Lifetime of alumina‐ and zirconia ceramics used for crown and bridge restorations

Abstract

The lifetime of a ceramic is dependent on the presence of incidental cracks and their gradual propagation under the conditions of the oral cavity. The objective of this study was to examine the long-term strength of glass-infiltrated alumina- and various zirconia ceramics currently used in CAD/CAM systems to manufacture crown and bridge frameworks. Fracture mechanics were applied to determine characteristic strength (sigma(omicron)), Weibull modulus (m), fracture toughness (K(Ic)), and the subcritical crack growth parameters n and B. Based on these parameters, lifetime diagrams were generated which allowed the evaluation of the long-term behavior. The results showed that in a moist environment, the glass-infiltrated alumina- and some zirconia ceramics have a high susceptibility to subcritical crack growth. Zirconia ceramics with an alumina oxide content of 0.25 wt %, however, exhibited the highest initial and most favorable long-term strength, and should therefore be suitable for crown and bridge restorations.

Zirconia: Substitute for Metal Ceramics

“…23 Tinschert compared lifetime of different metal-free core for FPD and reported that zirconia-ceramic with alumina oxide had the highest initial and most favorable long-term strength. 24 fundamental to obtain zirconia (ZrO 2 ) frameworks with correct shape and dimension in order to ensure mechanical resistance of restoration. This aspect must be carefully considered when realizing a metal-free FPD.…”

Comportamento mecânico de cerâmicas utilizadas na confecção de próteses parciais fixas

“…Esse sistema cerâmico apresenta valores médios de resistência à flexão variando entre 700 e 1500 MPa e tenacidade à fratura entre 4,4 e 9,4 MPa.m 1/2 (Liu;Chen, 1991;Kosmac et al, 1999;Tinschert et al, 2000;Luthardt et al, 2002;Guazzato et al, 2004a;Tinschert et al, 2007;Yilmaz et al, 2007;Oilo et al, 2008;Taskonak et al, 2008a). Foram reportados, para a YZ, valores de dureza ao redor de 12 GPa e módulo de elasticidade entre 220 e 240…”

“…Além disso, tensões residuais de compressão, que irão melhorar a resistência, também são introduzidas devido às diferenças no coeficiente de expansão térmica da alumina e do vidro (Giordano et al, 1995). O ICA apresenta uma resistência à flexão entre 300-600 MPa (Zeng et al, 1996;Tinschert et al, 2000;Chong et al, 2002; (Guazzato et al, 2002;Rizkalla;Jones, 2004;Guazzato et al, 2004b;Tinschert et al, 2007). Esse sistema é indicado como infra-estrutura em restaurações unitárias anteriores e posteriores e PPFs em dentes anteriores (Probster, 1996).…”

“…Foram encontrados valores médios de resistência à flexão para a IZ entre 440 e 620 MPa e tenacidade entre 3,0 e 6,2 MPa.m 1/2 (Seghi; , 1995;Apholt et al, 2001;Chong et al, 2002;Guazzato et al, 2002;Tinschert et al, 2007;Yilmaz et al, 2007;Taskonak et al, 2008b;Bottino et al, 2009). …”

“…Os valores de módulo de Weibull dos materiais de infra-estrutura obtidos no presente estudo estão na mesma faixa de valores encontrados na literatura, entre 9 e 18 para cerâmicas a base de zircônia e alumina (Zeng et al, 1996;Kosmac et al, 1999;Tinschert et al, 2000Tinschert et al, , 2007Chong et al, 2002;Luthardt et al, 2002;Teixeira et al, 2007;Yilmaz et al, 2007). Tinchert et al (2007) A resistência à fratura com uma probabilidade de falha de 63,5% é descrita pelo valor de σ 0 .…”