Eletrólitos sólidos cerâmicos de ZrO2:8% mol Y2O3 foram preparados com pós de três origens: pó comercial fabricado pela Nissan (Japão), pó obtido por coprecipitação dos hidróxidos no IPEN e pó obtido por mistura de óxidos (utilizando-se ZrO2 produzido na Usina de Zircônio do IPEN e Y2O3 (USA) de pureza superior a 99,9%). Esses materiais de partida foram analisados pelas seguintes técnicas: fluorescência de raios X para a determinação dos teores de ítrio, difração de raios X para a determinação das fases, sedimentação para a determinação da distribuição do tamanho de partículas, adsorsão gasosa (BET) para a determinação da área de superfície específica e microscopia eletrônica de transmissão para a determinação do tamanho médio de partícula. Amostras compactadas foram analisadas por dilatometria para avaliar os estágios de sinterização. As amostras sinterizadas foram caracterizadas por difração de raios X para análise de fases e microscopia eletrônica de varredura para análise da morfologia dos grãos. Análises por espectroscopia de impedância foram feitas para acompanhar o envelhecimento térmico dos eletrólitos sólidos de zircônia-ítria a 600 ºC, temperatura de trabalho do sensor permanente de oxigênio, e para estudar a sua cinética de sinterização. Os principais resultados mostram que o envelhecimento térmico a 600 ºC diminui a resposta (fem) do sensor nas primeiras 100 h até um valor estável. Além disso, os estudos de sinterização por espectroscopia de impedância permitiram encontrar correlações entre parâmetros elétricos, a cinética de sinterização e os mecanismos de crescimento de grão. / ZrO2:8 mol %Y2O3 solid electrolyte ceramic pellets have been prepared with powders of three different origins: a Nissan (Japan) commercial powder, a powder obtained by the coprecipitation technique at IPEN, and the mixing of powder oxides (ZrO2 produced at a Pilot Plant at IPEN and 99.9% pure Y2O3 of USA origin). These starting powders have been analysed by the following techniques: X-ray fluorescence for yttrium content, X-ray diffraction for structural phase content, sedimentation for particle size distribution, gas adsorption (BET) for surface area determination, and transmission electron microscopy for average particle size determination. Pressed ceramic pellets have been analysed by dilatometry to evaluate the sintering stages. Sintered pellets have been characterized by X-ray diffraction for phase analysis and scanning electron microscopy for grain morphology analysis. Impedance spectroscopy analysis have been carried out to follow thermal ageing of zirconia-yttria solid electrolyte at 600 ºC, the working temperature of permanent oxygen sensor, and to study sintering kinetics. The main results show that ageing at 600 ºC decreases the emf sensor response in the first 100 h to a steady value. Moreover, sintering studies by impedance spectroscopy allowed for finding correlations between electrical parameters, sintering kinetics and grain growth mechanisms.

A falha coesiva na porcelana de revestimento de próteses com infraestruturas de policristais de zircônia tetragonal estabilizada por ítrio (PZT-Y) tem causado elevadas taxas clínicas de fracassos. No presente estudo avaliou-se a confiabilidade e modos de fratura de próteses fixas implanto-suportadas confeccionadas em uma liga de Paládio-Prata (PdAg) e em PZT-Y, submetidas à fadiga acelerada progressiva. Embebeu-se análogos de implantes em uma resina acrílica. Infra-estruturas em PZT-Y e PdAg (n = 21/ grupo) foram fabricadas, revestidas com porcelana, cimentadas e submetidas a uma carga estática (n = 3/ grupo) para obtenção dos valores de resistência à fratura. Em seguida, 18 espécimes de cada grupo foram distribuídos ao longo de 3 perfis de estresse progressivo e submetidos à fadiga em água com a carga aplicada na cúspide vestibular do pôntico. Encontrou-se no grupo PdAg um modo de fratura incluindo trincas flexurais na área do conector competindo com a falha coesiva da porcelana, enquanto que as próteses em PZT-Y apresentaram falha coesiva na porcelana de revestimento. O cálculo da confiabilidade (Alta Pro, ReliaSoft, intervalo de confiança de 90 %, bilateral) revelou a ausência de diferença significativa para a finalização de uma missão de 50.000 ciclos a 300 N entre as próteses em PdAg e PZT-Y. Contudo, a confiabilidade reduziu significativamente para o grupo PZT-Y na finalização de uma missão de 100.000 ciclos a 300 N enquanto que permaneceu a mesma para o grupo PdAg. Concluiu-se que para uma missão de 100.000 ciclos a 300 N a confiabilidade é mais alta para a prótese metalocerâmica quando comparada à em PZT-Y. Os modos de fratura diferiram entre os grupos. / Statement of problem: chipping within veneering porcelain has resulted in high clinical failure rates for implant-supported zirconia (Y-TZP) bridges. This study evaluated the reliability and failure modes of mouth-motion step-stress fatigued implant-supported Y-TZP versus Palladium-Silver alloy (PdAg) three-unit bridges. Methods: Implant-abutment replicas were embedded in polymethylmethacrylate resin. Y-TZP and PdAg frameworks, of similar