Most metals and alloys in the presence of oxygen and moisture will instantaneously react and form a thin (2-5 nm) surface oxide layer. For further reaction to occur, oxygen ions and/or metal cations often diffuse through the already formed oxide layer. The corrosion resistance of a metal in aggressive environments at high temperatures depends on the properties of the surface oxide scale. Zirconium-based alloys represent the main structural materials used in water-cooled nuclear reactors. For these materials, the formation of a thin, adherent oxide scale with long-term stability in high temperature water/steam under irradiation conditions, is crucial. In this thesis, the transport of oxygen and hydrogen through Zr-based oxide scales at relevant temperatures for the nuclear industry is investigated using isotopic gas mixtures and isotope-monitoring techniques such as Gas Phase Analysis and Secondary Ion Mass Spectrometry. Porosity development in the oxide scales generates easy diffusion pathways for molecules across the oxide layer during oxidation. A considerable contribution of molecular oxygen to total oxygen transport in zirconia has been observed at temperatures up to 800°C. A novel method for evaluation of the gas diffusion, gas concentration and effective pore size of oxide scales is presented in this thesis. Effective pore sizes in the nanometer range were found for pretransition oxides on Zircaloy-2. A mechanism for densification of oxide scales by obtaining a better balance between inward oxygen and outward metal transport is suggested. Outward Zr transport can be influenced by the presence of hydrogen in the oxide and/or metal substrate. Inward oxygen transport can be promoted by oxygen dissociating elements such as Fe-containing second phase particles. The results suggest furthermore that a proper choice of the second-phase particles composition and size distribution can lead to the formation of dense oxides, which are characterized by low oxygen and hydrogen uptake rates during oxidation. Hydrogen uptake in Zr-based materials during oxidation in high temperature water/steam can generate degradation due to the formation of brittle hydrides in the metal substrate. A promising method for the suppression of hydrogen uptake has been developed and is presented in this thesis. / QC 20100629

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:56:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1306209 bytes, checksum: 7375d4165c06e1945051f54d5a0010de (MD5) Previous issue date: 2014-12-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Purpose: This study evaluated the influence of air-particle-abrasion and different solutions application on the shear bond strength of resin cement to zirconia ceramic (Y-TZP). Materials and method: Sintered zirconia blocks (N=180) (Lava, 3M ESPE), with final dimensions of 5.25 x 3.74 x 4.5 mm, were embedded in acrylic resin, polished and randomly distributed among 18 groups (n=10), according to the factors: "solution (8 levels) and air-particle-abrasion" (2 levels): Ctr (control without treatment), AP- Alloy Primer/Kuraray, MP- Monobond Plus/Ivoclar, MZP- Metal Zircônia Primer/Ivoclar, MZ- MZ Primer/Angelus, ReX- Relyx Ceramic Primer/3M ESPE, Sg- Signum Zirconia Bond/Kulzer, SbU- Scotchbond Universal/3M ESPE and ZP- Z Prime Plus/Bisco. The same solutions were also used after zirconia sandblasting: Ctr.S, AP.S, MP.S, MZ.S, ReX.S, Sg.S, SbU.S and ZP.S (*.S = sandblasting). Prior sandblasting, the zirconia/acrylic resin assemblents were ultrasonic cleaned for 5min (Vitasonic, Germany). The .S groups were air abraised with Al2O3 particles (110μm, 2.5 bar, 20s at 10mm), with an assistance of a chairside air-abrasion device (Bioart, Brazil) and another ultrasonic cleaned was performed. After dry the solutions were applied according to the manufactors´ recommendations. The resin cement (Rely X ARC, 3M ESPE) cylinders were bonded and polymerized to zirconia surface, with the aid of a silicone mold (Ø = 3.5, height = 3 mm). All samples were stored in distilled water (60 days at 370 C), and after were subjected to shear test (1 mm/min). Data were analyzed by ANOVA (e-way) and Tukey test (α=5%). Results: Air-particle abrasion (p=0.0001) and solution (p=0.0001) factors significantly affected the bond strength (ANOVA) All samples of the groups Ctr, Ctr.S, ReX, MZ.S and MZP, MZP.S showed premature failure (debonding). Thus, they were not included in the statistical