidas à ciclagem termomecânica (2.000.000 ciclos - 100 N, 4 Hz, 5 ºC - 55 ºC, tempo de permanência 60 s), com um pistão de aço inoxidável (Ø=4mm) no centro da superfície oclusal. O teste da carga de fratura foi realizado em uma máquina de ensaios universal (v = 1 mm/min à 37 °C em água destilada). Os dados de carga de fratura (N) foram submetidos aos testes ANOVA (um fator) e Tukey, com α = 0,05. Realizou-se a análise de elementos finitos para verificação da distribuição das tensões na coroa. Por meio do microscópio eletrônico de varredura foram realizadas, em duas amostra de cada... / Abstract: It was proposed to evaluate the load of fracture of a ceramic restoration-based lithium disilicate (IPS e.max CAD) submitted to different protocols cementation. 70 bases were made of a resin material similar to dentin (NEMA grade G10) to provide standardized preparations, machined to simulate a tooth prepared for full crown (ending Bevel with walls of 6 degrees of convergence) and the anatomy of the root. The root portion was covered with polyurethane poliétere included. Seventy ceramic crowns were fabricated by CAD / CAM system. After evaluating the film thickness of cement (cement analogue technique) crowns were cleaned with distilled water in ultra-som (5 min). Subsequently, the crowns were subjected to different protocols cementation: FZ-zinc phosphate cement; IVMR-ionomer resin modified glass; RDCS-hydrofluoric acid 5% (20 s) + silane (1 min) + dual resin cement , RDCST-hydrofluoric acid 5% (20 s) + silane (1 min) + heat treatment furnace 100 °C (2 min) + dual resin cement; RDS-silane (1min) + dual resin cement; RDST silane (1 min) + heat treatment furnace 100 °C (2 min) + dual resin cement; RAACS-hydrofluoric acid 5% (20 s) + silane (1 min) + self-adhesive resin cement. All samples were subjected to thermomechanical cycling (2,000,000 cycles - 100N, 4 Hz, 5 ºC - 55 ºC, dwell time 60 s), with a stainless steel piston (Ø = 4 mm) in the center of the occlusal surface. The fracture toughness test was performed in a universal testing machine (v = 1 mm/min at 37 ° C in distilled water). Data fracture resistance (N) were subjected to ANOVA (one factor) and Tukey's test with α = 0.05. We conducted a finite element analysis to check the distribution of the stresses on the crown. Through scanning electron microscopy were performed on two samples from each group, representative photomicrographs of surface treatment . For fractographic analysis, we used the stereo type of fracture... / Doutor

Orientador: Renata Marques de Melo Marinho / Co-orientador: Paulo Francisco César / Banca: Marco Antônio Bottino / Banca: Guilherme de Siqueira Ferreira Anzaloni Saavedra / Banca: João Paulo Barros Machado / Resumo: O objetivo do trabalho foi caracterizar a microestrutura de quatro cerâmicas odontológicas CAD/CAM e avaliar a susceptibilidade à corrosão sob tensão. MEV-FEG e análise química com EDS foram realizados para a caracterização microestrutural. Para avaliar o padrão de cristalização das cerâmicas foi usado DRX e FT-IR. Módulo elástico, coeficiente de Poisson, densidade e tenacidade à fratura também foram mensurados. Os espécimes foram submetidos ao ensaio de flexão biaxial sob cinco taxas de tensão constante (0,006; 0,06; 0,6; 6 e 60 MPa/s), a fim de se determinar os parâmetros de crescimento subcrítico da trinca (CST) (n = coeficiente se susceptibilidade ao CST). Vinte e cinco espécimes foram ensaiados na maior taxa de tensão em óleo mineral para determinar a resistência inerte e realizar a análise de Weibull. Duzentos e quarenta discos cerâmicos (12 mm de diâmetro e 1,2 mm de espessura) foram feitos de quatro cerâmicas: cerâmica infiltrada por polímero - CIP (Vita Enamic, Vita Zahnfabrik, Bad Sackingen, Alemanha), cerâmica feldspática - FEL (Vita Mark II, Vita Zahnfabrik), cerâmica de dissilicato de lítio - DSL (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) e cerâmica de silicato de lítio reforçada por zircônia - SLZ (Vita Suprinity, Vita Zahnfabrik). A CIP foi caracterizada como geopolímero reforçado com polímeros, apresentando uma fase orgânica e outra inorgânica, obteve n = 29,1 ± 7,7 e módulo de Weibull (m) de 8,96. A FEL apresentou n = 36,6 ± 6,8 e m = 8,02. O DSL mostrou uma estrutura com grãos afilados de dissilicato envoltos em uma matriz vítrea e obteve o menor valor de n (8,4 ± 0,8) e m = 6,19. O SLZ mostrou grãos semelhantes a bastonetes, n = 11,2 ± 1,4 e m = 9,98. FEL apresentou menor susceptibilidade à corrosão sob tensão, DSL e SLZ apresentaram maior susceptibilidade. A CIP apresentou menor módulo elástico e nenhum cristal em sua composição. SLZ mostrou a presença... / Abstract: The aim of this study was to characterize the microstructure of four dental CAD-CAM ceramics and evaluate their susceptibility to stress corrosion. SEM and EDS were performed for microstructural characterization. For evaluation of the pattern of crystallization of the ceramics and the molecular composition, XRD and FTIR, respectively, were used. Elastic modulus, Poisson's ratio, density and fracture toughness were also measured. The specimens were subjected to biaxial flexure under 5 stress rates (0.006, 0.06, 0.6, 6 and 60 MPa/s) to determine the subcritical crack growth parameters (n and D). Twenty five specimens were further tested in mineral oil for determination of Weibull parameters. Two hundred forty ceramic discs (12 mm diameter and 1.2 mm thick) were made of four ceramics: feldspathic ceramic - FEL (Vita Mark II, Vita Zahnfabrik), ceramic-infiltrated polymer- PIC (Vita Enamic, Vita Zahnfabrik), lithium disilicate - LD (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent) and zirconia-reinforced lithium silicate- LS (Vita Suprinity, Vita Zahnfabrik). PIC was characterized as a geopolymer reinforced by polymers. It presented organic and inorganic phases (n = 29.1 ± 7.7) and Weibull modulus (m) of 8.96. The FEL showed n = 36.6 ± 6.8 and m = 8.02. The LD showed a structure with needle-like disilicate grains in a glassy matrix and had the lowest value of n (8.4 ± 0.8) and m= 6.19. The ZLS showed similar rod-like grains, n = 11.2 ± 1.4 and m= 9.98. The FEL showed the lowest susceptibility to SCG corrosion, where as LD and ZLS presented the highest. The PIC presented the lowest elastic modulus and no crystals in its composition. ZLS presented tetragonal zirconia in its composition and showed the highest Weibull modulus among the materials studied / Mestre