design (n=21 each), were fabricated, veneered, cemented (n=3 each), and Hertzian contact tested to obtain ultimate failure load. In each framework group eighteen specimens were distributed across 3 step-stress profiles and mouth-motion cyclically loaded according to the profile on the lingual slope of the buccal cusp of the pontic. Results: PdAg failures included competing flexural cracking at abutment and/or connector area and chipping, whereas Y-TZP presented predominantly cohesive failure within veneering porcelain. Including all failure modes, the reliability (2-sided at 90% confidence intervals) for a mission of 50,000 and 100,000 cycles at 300 N load was determined (Alta Pro, Reliasoft). No difference in reliability was observed between groups for a mission of 50,000. Reliability remained unchanged for a mission of 100,000 for PdAg, but significantly decreased for Y-TZP. Conclusion: Higher reliability was found for PdAg for a mission of 100,000 cycles at 300N. Failure modes differed between materials.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4087_1.pdf: 3717955 bytes, checksum: c558abb160a867b5f16716ff3c05269c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / O petróleo bruto é uma substância altamente corrosiva, por isso, provoca rápida degradação das superfícies metálicas com as quais tem contato direto, como no caso de tanques de armazenamento e transporte desse material. Dessa forma, uma alternativa para solucionar esse problema é utilizar um tipo de revestimentos inerte a essa corrosão. Materiais cerâmicos geralmente apresentam essa característica e podem ser uma opção de material para esse revestimento. Esse estudo é de suma importância, pois com a abertura da refinaria de petróleo no estado de Pernambuco, a necessidade de armazenar e transportar petróleo cru irá crescer e com isso serão necessárias formas de transporte e armazenamento que sejam resistentes a corrosão provocada por esse petróleo. Nesse sentido é importante investigar novos materiais cerâmicos de alto desempenho que sejam inertes a corrosão e que possam ser utilizados como revestimentos para tanques. Neste contexto, o trabalho destina-se ao processamento e caracterização de compósitos cerâmicos, através da produção de peças com matriz metálica, e posterior análise de viabilidade na aplicação, por processos adequados, em tanques e tubulações em escala laboratorial, revestidas com as cerâmicas Al2O3-ZrO2 variando entre 5 a 20% (em peso) de ZrO2, com aditivos de óxido de terra rara CeO2 e a avaliação do desempenho em condições reais de petróleo cru oriundo de diferentes poços de petróleo do nordeste. O objetivo deste trabalho é estudar materiais intrinsecamente suscetíveis à fratura devido a sua pouca deformação plástica e destina-se ao desenvolvimento e caracterização de compósitos cerâmicos alumina-zircônia-céria compatíveis ao problema em questão. As cerâmicas foram produzidas por reação em estado sólido e sinterizadas de maneira direta (1200ºC à 1400ºC) num intervalo de até 24hrs e produzidas por processo; de moagem, termo-mecânico, e tratamentos térmicos em proporções adequadas. A caracterização estrutural e microestrutural foi realizada por método de difração de raio-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de densidade e dureza Vickers (HV). Na fase final foi avaliado o desempenho do revestimento em petróleo cru. Os resultados das propriedades mecânicas encontradas em 0,20 de ZrO2 se mostram superiores aos outros analisados, mostrando-se mais adequados a aplicação em questão

Eletrólitos sólidos cerâmicos de ZrO2:8% mol Y2O3 foram preparados com pós de três origens: pó comercial fabricado pela Nissan (Japão), pó obtido por coprecipitação dos hidróxidos no IPEN e pó obtido por mistura de óxidos (utilizando-se ZrO2 produzido na Usina de Zircônio do IPEN e Y2O3 (USA) de pureza superior a 99,9%). Esses materiais de partida foram analisados pelas seguintes técnicas: fluorescência de raios X para a determinação dos teores de ítrio, difração de raios X para a determinação das fases, sedimentação para a determinação da distribuição do tamanho de partículas, adsorsão gasosa (BET) para a determinação da área de superfície específica e microscopia eletrônica de transmissão para a determinação do tamanho médio de partícula. Amostras compactadas foram analisadas por dilatometria para avaliar os estágios de sinterização. As amostras sinterizadas foram caracterizadas por difração de raios X para análise de fases e microscopia eletrônica de varredura para análise da morfologia dos grãos. Análises por espectroscopia de impedância foram feitas para acompanhar o envelhecimento térmico dos eletrólitos sólidos de zircônia-ítria a 600 ºC, temperatura de trabalho do sensor permanente de oxigênio, e para estudar a sua cinética de sinterização. Os principais resultados mostram que o envelhecimento térmico a 600 ºC diminui a resposta (fem) do sensor nas primeiras 100 h até um valor estável. Além disso, os estudos de sinterização por espectroscopia de impedância permitiram encontrar correlações entre parâmetros elétricos, a cinética de sinterização e os mecanismos