analysis. In addition, air-abrasion increased the bond strength (With: 110.78A MPa; Without: 70.92B MPa) and the solution SbU (142.91a MPa) promoted higher adhesion between ceramic/resin cement than MP (100.15bc MPa), AP (90.03c MPa), ReX (34.03d MPa) and MZ (23.66d MPa), and was similar to Sg (131.78ab MPa) and ZP (113.37bc MPa) (Tukey). Conclusion: Air-abrasion with 110 μm Al2O3 followed by solutions application increased the bond strength to zirconia, except for SbU, that presented the highest value of bond strength. / Objetivo: Este estudo avaliou a influência do jateamento com partículas de O2Al3 e de diferentes soluções na resistência ao cisalhamento entre um cimento resinoso e à cerâmica de zircônia (Y-TZP). Materiais e método: Blocos de zircônia sinterizados (N = 180) (Lava, 3M ESPE), com dimensões finais de 5,25 x 3,74 x 4,5 mm foram incluídos em resina acrílica, polidos e aleatoriamente distribuídos em 18 grupos (n = 10), de acordo com os fatores: "solução" (8 níveis) e "jateamento" (2 níveis): Ctr (controle sem tratamento), AP- Alloy Primer/Kuraray, MP- Monobond Plus/Ivoclar, MZP- Metal zircônia Primer/Ivoclar, MZ- MZ Primer/Angelus, Rex- Relyx Primer para Cerâmica/3M ESPE, Sg- Signum Zircônia Bond/Kulzer, SbU- Scotchbond Adesivo Universal/3M ESPE e ZP- Z Prime Plus/Bisco. As mesmas soluções também foram utilizadas após o jateamento da zircônia: Ctr.S, AP.S, MP.S, MZ.S, ReX.S, Sg.S, SbU.S e ZP.S(* S = jateamento). Anteriormente ao Jateamento os bloco de zircônia foram submetidos à limpeza em ultrassom por 5min (Vitasonic, Alemanha). Os grupos ".S" foram jateados com Al2O3 (110μm, 2,5 bar, 20s à 10 mm), com o auxílio de um microjateador (Bioarte, Brasil) e outra limpeza ultrassônica foi realizada. Depois de secos, as soluções foram aplicadas de acordo com as recomendações dos fabricantes. Cilindros do cimento resinoso (Rely X ARC, 3M ESPE) foram colados e polimerizados na superfície da zircônia com auxílio de um molde de silicone (Ø = 3,5, altura= 3 mm). Todas as amostras foram armazenadas em água destilada (60 dias a 370 C), e depois submetidas ao teste de cisalhamento (1mm/min). Os dados foram analisados pela análise de variância (dois- fatores) e teste de Tukey (α=5%). Resultados: "Os fatores jateamento com O2Al3" (p = 0,0001) e "solução" (p=0,0001) afetou significativamente a resistência de união (ANOVA). Todas as amostras dos grupos Ctr, Ctr.S, Rex, MZ.S e MZP, MZP.S mostraram uma falha prematura (descolamento). Assim, não foram incluídos na análise estatística. Além disso, o jateamento aumentou a resistência de união (com: 110.78A MPa; sem: 70.92B MPa) e a solução SbU (142.91a MPa) promoveu maior adesão entre cimento resinoso/cerâmica. O MP (100.15bc MPa), AP (90.03c MPa), ReX (34.03d MPa) e MZ (23.66d MPa), e foi semelhante ao Sg (131.78ab MPa) e ZP (113.37bc MPa) (Tukey). Conclusão: Jateamento com O2Al3 seguido pela aplicação de soluções aumentou a resistência de união à zircônia, com exceção do SbU, que apresentou o maior valor de resistência de união

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JacianeMC_DISSERT.pdf: 3460773 bytes, checksum: d19c1cd7ea69109eb74a87fddcc67376 (MD5) Previous issue date: 2014-07-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Metal-Ceramic (M/C) Zirconia-stainless steel interfaces have been processed through brazing techniques due to the excellent combination of properties such as high temperature stability, high corrosion resistance and good mechanical properties. However, some M/C interfaces show some defects, like porosity and cracks results in the degradation of the interfaces, leading even to its total rupture. Most of time, those defects are associated with an improper brazing parameters selection to the M/C system. In this work, ZrO2 Y-TZP and ZrO2 Mg - PSZ were joint with the stainless steel grade 304 by brazing using a eutectic silver-copper (Ag28Cu) interlayer alloy with different thermal cycles. Ceramic surfaces were previous mechanically metallized with titanium to improve adhesion of the system. The effect of temperature on the M/C interface was studied. SEM-EDS and 3 point flexural bend test were performed to evaluate morphology, chemical composition and mechanical resistance of the M/C interfaces. Lower thermal cycle temperatures produced better results of mechanical resistance, and more regular/ homogeneous reaction layers between braze alloy and metal-ceramic surfaces. Also was proved the AgCu braze alloy activation in