Resumen de Crystallographic and Topographic Analysis of Ultra-Translucent Zirconia After Various Surface Treatments

Tatiana Vargas-Koudriavtsev, Jorge Santamaría Villalobos

• español

  El objetivo del presente estudio fue analizar los efectos de 4 tratamientos de superficie en las características cristalográficas de la zirconia ultratranslúcida. Especímenes de zirconia totalmente sinterizados, altamente translúcidos de zirconia parcialmente estabilizada con itrio (Y-PSZ) (KATANA UTML) se dividieron en cuatro grupos experimentales y un grupo de control (n=10). Cada grupo recibió uno de los siguientes tratamientos de superficie: arenado con partículas de alúmina de 50µm (Al₂O₃), arenado con partículas de alúmina de 110µm y desgaste con una turbina rotativa de alta velocidad con y sin irrigación. Para cada muestra, se llevó a cabo una difracción de rayos X para analizar la intensidad del pico, calcular el tamaño del cristalito y detectar la presencia de tensiones compresivas y tensiles. La rugosidad superficial se midió en todos los especímenes utilizando un perfilómetro estándar. Además, se realizó microscopía electrónica de barrido (SEM) para analizar cualitativamente las superficies de los especímenes. El análisis estadístico incluyó un análisis de varianza de medidas repetidas y una prueba de Tukey post hoc (p≤0,05). El grupo de control mostró el tamaño de cristalito más alto (323nm). Todos los tratamientos de superficie llevaron a una reducción en el tamaño del cristalito, con la reducción más significativa observada en los grupos sometidos a arenado con partículas de alúmina de 110µm y desgaste de alta velocidad con irrigación. El arenado con partículas de alúmina de 50µm resultó en una menor transformación del tamaño del cristalito. Se puede observar una tendencia general de los picos de difracción a desplazarse a un ángulo más bajo en los grupos experimentales, lo que indica la presencia de estrés compresivo en las muestras. La perfilometría reveló una mayor rugosidad en las muestras con desgaste con instrumento rotatorio (en comparación con los grupos arenados.  El tamaño del cristalito mostró una tendencia a disminuir después de los tratamientos de superficie. Las muestras arenadas, así como las muestras desgastadas sin irrigación, mostraron estrés compresivo. Las muestras arenadas tuvieron una menor rugosidad superficial en comparación con las muestras desgastadas con rotatorio. El arenado con partículas de alúmina de 50µm provocó la menor disminución en el tamaño del cristalito.

• English

  The aim of the present study was to analyze the effects of 4 different surface treatments, on the crystallographic characteristics of Ultra-Translucent Zirconia. Fully sintered zirconia specimens of highly translucent yttria partially stabilized zirconia (Y-PSZ) (KATANA UTML) were divided into four experimental groups and a control group (n=10). Each group received one of the following surface treatments: sandblasting with 50µm alumina particles (Al₂O₃), sandblasting with 110µm alumina particles, and grinding with a rotary high-speed turbine with and without water irrigation. For each sample, x-ray diffraction was carried out to analyze peak intensity, calculate the crystallite size, and detect the presence of compressive and tensile stress. Surface roughness was measured on all specimens using a standard scanning profilometer. Additionally, scanning electron microscopy (SEM) was performed to qualitatively analyze the surfaces of the specimens. Statistical analysis included repeated measures analysis of variance and post hoc Tukey test (p≤0.05).  The control group exhibited the highest crystallite size (323nm). All surface treatments led to a reduction in the crystallite size, with the most significant reduction observed in the groups subjected to sandblasting with 110µm alumina particles and high-speed grinding with irrigation. Sandblasting with 50µm alumina particles resulted in less transformation of the crystallite size. A general tendency of the diffraction peaks to shift to a lower angle can be observed in the experimental groups, indicating the presence of compressive stress on the samples. Profilometry revealed higher roughness in the ground samples (6,14µm and 6,57µm) compared to the sandblasted groups (2,93µm and 2,02µm). The crystal domain size showed a tendency to decrease after the surface treatments. Sandblasted samples, as well as ground samples without irrigation, exhibited compressive stress. Sandblasted samples had lower surface roughness compared to the ground samples. Sandblasting with 50µm alumina particles caused the least decrease in crystallite size.