Orientador: José Maurício dos Santos Nunes Reis / Banca: Ligia Antunes Pereira Pinelli / Banca: Paulo Francisco Cesar / Resumo: O objetivo desteestudofoi avaliar o efeito do desgaste, seguido ou não por ressinterização, sobre o limite de fadiga flexural da cerâmica LavaTM Y-TZP (3M ESPE). Cento e vinte espécimes em forma de barra foram obtidos: 20×4,0×1,2mm (n=40) e 20×4,0×1,5mm (n=80). Metade dos mais finos constituiu o grupo controle (C), enquanto que os mais grossos foram desgastados com ponta diamantada (4ZR, Komet-Brasseler) sob refrigeração constante (DI) ou não (D). A outra metade das amostras mais finas, e das desgastadas foram ressinterizadas (1000ºC, 30 min), resultando nos grupos CR, DIR e DR. As amostras foram avaliadas pelo método de escada, de Dixon e Mood, com o nível de estresse inicial a 60 % da resistência à flexão monotônica. Os espécimes foram montados em dispositivo de quatro pontos de flexão em saliva artificial a 37±1ºC, e submetidos a 500.000 ciclos a 10 Hz. MEV (500X) a partir do lado de tração de amostras não fraturadas (n=3), e do controle não fadigado (n=3) foi utilizada para avaliar a topografia da superfície. Além disso, MEV (30X e 100X) foi realizada em amostras fraturadas de cada grupo experimental (n=3) para determinar a origem das falhas. Dados de testes de fadiga foram analisados estatisticamente por ANOVA a dois fatores e teste de Tukey (α=0,05). Desgaste, com refrigeração ou não, aumentou o limite de fadiga dos grupos não ressinterizados. Não houve diferença significativa entre os grupos ressinterizados. Ressinterização aumentou significativamente o limite de fadiga do grupo C. Ciclagem e ressinterização não alteraram a topografia da superfície da zircônia. Desgaste criou sulcos aparentes na superfície. Independentemente dos grupos experimentais, as falhas iniciaram no lado de tração. O desgaste aumentou o limite de fadiga por flexão da Y-TZP, enquanto a ressinterização não forneceu aumento significativo do limite de fadiga das amostras desgastadas / Abstract: The purpose of this study was evaluate the effect of grinding protocols, followed or not by resintering, on the flexural fatigue limit of the LavaTM Y-TZP (3M ESPE) ceramic. One hundred and twenty bar-shaped specimens were obtained: 20×4.0×1.2mm (n=40) and 20×4.0×1.5mm (n=80). Half of the thinner specimens constituted the as-sintered (control) group (AS), while the thicker ones were ground with diamond burs (4ZR, Komet-Brasseler) under constant irrigation (WG) or not (G). The other half of the thinner specimens, and half of the ground ones were resintered (1000ºC for 30 min), resulting in the ASR, WGR and GR groups. The samples were evaluated by the staircase method, proposed by Dixon and Mood, with the initial stress level set at 60 % of the monotonic flexural strength. Specimens were mounted in a four-point flexural fixture in artificial saliva bath at 37±1ºC, and subjected to 500,000 cycles at 10 Hz. SEM (×500) images from the tensile side of non-fractured specimens (n=3), and of non-fatigued as-sintered ones (n=3) were used to evaluate the surface topography. In addition, SEM analyses (×30 and ×100) were performed in fractured specimens of each experimental group (n=3) to determine the origin of the failures. Data from fatigue testing were statistically analyzed by 2-way ANOVA and Tukey tests (α=.05). Grinding, performed with irrigation or not, increased the fatigue limit of the non-resintered groups. There was no significant difference among the resintered groups. Resintering significantly increased the fatigue limit of AS group. Cyclic loading and resintering did not change the surface topography of zirconia. Grinding created apparent grooves on the zirconia surface. Regardless of the experimental groups, failures initiated at the tensile side of the specimens. Grinding increased the flexural fatigue limit of LavaTM Y-TZP, while resintering did not provide a significant increase in the fatigue limit of the ground specimens. / Mestre