situ by titanium / Interfaces metal/cer?mica zirc?nia/a?o inox processadas via brasagem v?m sendo utilizadas devido a sua combina??o de propriedades tais como: estabilidade em altas temperaturas, elevada resist?ncia ? corros?o e boas propriedades mec?nicas. Contudo, alguns pares apresentam problemas a n?vel da interface, como trincas, fissuras e porosidades, contribuindo assim para a deteriora??o do par metal/cer?mica, podendo at? conduzir ? ruptura total da interface. Esses defeitos na interface podem estar associados a uma sele??o menos criteriosa dos par?metros de brasagem para cada sistema. No presente trabalho utilizou-se a uni?o entre zirc?nia (Y-TZP e Mg PSZ) com a?o inox 304. Essas jun??es foram metalizadas mecanicamente com Ti e brasadas em diferentes ciclos t?rmicos utilizando liga de adi??o Ag-Cu. Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) com microan?lise por espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e teste de flex?o em 3 pontos foram empregadas para investigar as propriedades da uni?o zirc?nia/a?o. Os resultados revelaram que para menores temperaturas de brasagem houve uma melhor resist?ncia a flex?o e camadas de rea??o mais homog?neas entre a liga de adi??o e os pares metal/cer?mica. Ficou tamb?m comprovado a ativa??o in situ da liga de adi??o AgCu

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 YankelBFS_TESE.pdf: 4090438 bytes, checksum: fb7a52b044d1b89e50309a0eea67270d (MD5) Previous issue date: 2014-03-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / At present, the material of choice for performing aesthetic dental prosthetic work is in the ceramic. Among them, the ceramic base of stabilized zirconia with 3% yttria (3Y - TZP) stand out for having excellent physical and mechanical properties. During the machining of blocks of zirconia in the laboratory to prepare the various types of prostheses, much of the material is given off in the form of powder, which is subsequently discarded. The waste of this material results in financial loss, reflecting higher final cost treatment for patients, as well as damage to the environment, thanks to the processes involved in the manufacture and disposal of the ceramic. This research, pioneered the recycling of zirconium oxide powder obtained during milling of dental crowns and bridges, we highlight the social and environmental aspects and aims to establish a protocol for the reuse of waste (powder of zirconia Zirkonzahn? system) discarded to obtain a new block of compacted zirconia to maintain the same mechanical and microstructural properties of commercial high-cost imported material. To compare with the commercial material, samples were uniaxially (20 MPa) and isostatically (100 MPa), and its mechanical and microstructural characterization was performed through tests of density, porosity, dilatometry, X-ray diffraction (XRD), hardness, fracture toughness, resistance to fracture electron microscopy (SEM) and analysis of grain size. The results observed in the samples were isostatically pressed similiares those obtained with samples from the commercial material demonstrating the viability of the process / Na atualidade, o material de escolha para execu??o de trabalhos prot?ticos est?ticos em odontologia ? o cer?mico. Dentre eles, as cer?micas a base de zirc?nia estabilizada com 3% de ?tria (3Y-TZP) se destacam por apresentarem excelentes propriedades f?sicas e mec?nicas. Durante a usinagem dos blocos de zirc?nia em laborat?rio para preparo dos diversos tipos de pr?tese, grande parte do material ? desprendida na forma de p?, que posteriormente ? descartado. O desperd?cio deste material resulta em preju?zo financeiro, refletindo em elevado custo final no tratamento para os pacientes, al?m de preju?zo para o meio ambiente, devido aos processos envolvidos na fabrica??o e descarte da cer?mica. Esta pesquisa, pioneira na reciclagem do p? de ?xido de zirc?nia obtido durante a fresagem de coroas e pontes dent?rias, destaca-se nos aspectos social e ambiental e tem como objetivo, estabelecer um protocolo de reaproveitamento de res?duos (p? de zirc?nia do sistema Zirkonzahn?) descartados para a obten??o de um novo bloco de zirc?nia compactado que mantenha as mesmas propriedades mec?nicas e microestruturais do material comercial importado de alto custo. Para comparar com o material comercial, as amostras foram prensadas uniaxialmente (20 MPa) e isostaticamente (100 MPa), e sua caracteriza??o mec?nica e microestrutural foi realizada atrav?s dos ensaios de densidade, porosidade aparente, dilatometria, difra??o de raios X (DRX), microdureza, tenacidade a fratura, resist?ncia a fratura, microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e an?lise de tamanho de gr?o. Os resultados constatados nas amostras prensadas isostaticamente foram similiares ?queles obtidos com as amostras do material comercial demostrando a viabilidade do processo