de crescimento de grão. / ZrO2:8 mol %Y2O3 solid electrolyte ceramic pellets have been prepared with powders of three different origins: a Nissan (Japan) commercial powder, a powder obtained by the coprecipitation technique at IPEN, and the mixing of powder oxides (ZrO2 produced at a Pilot Plant at IPEN and 99.9% pure Y2O3 of USA origin). These starting powders have been analysed by the following techniques: X-ray fluorescence for yttrium content, X-ray diffraction for structural phase content, sedimentation for particle size distribution, gas adsorption (BET) for surface area determination, and transmission electron microscopy for average particle size determination. Pressed ceramic pellets have been analysed by dilatometry to evaluate the sintering stages. Sintered pellets have been characterized by X-ray diffraction for phase analysis and scanning electron microscopy for grain morphology analysis. Impedance spectroscopy analysis have been carried out to follow thermal ageing of zirconia-yttria solid electrolyte at 600 ºC, the working temperature of permanent oxygen sensor, and to study sintering kinetics. The main results show that ageing at 600 ºC decreases the emf sensor response in the first 100 h to a steady value. Moreover, sintering studies by impedance spectroscopy allowed for finding correlations between electrical parameters, sintering kinetics and grain growth mechanisms.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-14Bitstream added on 2014-06-13T19:37:29Z : No. of bitstreams: 1 ribeiro_brg_me_arafo.pdf: 4642522 bytes, checksum: 066941fb16edc09232849f9d5518af78 (MD5) / O lascamento e a delaminação da porcelana de cobertura são considerados problemas técnicos frequentes em restaurações cerâmicas com infraestrutura em zircônia Y-TZP. O reparo intraoral com resina composta pode ser uma alternativa de tratamento para solucionar esse problema. Esse estudo avaliou o efeito de diferentes tratamentos de superfície e agentes de união sobre a união entre resina composta e zircônia Y-TZP envelhecida. Corpos-de-prova de zircônia Lava (n=14) foram confeccionados em forma de blocos (7,0 x 7,0 x 1,7 mm). Metade dos espécimes foi submetida ao envelhecimento hidrotérmico em autoclave a 134°C, 3 bar e 8 horas, enquanto a outra metade não sofreu envelhecimento (grupo controle). Difração de raios-X mostrou picos característicos das fases tetragonal e monoclínica, após a zircônia ser submetida ao tratamento em autoclave. As amostras foram subdivididas, de acordo com o tratamento de superfície: jateamento com partículas de alumina 50 μm, deposição triboquímica de sílica 30 μm (Rocatec Soft) ou sem tratamento abrasivo. Microscopia eletrônica de varredura, Espectroscopia por Dispersão de Energia (EDS) e Difração de raios-X foram utilizados para caracterização das amostras após os tratamentos. Clearfil Porcelain Bond Activator + Clearfil SE Bond; fina camada dos cimentos resinosos Panavia F ou RelyX U100 foram utilizados como agentes de união, antes da aplicação da resina composta Filtek Z350 XT, na forma de um cilindro (4,0 x 2,0 mm). Os nove subgrupos experimentais foram submetidos à ciclagem térmica (6.000 ciclos, 5 e 55°C, 30 segundos de imersão) antes do ensaio de resistência de união ao cisalhamento, em máquina de ensaios mecânicos EMIC DL2000 a uma velocidade de 0,5 mm/min. Os valores de resistência de união foram avaliados por meio da Análise de... / Chipping and adhesive failure of the veneer porcelain are considered frequent technical problems in zirconia YTZP-based ceramics restorations. The intraoral repair with composite resin become as an alternative treatment to solve this problem. This study evaluated the effect of different surface treatments, hydrothermal aging and bonding agent about the union Y-TZP zirconia/composite resin. 360 Lava zirconia specimens were made in the form of blocks (7.0 x 7.0 x 1.7 mm). Half of the specimens were subjected to hydrothermal aging by autoclaving at 134°C, 3 bar and 8 hs, while the other half were not subjected to aging (control group). X-ray diffraction analysis showed characteristic peaks of tetragonal and monoclinic phase, after the zirconia be subjected to autoclave treatment. The samples were subdivided according to the surface treatment: Sandblasting with 50 μm alumina particles, tribochemical silica coating 30 μm (Rocatec Soft) or without abrasive treatment. Scanning electron microscopy, Energy-dispersive spectroscopy (EDS) and x-ray diffraction were used for surface characterization. After the surface treatment 3 different bonding agents were applied: Clearfil Porcelain Bond Activator + Clearfil SE Bond; thin layer of luting cements Panavia F or RelyX U100. A cylinder (2.0 x 4.0 mm) of composite Filtek Z350 XT was built on the prepared zirconia to simulate the repairing. The nine experimental subgroups (n = 14) were thermal cycled (6,000 cycles, 5 and 55°C, 30-second dwell time) before the test of shear bond strength in mechanical testing machine EMIC DL2000 (0.5 mm/min). Bond strength values were evaluated using 2-way ANOVA and Tukey’s test (α = 5%). The fracture analyzed as adhesive failure, cohesive or mixed. All specimens without abrasive surface treatment debonded during thermal cycling. The results... (Complete abstract click electronic access below)

