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Previous issue date: 2018-02-23 / Por apresentar excelentes propriedades mecânicas como tenacidade,
resistência mecânica e módulo de elasticidade semelhantes à de ligas de aço
inoxidável, além de baixa toxicidade, a zircônia é um biomaterial cerâmico com
diversas aplicações. No entanto, a zircônia possui baixa afinidade com células e
tecidos, pois é um material bioinerte, e em decorrência de suas elevadas propriedades
mecânicas em relação ao osso, podem surgir concentrações de tensão irregulares,
resultando em fratura. A hidroxiapatita, por sua vez, pertence à família dos fosfatos de
cálcio, apresenta elevado módulo de elasticidade, e está presente em compostos
naturais como o tecido duro, osso, dentina e esmalte dental, sendo um material
bioativo sem resistência mecânica adequada. Com o intuito de obter um material com
elevada tenacidade à fratura e afinidade com células e tecidos, foram desenvolvidos
e investigados compósitos de zircônia e hidroxiapatita. Para este trabalho a zircônia
utilizada foi a zircônia dopada com 8% de ítria, comercial, e a hidroxiapatita foi
sintetizada via método sol-gel a diferentes temperaturas e tempos de calcinação
(500°C/2h, 500°C/4h, 500°C/6h; 700°C/1h, 700°C/2h, 700°C/4h; 900°C/4h). As
amostras apresentaram camada de zircônia dopada com ítria comercial seguida de
camada do material compósito, produzido com zircônia comercial e hidroxiapatita
calcinada a 700°C/4h, nas seguintes proporções YSZ/HA 95/5, YSZ/HA 90/10,
YSZ/HA 85/15 e YSZ/HA 80/20. As amostras foram caracterizadas por: Difração de
Raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier
(FTIR), Método BET, Ensaio de Arquimedes, Microdureza Vickers e Microscopia
Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados do DRX mostraram a formação de fase
majoritária hidroxiapatita a diferentes temperaturas e tempos de calcinação, havendo
a formação dos materiais compósitos com área superficial e dureza diminuindo com o
aumento da presença de hidroxiapatita. As amostras YSZ/HA 85/15 e YSZ/HA 80/20,
apresentaram o melhor comportamento mecânico com maiores valores de tenacidade
à fratura de 9,2 e 9,3 MPa.m1/2, respectivamente. A amostra YSZ/HA 85/15 com menor
porosidade aparente (0,60%) e absorção de água (0,10%). / Due to its excellent mechanical properties such as toughness, mechanical
strength and modulus of elasticity similar to that of stainless steel alloys, in addition to
low toxicity, zirconia is a ceramic biomaterial with several applications. However,
zirconia has low affinity with cells and tissues, since it is a bioinert material, and
because of its high mechanical properties in relation to the bone, irregular
concentrations of tension can appear, resulting in fracture. Hydroxyapatite, in turn,
belongs to the calcium phosphate family and has a high modulus of elasticity, and is
present in natural compounds such as hard tissue, bone, dentin and dental enamel,
being a bioactive material without adequate mechanical resistance. In order to obtain
a material with high fracture toughness and affinity with cells and tissues, zirconia and
hydroxyapatite composites were developed and investigated. For this work the zirconia
used was doped with 8% of yttria, commercial, and the hydroxyapatite was synthesized
by sol-gel method at different temperatures and calcination times (500°C/2h, 500°C/4h,
500°C/6h; 700°C/1h, 700°C/2h, 700°C/4h; 900°C/4h). The samples showed
commercial yttria doped zirconia layer followed by composite material layer produced
with commercial zirconia and hydroxyapatite calcined at 700°C/4h in the following
proportions YSZ/HA 95/5, YSZ/HA 90/10, YSZ/HA 85/15 and YSZ/HA 80/20. The
samples were characterized by: X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared
Spectroscopy (FTIR), BET Method, Archimedes Assay, Vickers Microhardness and
Scanning Electron Microscopy (SEM). The XRD results showed the formation of the
hydroxyapatite major phase at different temperatures and calcination times, with the
formation of the composite materials with surface area and hardness decreasing with
increasing presence of hydroxyapatite. The samples YSZ/HA 85/15 and YSZ/HA
80/20, presented the best mechanical behavior with higher fracture toughness values
of 9.2 and 9.3 MPa.m1/2, respectively. The sample YSZ/HA 85/15 with lower apparent
porosity (0.60%) and water absorption (0.10%).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/25486 |
| Date | 23 February 2018 |
| Creators | Ferreira, Camyla Regina Dantas |
| Contributors | 27816279841, Bernardi, Maria Inês Basso, 06764379823, Motta, Fabiana Villela da, Delmonte, Mauricio Roberto Bomio |
| Publisher | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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