Nanokristalle werden beispielsweise für eine Anwendung in Solarzellen, Lichtemittern und nichtflüchtigen Datenspeichern diskutiert. Damit diese Anwendungen funktionieren können, ist eine genaue Kontrolle der Kristallitgröße sowie der Flächendichte und Lage der Kristallite in der Matrix wichtig. Zudem sollte die Matrix amorph sein, da amorphe Matrixmaterialien die Nanokristall-Oberfläche besser passivieren und beständiger gegen Leckströme sind. In dieser Arbeit werden Ge-Nanokristalle in die Hoch-Epsilon-Dielektrika ZrO2 und TaZrOx eingebettet. Im System Ge/ZrO2 kristallisieren die Ge-Cluster und die ZrO2-Matrix bei der gleichen Temperatur. Aufgrund der kristallinen Matrix weicht die Form der Ge-Nanokristalle von einer Kugel ab, worunter unter anderem die Größenkontrolle leidet. Die Beimischung von Ta2O5 stabilisiert die amorphe Phase des ZrO2 und verhindert dadurch die gemeinsame Kristallisation. Dadurch wird es im System Ge/TaZrOx möglich, kugelförmige Ge-Nanokristalle im Größenbereich von 3 nm bis 6 nm positionskontrolliert in eine amorphe Matrix einzubetten. Für die Untersuchung einer möglichen Anwendung des Materialsystems wurden Speicherzellen eines nichtflüchtigen Datenspeichers auf Basis von Ge-Nanokristallen hergestellt. Dabei zeigte sich, dass das System Ge/TaZrOx überdurchschnittlich viele Ladungen speichert und daher für diese Anwendung vielversprechend ist. Zudem stabilisiert die Beimischung von Ta2O5 eine extrem seltene orthorhombische Modifikation des ZrO2. Für ferroelektrische Datenspeicher könnte diese Phase eine aussichtsreiche Alternative zum HfO2 sein.

Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-04-22T14:23:07Z No. of bitstreams: 1 Amália Pereira.pdf: 2389201 bytes, checksum: f4319685be25041470efab01267b4643 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-22T14:23:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amália Pereira.pdf: 2389201 bytes, checksum: f4319685be25041470efab01267b4643 (MD5) Previous issue date: 2004 / Catalisadores baseados em óxidos sulfatados possuem diversas aplicações industriais, principalmente em reações que demandam sítios ácidos fortes. Visando a desenvolver métodos para obter óxidos ácidos, neste trabalho se estudou o efeito dos métodos de preparação nas propriedades dos óxidos de zircônio dopado com ferro.Os precursores foram preparados por método sol-gel a partir do nitrato de ferro e oxicloreto de zircônio à temperatura ambiente. Os sólidos secos foram impregnados com uma solução aquosa de ácido sulfúrico (0,25 e 0,5mol.L-1) e calcinados a 500 e 550°C. Foram preparadas amostras com razões molares Fe/Zr=0,2; 0,4 e 0,8, além dos óxidos puros de ferro e zircônio. Os sólidos foram caracterizados por análise química, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, difração de raios X, análise térmica (DTA e TG), medida da área superficial específica, redução termoprogramada, medidas de acidez (TPD de amônia) e espectroscopia fotoeletrônica de raios X.Observou-se a formação das fases tetragonal e monoclínica nas amostras à base de óxido de zircônio, enquanto a hematita foi encontrada nas amostras à base de óxido de ferro. Após a sulfatação dos sólidos, a fase monoclínica desapareceu enquanto a fase tetragonal foi estabilizada. Por outro lado, a hematita não foi afetada pelos íons sulfatos. A presença de ferro no óxido de zircônio também estabilizou a fase tetragonal, independente da presença de sulfato. Nas amostras com razão Fe/Zr=0,8, a hematita foi segregada, co-existindo com a fase tetragonal da zircônia. As áreas superficiais específicas dos sólidos aumentaram pela adição de ferro e foram afetadas pelos íons sulfato, mas nenhuma tendência regular foi observada em função das condições de preparação. O óxido de zircônio mostrou maior capacidade em aceitar e estabilizar íons sulfato na estrutura do que o óxido de ferro. O óxido de zircônio puro foi estável em condições redutoras na faixa de 25-1000°C, mas depois da sulfatação os sólidos perderam espécies sulfatos a 500°C. Os óxidos de ferro, entretanto