Neste trabalho, foi investigada a síntese via sol-gel de zircônia nanoestruturada, com o objetivo de relacionar a influência dos parâmetros processuais com tipo e tamanho de fases formadas. Foi utilizado como precursor o n-propóxido de zircônio, e variando-se parâmetros como pH (usando HNO3, CH3COOH e NH4OH), solvente (etanol e n-propanol), temperatura de síntese e tempo e temperatura de tratamento térmico. Os tamanhos de partícula e a polidispersão das dispersões coloidais foram determinadas in situ usando espalhamento dinâmico de luz. Em meio acético, a maior parte da população encontra-se abaixo de 100 nm. Com a introdução de NaCl, o tamanho máximo de partícula alcançou 71 nm. Para outros meios reacionais (HNO3 e na ausência de ácido ou base), o maior tamanho de partícula ficou na ordem de micrômetro. Após a evaporação do solvente, os pós foram tratados termicamente a distintas temperaturas até 800°C por até 12 h, e então caracterizados por difração de raios X (DRX), análises térmicas (ATD/ATG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia por infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman. Determinou-se a área superficial, pelo método BET, e a granulometria, por dispersão de laser. A estrutura da zircônia sintetizada se mostrou amorfa para tratamentos térmicos até 400°C. As análises térmicas apresentaram curvas muito semelhantes: ~40 e ~200ºC, considerável perda de massa pela desidratação, e um pico endotérmico devido à liberação de voláteis. A 450ºC observou-se um pico exotérmico e perda de massa devido à condensação. Um novo pico exotérmico sem perda de massa foi atribuído à transformação t®m, confirmada por DRX, seguida de queda na curva ATD devido supostamente à sinterização das partículas. A perda de água e a presença da ligação zircônio e oxigênio (Zr–O) foram confirmadas por FTIR. Com o aumento da temperatura de tratamento térmico, as bandas relacionadas à perda de água diminuíram e desapareceram, sugerindo a reação de condensação Zr(OH)4 ® ZrO2 + 2H2O. O tamanho de cristalito, estimado por TEM e DRX (método single-line) variou significativamente de acordo com o meio reacional empregado e tratamento térmico. Em meio acético, a 400 e 500°C, foram obtidos cristalitos na fase tetragonal, de 7,6 a 11,6 nm, respectivamente. Em meio nítrico, nas mesmas temperaturas, foi obtida a fase monoclínica, com cristalitos de 28 a 31 nm. A faixa de maior freqüência para os tamanhos de cristalito foi entre 35,1 e 40 nm, para todas as condições investigadas. Os resultados de área superficial específica mostraram que dependendo do meio ocorreram variações de 74 a 126 m2 g-1 e a curva de distribuição de diâmetro de poros mostrou que os pós devem apresentar mesoporos menores que 4 nm. Estas características potencializam os pós de ZrO2 sintetizados para aplicações tais como, na fabricação de membranas cerâmicas para processos de ultrafiltração. / In this study the synthesis of nanostructured zirconia via sol-gel was investigated, with the aim of relating the influence of the processing parameters with the type and size of the phases. Zirconium n-propoxide was used as the precursor and several parameters were investigated, such as pH (using HNO3, CH3COOH and NH4OH), solvent (ethanol and npropanol), synthesis temperature and thermal treatment time and temperature. The particle sizes and the polydispersion of colloidal dispersions were determined in situ using dynamic light scatting. In acetic medium, most of the population was found to be below 100 nm. With the introduction of NaCl, the maximum particle size reached 71 nm. For other reaction media (HNO3 and without acid or base), the largest particle size was in the order of micrometers. After evaporation of the solvent, the powders were thermally treated at distinct temperatures up to 800°C for up to 12 h, and then characterized by X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TDA/TGA), scanning electronic microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy. The surface area was determined by the BET method, and the granulometry, by laser dispersion. The structure of the zirconia synthesized was shown to be amorphous for thermal treatments up to 400°C.The thermal analysis showed very similar curves: ~40 and ~200ºC, considerable mass loss by dehydration and an endothermic peak due to the release of volatiles. At 450ºC, an exothermic peak and mass loss by condensation reaction were observed. A new exothermic peak without mass loss was attributed to the t®m transformation, confirmed by XRD, followed by a drop in the DTA curve presumably due to sinterization of the particles. The water loss and the presence of a zirconium-oxygen bond (Zr–O) were confirmed by FTIR. With the increase in the thermal treatment temperature, the bands relating to water loss decreased and disappeared, suggesting the condensation reaction Zr(OH)4® ZrO2 + 2H2O. The crystalline size, estimated by TEM and XRD (singleline