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2015

A presente dissertação enfoca as características de resistência ao cisalhamento e os mecanismos básicos que governam o fenômeno de atrito em rochas fraturadas. Especial atenção é dedicada à identificação de fatores geométricos e geotécnicos importantes e a sua relação com o comportamento e esforços resistentes de rochas fraturadas. A caracterização de fraturas por meio de parâmetros geomecânicos adequados permitirá incluí-los nos modelos de cálculo e simular mais realisticamente o comportamento geomecânico do maciço rochoso fraturado. / This thesis focuses on the shear strenght and mechanisms that change the shear characteristics of jointed rocks. Special attention was devoted to the identification of geometric and geotechnical factors and its relationship with the behavior and strenght of jointed rocks. The characterization of the fractures by apropriated geomechanical parameters Will permite to include them in the models and to simulate more realistically the behavior of fractured rock mass.

A seleção adequada dos materiais e do processo de fabricação de rotores hidráulicos de turbinas Francis continua entre os maiores desafios enfrentados pelas empresas do setor desde sua criação no final do século XIX. A garantia de operação dessas máquinas está diretamente ligada à confiabilidade dos materiais, projetos e dos processos de fabricação, além da rigorosa observação de procedimentos e normas. Para que se consiga assegurar que ao final do processo de fabricação os procedimentos tenham sido respeitados, inúmeros testes são necessários. Alguns destes testes, porém podem afetar as próprias diretrizes para a execução do projeto ou fabricação. Um exemplo é o ensaio de propagação de trincas em diferentes arames de fabricação tipo GMAW e FCAW, que foi realizado com materiais cuja energia de absorção de impacto variava entre 30 e 100 J. Os resultados mostraram que o trabalho de impacto do material influencia consideravelmente a tenacidade e a velocidade de crescimento de falhas, o que consequentemente leva à conclusão de que esta propriedade define a margem de segurança do material contra propagação de trincas em aplicações como a construção de rotores hidráulicos soldados. Materiais com valores superiores de energia de impacto registraram um melhor comportamento com relação à propagação de falhas sendo mais adequados em regiões de altos esforços cíclicos, como as conexões de rotores Francis (pás x cubo x coroa). O trabalho mostra ainda quais os meios metalúrgicos e químicos necessários para se atingir um material com energia de impacto superior, demonstrando que os efeitos da ductilidade do material são mais significativos do que a resistência mecânica à tração. O que põe em xeque os padrões de dimensionamento dos componentes puramente baseados na comparação de tensões estáticas com a propriedade de resistência do material em seus limites de escoamento e ruptura. / The selection of materials and manufacturing process of hydraulic Francis Runners is one of the greatest challenges faced by sector companies since their establishment in the late 19th century. The guarantee of operation of these machines is directly linked to the reliability of the materials, designs and manufacturing processes, as well as the strict observation of procedures and standards. In order to ensure that procedures have been followed to at the end of the manufacturing process, numerous tests are required. Some of these tests, however, may affect some guidelines for project or manufacturing execution. An example is the crack propagation test on different types of manufacturing wires GMAW and FCAW, which were carried out with materials that energy of impact absorption varied from 30 to 100 J. The results showed that the impact work of the material influences considerably the tenacity and the crack growth rate, which consequently leads to the conclusion that this property defines the safety margin of the material against the cracks propagation in applications such as the construction by welding of hydraulic runners. Materials with higher values of impact energy showed a better behavior related to the failure propagation being more adequate in regions of high cyclic stresses such as the connections of Francis runners (blades x band x crown). The paper also shows the metallurgical and chemical requirements to obtain a material with higher impact energy, demonstrating that the effects of material ductility are more significant than the mechanical tensile strength. This fact challenges the current design standards of components based purely on the comparison of static tensions with the resistance property of the material at their resistance and rupture limits.

Estágio realizado na Rodi e orientado pelo Eng.º / Documento confidencial. Não pode ser disponibilizado para consulta / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Construções Civis). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008