Effect of airborne particle abrasion protocols on surface topography of Y-TZP ceramic Translated title: Efeito do protocolo de jateamento com partículas na topografia da superfície de uma cerâmica Y-TZP

Abstract

This study aimed to evaluate Y-TZP surface after different airborne particle abrasion protocols. Seventy-six Y-TZP ceramic blocks (5×4×4) mm³ were sintered and polished. Specimens were randomly divided into 19 groups (n=4) according to control group and 3 factors: a) protocol duration (2 and 4 s); b) particle size (30 µm, alumina coated silica particle; 45 µm, alumina particle; and 145 µm, alumina particle) and; c) pressure (1.5, 2.5 and 4.5 bar). Airborne particle abrasion was performed following a strict protocol. For qualitative and quantitative results, topography surfaces were analyzed in a digital optical profilometer (Interference Microscopic), using different roughness parameters (Ra, Rq, Rz, X-crossing, Mr1, Mr2 and Sdr) and 3D images. Surface roughness also was analyzed following the primer and silane applications on Y-TZP surfaces. One-way ANOVA revealed that treatments (application period, particle size and pressure of particle blasting) provided significant difference for all roughness parameters. The Tukey test determined that the significant differences between groups were different among roughness parameters. In qualitative analysis, the bonding agent application reduced roughness, filing the valleys in the surface. The protocols performed in this study verified that application period, particle size and pressure influenced the topographic pattern and amplitude of roughness.

Translated abstract

O objetivo deste estudo foi avaliar a superfície de uma cerâmica à base de zircônia tetragonal estabilizada por ítria (Y-TZP) após diferentes protocolos de jateamento com partículas. Setenta e seis blocos cerâmicos de Y-TZP (5 x 4 x 4) mm³ foram sinterizados e polidos. As amostras foram randomicamente divididas em 19 grupos (n=4) sendo um controle e 18 grupos utilizando 3 fatores: a) tempo (2 e 4 s); b) tamanho de partícula (30 µm - partículas de alumina revestida por sílica; 45 µm - partículas de alumina; 145 µm - partículas de alumina) e; c) pressão (1,5, 2,5 e 4,5 bar). O jateamento foi realizado seguindo um rigoroso protocolo. Para os resultados qualitativos e quantitativos a topografia da superfície foi analisada em um perfilômetro óptico digital (microscopia de interferência), utilizando diferentes parâmetros de rugosidade (Ra, Rq, Rz, X-crossing, Mr1, Mr2 e Sdr) e imagens 3D. A rugosidade da superfície também foi analisada após a aplicação de agentes de união (primer e silano) sobre a superfície cerâmica. ANOVA 1-fator revelou que os tratamentos de superfície (tempo, tamanho de partícula e pressão durante o jateamento) forneceram resultados com diferença estatisticamente significante para todos os parâmetros de rugosidade analisados. O teste de Tukey mostrou que as diferenças estatísticas entre os grupos foram diferentes para cada parâmetro. Na análise qualitativa os agentes de união reduziram a rugosidade, preenchendo os vales da superfície. Os protocolos realizados neste estudo mostram que o tempo, o tamanho da partícula e a pressão influenciaram no padrão topográfico e na amplitude da rugosidade da cerâmica Y-TZP.