method) varied significantly according to the reaction medium and thermal treatment employed. In acetic medium, at 400 and 500°C, crystallites in the tetragonal phase of 7.6 to 11.6 nm were obtained, respectively. In nitric acid medium, at the same temperatures, the monoclinic phase was obtained, with crystallites of 28 to 31 nm. The greatest frequency range for the crystallite size was between 35.1 and 40 nm, for all of the conditions investigated. The results of specific surface area varied between 74 to 126 m2 g-1. The curve of distribution of pores in diameter showed that the powders should submit mesoporos smaller than 4 nm. These features indicate that the sintetized zirconia powders can be potentially used to obtain ceramic membranes for ultrafiltration processes.

Neste trabalho, foi investigada a síntese via sol-gel de zircônia nanoestruturada, com o objetivo de relacionar a influência dos parâmetros processuais com tipo e tamanho de fases formadas. Foi utilizado como precursor o n-propóxido de zircônio, e variando-se parâmetros como pH (usando HNO3, CH3COOH e NH4OH), solvente (etanol e n-propanol), temperatura de síntese e tempo e temperatura de tratamento térmico. Os tamanhos de partícula e a polidispersão das dispersões coloidais foram determinadas in situ usando espalhamento dinâmico de luz. Em meio acético, a maior parte da população encontra-se abaixo de 100 nm. Com a introdução de NaCl, o tamanho máximo de partícula alcançou 71 nm. Para outros meios reacionais (HNO3 e na ausência de ácido ou base), o maior tamanho de partícula ficou na ordem de micrômetro. Após a evaporação do solvente, os pós foram tratados termicamente a distintas temperaturas até 800°C por até 12 h, e então caracterizados por difração de raios X (DRX), análises térmicas (ATD/ATG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia por infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman. Determinou-se a área superficial, pelo método BET, e a granulometria, por dispersão de laser. A estrutura da zircônia sintetizada se mostrou amorfa para tratamentos térmicos até 400°C. As análises térmicas apresentaram curvas muito semelhantes: ~40 e ~200ºC, considerável perda de massa pela desidratação, e um pico endotérmico devido à liberação de voláteis. A 450ºC observou-se um pico exotérmico e perda de massa devido à condensação. Um novo pico exotérmico sem perda de massa foi atribuído à transformação t®m, confirmada por DRX, seguida de queda na curva ATD devido supostamente à sinterização das partículas. A perda de água e a presença da ligação zircônio e oxigênio (Zr–O) foram confirmadas por FTIR. Com o aumento da temperatura de tratamento térmico, as bandas relacionadas à perda de água diminuíram e desapareceram, sugerindo a reação de condensação Zr(OH)4 ® ZrO2 + 2H2O. O tamanho de cristalito, estimado por TEM e DRX (método single-line) variou significativamente de acordo com o meio reacional empregado e tratamento térmico. Em meio acético, a 400 e 500°C, foram obtidos cristalitos na fase tetragonal, de 7,6 a 11,6 nm, respectivamente. Em meio nítrico, nas mesmas temperaturas, foi obtida a fase monoclínica, com cristalitos de 28 a 31 nm. A faixa de maior freqüência para os tamanhos de cristalito foi entre 35,1 e 40 nm, para todas as condições investigadas. Os resultados de área superficial específica mostraram que dependendo do meio ocorreram variações de 74 a 126 m2 g-1 e a curva de distribuição de diâmetro de poros mostrou que os pós devem apresentar mesoporos menores que 4 nm. Estas características potencializam os pós de ZrO2 sintetizados para aplicações tais como, na fabricação de membranas cerâmicas para processos de ultrafiltração. / In this study the synthesis of nanostructured zirconia via sol-gel was investigated, with the aim of relating the influence of the processing parameters with the type and size of the phases. Zirconium n-propoxide was used as the precursor and several parameters were investigated, such as pH (using HNO3, CH3COOH and NH4OH), solvent (ethanol and npropanol), synthesis temperature and thermal treatment time and temperature. The particle sizes and the polydispersion of colloidal dispersions were determined in situ using dynamic light scatting. In acetic medium, most of the population was found to be below 100 nm. With the introduction of NaCl, the maximum particle size reached 71 nm. For other reaction media (HNO3 and without acid or base), the largest particle size was in the order of micrometers. After evaporation of the solvent, the powders were thermally treated at distinct temperatures up to 800°C for up to 12 h, and then characterized by X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TDA/TGA), scanning electronic microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy. The surface area was determined by the BET method, and the granulometry, by laser dispersion. The structure of the zirconia synthesized was shown to be amorphous for thermal treatments up to 400°C.The thermal analysis showed very similar curves: ~40 and ~200ºC, considerable mass loss by dehydration and an endothermic peak due to the release of volatiles. At 