sofreram redução próxima de 350°C independentemente da presença de íons sulfato. A zircônia pura foi mais ácida do que a hematita pura. A adição de ferro na zircônia não afetou significativamente o número de sítios ácidos, exceto no caso da amostra Fe/Zr(molar)=0,2 calcinada 500°C e tratada com solução 0,25mol.L-1 de ácido sulfúrico. Em geral, os sólidos mais ácidos foram produzidos usando-se estas condições. A zircônia sulfatado possui somente sítios ácidos fortes. Entretanto, a adição de ferro gerou sítios de acidez moderada e este efeito aumentou com a quantidade de ferro nos sólidos. O óxido de ferro produziu sítios de diferentes forças ácidas. A composição superficial também variou com a natureza do sólido e com o método de preparação. Os teores de ferro e enxofre foram mais baixos na superfície do que no volume. Observou-se também que o teor de ferro na superfície dos sólidos diminuiu devido à sulfatação. Entretanto, os sólidos com teores mais elevados de ferro foram capazes de reter mais enxofre na superfície. A melhor condição para se obter sólido ácidos à base de zircônio é preparar preparado pela impregnação do hidróxido de zircônio dopado com ferro (Fe/Zr=0,2), tratado com solução 0,25mol.L-1 de ácido sulfúrico seguido da calcinação a 500°C. Este material possui elevada área superficial (223m2/g), sendo promissor para aplicações catalíticas. / Salvador

Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-04-23T11:48:39Z No. of bitstreams: 5 Guilhermo Berrocal 5.pdf: 441982 bytes, checksum: ed6d9be182498c6b4db2d0c4a32f7ac8 (MD5) Guilhermo Berrocal 4.pdf: 1385591 bytes, checksum: c4e7c73fa8dc1eec5a3eb4d438068c56 (MD5) Guilhermo Berrocal 3.pdf: 1956923 bytes, checksum: f8dc8503637b206d198b9966a177a091 (MD5) Guilhermo Berrocal 2.pdf: 289780 bytes, checksum: 3fc530194e3c8918ac11f9c2ccdabc15 (MD5) Guilhermo Berrocal 1.pdf: 340675 bytes, checksum: 7e5ee755b290eae4c9ff083197916037 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-23T11:48:39Z (GMT). No. of bitstreams: 5 Guilhermo Berrocal 5.pdf: 441982 bytes, checksum: ed6d9be182498c6b4db2d0c4a32f7ac8 (MD5) Guilhermo Berrocal 4.pdf: 1385591 bytes, checksum: c4e7c73fa8dc1eec5a3eb4d438068c56 (MD5) Guilhermo Berrocal 3.pdf: 1956923 bytes, checksum: f8dc8503637b206d198b9966a177a091 (MD5) Guilhermo Berrocal 2.pdf: 289780 bytes, checksum: 3fc530194e3c8918ac11f9c2ccdabc15 (MD5) Guilhermo Berrocal 1.pdf: 340675 bytes, checksum: 7e5ee755b290eae4c9ff083197916037 (MD5) Previous issue date: 2005 / Níquel suportado em alumina tem sido extensivamente usado para catalisar a reforma a vapor do metano, devido ao seu baixo custo, quando comparado a outros catalisadores, à base de metais nobres. Entretanto, ele não é estável durante a reação principalmente devido à transição de fase e à sinterização do suporte. Isto requer o desenvolvimento de novos catalisadores. Uma opção atrativa seria usar suportes baseados em zircônia, que possui diversas vantagens, tais como estabilidade térmica, dureza e propriedades anfotériças, mas esse sólido possui baixa área superficial específica, quando comparado a suportes catalíticos convencionais. Uma provável solução para esse problema é combinar as propriedades da alumina e da zircônia. Com este objetivo foi estudada, neste trabalho, a preparação e caracterização de catalisadores de níquel suportado em zircônia e alumina. Os suportes foram preparados por métodos de precipitação à temperatura ambiente, a partir de soluções aquosas de oxicloreto de zircônio e de nitrato de alumínio, seguido de calcinação a 500 oC. Foram obtidos sólidos com razões molares Zr/Al (molar) = 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,2 e 0.1, além de alumina e zircônia puras. Os catalisadores foram preparados por métodos de impregnação de soluções de nitrato de níquel, seguido de calcinação a 500 oC. As amostras foram caracterizadas por energia dispersiva de raios X, termogravimetria, análise térmica diferencial, espectroscopia no infravermelho, com transformadas de Fourier, difração de raios X, redução termoprogramada, medidas de área superficial específica e porosidade e espectroscopia fotoeletrônica de raios X. O efeito da temperatura sobre a cristalização dos suportes foi estudada "in situ" por difração de raios X, usando uma câmara de aquecimento. Observou-se a presença das fases tetragonal e monoclínica na zircônia pura e g-Al2O3 na alumina pura. A adição de pequenas quantidades de alumínio estabilizou a fase tetragonal da