450ºC, an exothermic peak and mass loss by condensation reaction were observed. A new exothermic peak without mass loss was attributed to the t®m transformation, confirmed by XRD, followed by a drop in the DTA curve presumably due to sinterization of the particles. The water loss and the presence of a zirconium-oxygen bond (Zr–O) were confirmed by FTIR. With the increase in the thermal treatment temperature, the bands relating to water loss decreased and disappeared, suggesting the condensation reaction Zr(OH)4® ZrO2 + 2H2O. The crystalline size, estimated by TEM and XRD (singleline method) varied significantly according to the reaction medium and thermal treatment employed. In acetic medium, at 400 and 500°C, crystallites in the tetragonal phase of 7.6 to 11.6 nm were obtained, respectively. In nitric acid medium, at the same temperatures, the monoclinic phase was obtained, with crystallites of 28 to 31 nm. The greatest frequency range for the crystallite size was between 35.1 and 40 nm, for all of the conditions investigated. The results of specific surface area varied between 74 to 126 m2 g-1. The curve of distribution of pores in diameter showed that the powders should submit mesoporos smaller than 4 nm. These features indicate that the sintetized zirconia powders can be potentially used to obtain ceramic membranes for ultrafiltration processes.

Neste trabalho, foi investigada a síntese via sol-gel de zircônia nanoestruturada, com o objetivo de relacionar a influência dos parâmetros processuais com tipo e tamanho de fases formadas. Foi utilizado como precursor o n-propóxido de zircônio, e variando-se parâmetros como pH (usando HNO3, CH3COOH e NH4OH), solvente (etanol e n-propanol), temperatura de síntese e tempo e temperatura de tratamento térmico. Os tamanhos de partícula e a polidispersão das dispersões coloidais foram determinadas in situ usando espalhamento dinâmico de luz. Em meio acético, a maior parte da população encontra-se abaixo de 100 nm. Com a introdução de NaCl, o tamanho máximo de partícula alcançou 71 nm. Para outros meios reacionais (HNO3 e na ausência de ácido ou base), o maior tamanho de partícula ficou na ordem de micrômetro. Após a evaporação do solvente, os pós foram tratados termicamente a distintas temperaturas até 800°C por até 12 h, e então caracterizados por difração de raios X (DRX), análises térmicas (ATD/ATG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia por infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman. Determinou-se a área superficial, pelo método BET, e a granulometria, por dispersão de laser. A estrutura da zircônia sintetizada se mostrou amorfa para tratamentos térmicos até 400°C. As análises térmicas apresentaram curvas muito semelhantes: ~40 e ~200ºC, considerável perda de massa pela desidratação, e um pico endotérmico devido à liberação de voláteis. A 450ºC observou-se um pico exotérmico e perda de massa devido à condensação. Um novo pico exotérmico sem perda de massa foi atribuído à transformação t®m, confirmada por DRX, seguida de queda na curva ATD devido supostamente à sinterização das partículas. A perda de água e a presença da ligação zircônio e oxigênio (Zr–O) foram confirmadas por FTIR. Com o aumento da temperatura de tratamento térmico, as bandas relacionadas à perda de água diminuíram e desapareceram, sugerindo a reação de condensação Zr(OH)4 ® ZrO2 + 2H2O. O tamanho de cristalito, estimado por TEM e DRX (método single-line) variou significativamente de acordo com o meio reacional empregado e tratamento térmico. Em meio acético, a 400 e 500°C, foram obtidos cristalitos na fase tetragonal, de 7,6 a 11,6 nm, respectivamente. Em meio nítrico, nas mesmas temperaturas, foi obtida a fase monoclínica, com cristalitos de 28 a 31 nm. A faixa de maior freqüência para os tamanhos de cristalito foi entre 35,1 e 40 nm, para todas as condições investigadas. Os resultados de área superficial específica mostraram que dependendo do meio ocorreram variações de 74 a 126 m2 g-1 e a curva de distribuição de diâmetro de poros mostrou que os pós devem apresentar mesoporos menores que 4 nm. Estas características potencializam os pós de ZrO2 sintetizados para aplicações tais como, na fabricação de membranas cerâmicas para processos de ultrafiltração. / In this study the synthesis of nanostructured zirconia via sol-gel was investigated, with the aim of relating the influence of the processing parameters with the type and size of the phases. Zirconium n-propoxide was used as the precursor and several parameters were investigated, such as pH (using HNO3, CH3COOH and NH4OH), solvent (ethanol and npropanol), synthesis temperature and thermal treatment time and temperature. The particle sizes and the polydispersion of colloidal dispersions were determined in situ using dynamic light scatting. In acetic medium, most of the population was found to be below 100 nm. With the introduction of NaCl, the maximum particle size reached 71 nm. For other reaction media (HNO3 and without acid or base), the largest particle size was in the order of micrometers. After evaporation of the solvent, the powders