zircônia, enquanto quantidades mais elevadas de alumínio levaram à produção de sólidos mal cristalizados. As amostras ricas em alumínio (Zr/Al= 0,1; 0,2 e 0,5) também produziram g-Al2O3. A altas temperaturas, os sólidos mal cristalizados formaram aluminato de níquel. A área superficial específica aumentou com a adição de alumínio, o que foi atribuído à presença desse metal na superfície do sólido, onde ele atua como espaçador. A amostra pobre em alumínio (Zr/Al= 0,1) mostrou a área superficial específica mais elevada. Entretanto, a área superficial específica decresceu devido à adição de níquel, provavelmente devido ao bloqueio de alguns poros por esse metal. As amostras apresentaram poros com diferentes formas e tamanhos e produziram isotermas dos Tipos II e III com "loops" de histerese, típicas de materiais mesoporosos. A adição de alumínio também afetou a redução de níquel, tornando esse processo mais difícil; este efeito aumentou com a quantidade de níquel nos sólidos. Entre as amostras à base de alumínio e zircônio, o sólido com quantidades iguais desses metais (Zr/Al (molar)= 1) apresentou o teor mais elevado de níquel na superfície. Ele apresenta área superficial específica elevada e pode ser facilmente reduzido, permitindo a formação da fase ativa do catalisador, na reforma a vapor do metano. Portanto, esse sólido é o catalisador mais promissor para essa reação. / Salvador

Carbon nanotubes (CNTs) were successfully grown on the surface of carbon fibre reinforcements in carbon fibre architecture through in-situ catalytic chemical vapour deposition (CCVD). Success was also implemented on powders of oxides and non-oxides, including Y-TZP powder, ball milled alumina powder, alumina grits, silicon carbide powder. Preliminary results have been achieved to demonstrate the feasibility of making ceramic composites consisting of CNTs reinforcements.

O interesse em materiais com gradiente funcional (MGF) tem crescido nos últimos anos devido à possibilidade de se obter peças com variação de propriedades ao longo de uma ou mais dimensões, gerando desempenho ótimo dependendo da solicitação imposta ao material. Por outro lado, a sinterização em dois estágios, consiste em aquecer a peça conformada até que esta apresente densidade relativa entre 75% e 92% da densidade teórica, e, em seguida, submetê-la a um resfriamento rápido até uma temperatura inferior, onde deve permanecer por um período até o fim da densificação. Desta maneira, é possível obter peças densas, com tamanho médio de grãos inferior ao obtido via sinterização convencional, melhorando suas propriedades mecânicas. Neste trabalho, foram caracterizados, por dilatometria, compósitos alumina-zircônia parcialmente estabilizada com ítria (3Y-ZrO2), com teor de ZrO2 variando de 0 a 30% massa/massa. Após compatibilização do comportamento destes compósitos durante a sinterização e determinação da temperatura de pico do processo de sinterização em dois estágios (TSS), foram montadas peças com gradiente de composição. Estas peças foram sinterizadas em dois estágios, com temperatura de pico de 1450°C e temperatura de patamar de 1350°C por 8 horas. A microestrutura foi avaliada com o uso de microscópio eletrônico de varredura e realizou-se a caracterização mecânica por ensaios de dureza, tenacidade à indentação, a fim de se fazer um estudo comparativo dos resultados obtidos para as peças sinterizadas em dois estágios com os das peças com gradiente funcional densificadas via sinterização convencional a 1500°C. A co-prensagem, seguida da técnica de sinterização em dois estágios utilizada para obtenção de peças com gradiente funcional, foi eficiente em produzir peças com densidade aparente relativa de 98,1% DT, valores de tenacidade a indentação variando entre 4,3 MPa.m1/2 a 9,8 MPa.m1/2 e valores de dureza entre 17,5 GPa a 18,4 GPa. / The interest for functionally graded materials (FGM) has grown up during last 2 decades owing to the possibility of developing pieces and devices with a gradual properties variation along one or more dimensions, which allows an optimum performance as a function of imposed solicitation. On the other hand, two stage sintering is a relative new sintering technique, where the shaped pieces are heated up to a relative density of 75-92% t.d., followed by a fast cooling step, up to an inferior temperature, where the piece in maintained up to the end of dense structures, whit finer microstructures, responsible for better mechanical properties. In this work, we characterized alumina-ytria-stabilized zirconia composites, with different amounts of 3Y-ZrO2, by dilatometry. After fitting thermal behavior of the distinct composites during sintering and determining temperature of maximum densification rate, co-pressed FGMs were constructed. Then pieces were sintered by pressureless traditional technique and two stage sintering, with a peak temperature of 1450°C and soaking temperature of 1350°C x 8 hours. Microstructure was studied by SEM and mechanical properties: microhardness and indentation toughness, in order to compare pressureless sintered FGMs at 1500°C and two stage sintered FGMs.