were thermally treated at distinct temperatures up to 800°C for up to 12 h, and then characterized by X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TDA/TGA), scanning electronic microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy. The surface area was determined by the BET method, and the granulometry, by laser dispersion. The structure of the zirconia synthesized was shown to be amorphous for thermal treatments up to 400°C.The thermal analysis showed very similar curves: ~40 and ~200ºC, considerable mass loss by dehydration and an endothermic peak due to the release of volatiles. At 450ºC, an exothermic peak and mass loss by condensation reaction were observed. A new exothermic peak without mass loss was attributed to the t®m transformation, confirmed by XRD, followed by a drop in the DTA curve presumably due to sinterization of the particles. The water loss and the presence of a zirconium-oxygen bond (Zr–O) were confirmed by FTIR. With the increase in the thermal treatment temperature, the bands relating to water loss decreased and disappeared, suggesting the condensation reaction Zr(OH)4® ZrO2 + 2H2O. The crystalline size, estimated by TEM and XRD (singleline method) varied significantly according to the reaction medium and thermal treatment employed. In acetic medium, at 400 and 500°C, crystallites in the tetragonal phase of 7.6 to 11.6 nm were obtained, respectively. In nitric acid medium, at the same temperatures, the monoclinic phase was obtained, with crystallites of 28 to 31 nm. The greatest frequency range for the crystallite size was between 35.1 and 40 nm, for all of the conditions investigated. The results of specific surface area varied between 74 to 126 m2 g-1. The curve of distribution of pores in diameter showed that the powders should submit mesoporos smaller than 4 nm. These features indicate that the sintetized zirconia powders can be potentially used to obtain ceramic membranes for ultrafiltration processes.

A falha coesiva na porcelana de revestimento de próteses com infraestruturas de policristais de zircônia tetragonal estabilizada por ítrio (PZT-Y) tem causado elevadas taxas clínicas de fracassos. No presente estudo avaliou-se a confiabilidade e modos de fratura de próteses fixas implanto-suportadas confeccionadas em uma liga de Paládio-Prata (PdAg) e em PZT-Y, submetidas à fadiga acelerada progressiva. Embebeu-se análogos de implantes em uma resina acrílica. Infra-estruturas em PZT-Y e PdAg (n = 21/ grupo) foram fabricadas, revestidas com porcelana, cimentadas e submetidas a uma carga estática (n = 3/ grupo) para obtenção dos valores de resistência à fratura. Em seguida, 18 espécimes de cada grupo foram distribuídos ao longo de 3 perfis de estresse progressivo e submetidos à fadiga em água com a carga aplicada na cúspide vestibular do pôntico. Encontrou-se no grupo PdAg um modo de fratura incluindo trincas flexurais na área do conector competindo com a falha coesiva da porcelana, enquanto que as próteses em PZT-Y apresentaram falha coesiva na porcelana de revestimento. O cálculo da confiabilidade (Alta Pro, ReliaSoft, intervalo de confiança de 90 %, bilateral) revelou a ausência de diferença significativa para a finalização de uma missão de 50.000 ciclos a 300 N entre as próteses em PdAg e PZT-Y. Contudo, a confiabilidade reduziu significativamente para o grupo PZT-Y na finalização de uma missão de 100.000 ciclos a 300 N enquanto que permaneceu a mesma para o grupo PdAg. Concluiu-se que para uma missão de 100.000 ciclos a 300 N a confiabilidade é mais alta para a prótese metalocerâmica quando comparada à em PZT-Y. Os modos de fratura diferiram entre os grupos. / Statement of problem: chipping within veneering porcelain has resulted in high clinical failure rates for implant-supported zirconia (Y-TZP) bridges. This study evaluated the reliability and failure modes of mouth-motion step-stress fatigued implant-supported Y-TZP versus Palladium-Silver alloy (PdAg) three-unit bridges. Methods: Implant-abutment replicas were embedded in polymethylmethacrylate resin. Y-TZP and PdAg frameworks, of similar design (n=21 each), were fabricated, veneered, cemented (n=3 each), and Hertzian contact tested to obtain ultimate failure load. In each framework group eighteen specimens were distributed across 3 step-stress profiles and mouth-motion cyclically loaded according to the profile on the lingual slope of the buccal cusp of the pontic. Results: PdAg failures included competing flexural cracking at abutment and/or connector area and chipping, whereas Y-TZP presented predominantly cohesive failure within veneering porcelain. Including all failure modes, the reliability (2-sided at 90% confidence intervals) for a mission of 50,000 and 100,000 cycles at 300 N load was determined (Alta Pro, Reliasoft). No difference in reliability was observed between groups for a mission of 50,000. Reliability remained unchanged for a mission of 100,000 for PdAg, but significantly decreased for Y-TZP. Conclusion: Higher reliability was found for PdAg for a mission of 100,000 cycles at 300N. Failure modes differed between materials.

O processo estudado utilizou tubos cerâmicos porosos fabricados predominantemente com alumina e produzidos pela técnica da colagem de barbotina e sinterizados a temperaturas próximas a 1450 graus Celsius, para seleção de uma temperatura. O meio micro poroso foi caracterizado pela técnica de porosimetria por intrusão de mercúrio, apresentando tamanho médio de poro de 0,5 'mü'm. Os tubos foram submetidos à impregnação com solução de citrato de zircônio (precursor) por capilaridade. Posteriormente, os tubos foram calcinados e tratados termicamente até 600 e 900 graus Celsius, com o objetivo de eliminar componentes orgânicos voláteis e transformar o precursor no óxido metálico. A impregnação foi realizada em diferentes proporções e os tubos microporosos foram testados na bancada de micro-filtração, onde foram variados parâmetros fluidodinâmicos do processo (Reynolds e pressão transmembrana) e analisada as propriedades físico-químicas do volume de permeado, através de medidas da concentração de carbono orgânico total (TOC), condutividade elétrica, pH e a caracterização da mistura (concentrado) através de microscopia óptica. O meio micro poroso impregnado foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura (MEV), para analisar a morfologia do material impregnado e sua composição qualitativa. Os resultados do fluxo de permeado foram analisados e observou-se que os melhores resultados quanto ao fluxo transmembrana foram obtidos para o tubo impregnado a 900 graus Celsius. O tubo impregnado a 600 graus Celsius apresentou melhor desempenho relativo à desemulsificação, por apresentar menores valores de TOC. Em relação ao processo de transferência de massa, o tubo impregnado 900 graus Celsius obteve maiores valores de Sherwood, portanto a temperatura após impregnação influenciou no transporte de massa durante o processo de separação. A retenção da fase óleo analisada através de medidas de TOC foi de até 99%. / The studied process used porous ceramic tubes manufactured predominantly with alumina and produced by the technique of the collage with barbotina and sintered to close temperatures for 1450 Celsius degrees, for selection of a temperature. The microporous enviroment was characterized by mercury porosimetry, presenting medium size of pore of 0,5 'mü'm. The tubes were submitted to the impregnation with solution of citrate of zirconium (precursory) by capillarity. Later on, the tubes were burned and thermally treated up to 600 and 900 Celsius degrees, with the objective of to eliminate volatile organic components and to transform the precursory in the metallic oxide. The impregnation was accomplished in different proportions and the microporous tubes were tested in apparatus of microfiltration process, where were varied fluid dynamics parameters of the process (Reynolds and transmembrane pressure) and analyzed the physical-chemical properties of the volume of permeated, through measures of the concentration of total organic carbon (TOC), electric conductivity, pH and the characterization of the mixture (concentrated) through optical microscopy. The enviroment impregnated microporous was characterized by scanning eletronic microscopy (SEM), to analyze the morphology of the impregnated material and its qualitative composition. The results of the flow of having permeated were analyzed and it was observed that the best results with relationship to the transmembrane flux were obtained for the tube impregnated for 900 Celsius degrees. The tube impregnated for 600 Celsius degrees presented better relative acting to the demulsifying, for presenting smaller values of TOC. In relation to the process of mass transfer, the impregnated tube 900 Celsius degrees obtained larger values of Sherwood, therefore the temperature after impregnation influenced in the mass transport during the separation process. The retention of the phase oil analyzed through measures of TOC was of up to 99%.