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present thesis was structured in two scientific articles that investigated the adhesion of zirconium oxide ceramic crowns. The first article aimed to evaluate different methods for silica deposition at the inner surface of Y-TZP crowns by means of a retention test. A hundred simplified full-crown preparations obtained from fiber-reinforced polymer were scanned and 100 zirconium oxide crowns with occlusal retention were machined. The preparation/crown assemblies were randomly divided in 5 groups according to the inner surface treatment: TBS – tribochemical silica coating with silica-coated alumina particles (30 μm); GHF1 – application of a thin glaze layer + hydrofluoric acid for 1 min; GHF5 – glaze application + hydrofluoric acid for 5 min; GHF15 – glaze application + hydrofluoric acid for 15 min; and Nano – silica nanofilm deposition (5 nm) via magnetron sputtering. All groups received silane coupling agent application. The preparations surfaces were etched with 10% hydrofluoric acid for 30 s and silanized. Crowns were cemented with resin cement, thermocycled (12.000 cycles; 5 / 55 °C), stored for 60 days and submitted to retention test (0.5 mm/min until failure). Retention data (MPa) were statistically analyzed by one way– ANOVA and Tukey test, as well as Weibull analysis. Failures were classified as 50C (above 50% of cement in the crown) and 50S (above 50% of cement on the substrate). TBS (5.6 ± 1.7 MPa) and Nano (5.5 ± 1 MPa) groups showed higher retention values than the other groups (p<0.0001), as well as higher characteristic strength (6.18 e 5.91, respectively). There was no difference for Weibull modulus, except for GHF1 group, which showed statistically inferior value. TBS and GHF15 presented, respectively, 60% and 70% of the failures classified as 50C, while the other groups had 50S as most part of the failures. Air-abrasion with silica-coated alumina particles and silica nanofilm deposition on the inner surface of Y-TZP crowns generated higher retention values. The second article evaluated the retention of zirconia crowns cemented to aged composite cores and prepared with burs of different grit sizes. Sixty simplified full-crown preparations were fabricated with composite resin and scanned. Sixty zirconium oxide crowns with occlusal retention were machined. The composite resin cores were stored for 120 days in humid environment at 37 °C and randomly divided in 3 groups (n=20) according to the finishing of the composite resin core: CTRL (control) – no treatment; EFB – extra-fine diamond bur (25 μm); and CB – coarse diamond bur (107 μm). Superficial grinding was performed with an adapted surveyor to standardize speed and pressure. The inner surfaces of the crowns were air-abraded with silica-coated alumina particles (30 μm) and a silane coupling agent was applied. Crowns were cemented with a self-adhesive resin cement (RelyX U200). Then, the assemblies core/crown were thermocycled (12.000 cycles; 5/55°C), stored for 120 days and submitted to retention test (0.5 mm/min until failure). Tesile date (MPa were analyzed by one way- ANOVA and Tukey test (p≤0,05), as well as Weibull analysis. Failures were classified as 50C (above 50% of cement adhered in the crown), 50S (above 50% of cement adhered on the resin substrate) and COE (cohesive failure of the core). No statistical difference was observed for the retention values (p=0.975), but the control group (CTRL) showed higher Weibull modulus. The predominant failure mode was 50S. The occurrence of cohesive failures was higher on the control group. Retention of the zirconium oxide crowns was not affected by the core roughness. It was concluded that air-abrasion followed by silane application and silica nanofilms deposition improve the retention of zircônia crowns, as well as finishing of resin cores with diamond burs does not influence the retention of zirconia crowns. / A presente tese foi estruturada em dois artigos científicos que investigaram a adesão de coroas de cerâmicas à base de óxido de zircônio. O primeiro artigo objetivou avaliar diferentes métodos de deposição de sílica na superfície interna de coroas de Y-TZP por meio de teste de retenção. Para isso, 100 preparos simplificados para coroa total produzidos a partir de polímeros reforçados por fibras com foram escaneados e 100 coroas em óxido de zircônio com retenções oclusais foram usinadas. Os conjuntos preparo/coroa foram divididos de forma randômica em 5 grupos (n=20) de acordo com o tratamento da superfície interna: TBS- jateamento com partícula de alumina revestida por sílica (30 μm); GHF1- aplicação de fina camada de glaze + ácido fluorídrico por 1 min; GHF5- aplicação de glaze + ácido fluorídrico por 5 min; GHF15- aplicação de glaze + ácido fluorídrico por 15 min; e Nano- deposição de nanofilme de sílica (5 nm) via desbastamento iônico. Todos os grupos receberam aplicação de um agente de união silano. As superfícies dos preparos foram condicionadas com ácido fluorídrico 10% por 30 s e silanizadas. As coroas foram cimentadas com um cimento resinoso, termocicladas (12.000 ciclos; 5 / 55 °C), armazenadas por 60 dias e submetidas ao teste de retenção (0.5 mm/min até a falha). Os dados de retenção (MPa) foram analisados estatisticamente utilizando-se ANOVA- um fator e teste de Tukey (p≤0,05), além da análise de Weibull. As falhas foram classificadas em 50C (acima de 50% do cimento aderido na coroa) e 50S (acima de 50% de cimento no substrato). Os grupos TBS (5.6 ± 1.7 MPa) e Nano (5.5 ± 1 MPa) apresentaram maiores valores de retenção do que os demais grupos (p<0.0001), assim como maiores valores de resistência característica (6.18 e 5.91, respectivamente). Não houve diferença no módulo de Weibull exceto para o grupo GHF1, que apresentou valor estatisticamente inferior. Os grupos TBS e GHF15 apresentaram, respectivamente, 60 e 70% de suas falhas classificadas como 50C, enquanto os outros grupos apresentaram a maior parte das falhas 50S. O jateamento com partículas de alumina revestidas por sílica e a deposição de nanofilme de sílica na superfície interna de coroas de Y-TZP promoveram maiores valores de retenção. O segundo artigo avaliou a retenção de coroas de zircônia cimentadas em núcleos protéticos envelhecidos construídos em resina composta e preparados com brocas diamantadas de diferentes granulações. Para isso, 60 preparos simplificados para coroa total foram confeccionados em resina composta e escaneados. Sessenta coroas à base de óxido de zircônio com retenções oclusais foram usinadas. Os preparos em resina composta foram armazenados por 120 dias em ambiente úmido a 37 °C e randomicamente divididos em 3 grupos (n=20) de acordo com o tipo de finalização do núcleo em resina: CTRL (controle) – sem tratamento; EFB – broca diamantada extrafina (25 μm); e CB – broca grossa (107 μm). O desgaste superficial foi realizado por meio de um paralelômetro adaptado com o objetivo de padronizar a velocidade e a pressão de desgaste. As superfícies internas das coroas foram jateadas com partículas de alumina revestidas por sílica (30 μm) e então um agente de união silano foi aplicado. As coroas foram cimentadas com um cimento resinoso autoadesivo (RelyX U200). Então, os conjuntos núcleo/coroa foram termociclados (12.000 ciclos; 5/55°C), armazenados por 120 dias e submetidos ao teste de retenção (0.5 mm/min até a falha). Os dados de tração (MPa) foram analisados por meio de ANOVA- um fator e teste de Tukey (p≤0,05), assim como análise de Weibull. As falhas foram classificadas como 50C (mais que 50% de cimento aderido na coroa), 50S (mais que 50% de cimento aderido ao substrato de resina) e COE (fratura coesiva do núcleo). Nenhuma diferença estatística foi observada nos valores de retenção (p=0.975), porém o grupo controle (CTRL) apresentou o maior módulo de Weibull. O tipo de falha predominante foi 50S. A ocorrência de falhas coesivas foi maior no grupo controle. A retenção das coroas à base de óxido de zircônio não foi afetada pela rugosidade do núcleo. Concluiu-se que jateamento seguido de silano e deposição de nanofilmes de sílica aumentam a retenção de coroas de zircônia, assim como o acabamento de núcleos de resina com pontas diamantadas não influencia a retenção de coroas de zircônia.