Effect of firing atmosphere on metal ceramic bond strength of nickel-chromium and cobalt-chromium

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de dois diferentes ambientes de sinterização (vácuo e argônio) sobre a resistência da união metaloceramica (RUMC) envolvendo diferentes ligas de metais básicos (Co-Cr e Ni-Cr) e uma porcelana odontológica, através do teste de flexão de três pontos, conforme preconizado pela ISO 9693:2012. As ligas estudadas foram Co-Cr: Remanium e Keragen e Ni-Cr: Verabond II e uma liga experimental “SR” . Foram obtidos 80 corpos de prova em forma tiras metálicas medindo 25 X 0,5 X 5 mm. Para esse ensaio, portanto, o número de corpos de prova foi o produto de 4 ligas x 2 condições de atmosfera de sinterização x 10 repetições. A parte metálica de todos os corpos de prova após a fundição foram usinados e jateados com óxido de alumínio (150μm) e a seguir tratados como preconizado pelo fabricante. O corpo cerâmico, com o auxílio de uma matriz, foi confeccionado na área central da tira, 8,0 X 3,0mm, apresentando 1,1mm de espessura, sendo 10 corpos de prova em cada ambiente de sinterização para cada tipo de liga. Os corpos de prova obtidos foram submetidos aos testes de flexão de três pontos na Máquina de Ensaios Mecânicos (EMIC) com velocidade de 1.0mm/min. para determinação da RUMC. Os valores da carga de ruptura obtidos em quilograma-força (Kgf) foram convertidos para Newton (N) e a partir disso foi calculado o valor da RUMC para cada corpo de prova, considerando o coeficiente de elasticidade de cada liga e a espessura exata de cada corpo de prova. Os dados obtidos (MPa) foram submetidos à análise estatística (ANOVA) e Bonferroni. A Análise de Variância indicou diferença estatisticamente significante para os fatores de variação ambiente (P=0,00), liga (P=0,009) e entre as interações ambiente de sinterização e liga (P=0,000). Na sinterização a vácuo as ligas Keragen, SR e Verabond II apresentaram maiores valores de RUMC do que o argônio. Para a liga Remanium, não houve diferença entre a sinterização em argônio e a sinterização a vácuo. Dentre os grupos sinterizados no argônio não houve diferença estatisticamente significante entre as ligas. Entretanto, no vácuo a liga Remanium apresentou menor valor de RUMC do que as demais ligas, que não apresentaram diferença entre si. Os corpos de prova, após os ensaios de flexão, foram submetidos a análise em microscopia optica, MEV e EDS para avaliar e registrar tipo de falha que sofreram. De acordo com a MO, houve predomínio de fraturas mistas. Os corpos de prova de Co-Cr (Remanium e Keragen), independende do ambiente de sinterização, apresentaram uma fina camada de óxido no corpo cerâmico, o que foi comprovado pelo EDS, com maior presença de íons Cr nessas regiões, já os grupos SR e Verabond II, apresentaram maior quantidade de opaco aderido em suas tiras metálicas. A MEV comprovou os achados da MO, onde foi possível encontrar grandes ilhas de material cerâmico nas ligas de Ni-Cr. A sinterização em argônio influenciou negativamente a RUMC dos pares metalocerâmicos confeccionados em Ni-Cr e na liga Keragem The aim of this study was to evaluate the influence of two different firing atmosphere (vacuum and argon) on the metalceramic bond strength (MCBS) involving different base metal alloys (Co-Cr and Ni-Cr) and a dental porcelain through three-point bending test, as recommended by ISO 9693: 2012. Co-Cr alloys studied were: Remanium and Keragen and Ni-Cr: Verabond II and an experimental alloy \"SR\". 80 specimens were obtained in metallic form strips measuring 25X0.5 X 5.0 mm. For this test, therefore, the number of specimens was the product of 4 x 2 alloy sintering atmosphere conditions x 10 replicates. The metal portion of all specimens were machined after casting and sandblasted with aluminum oxide (100μm) and then treated as recommended by the manufacturer. By using a matrix, the ceramic body was made in the central area of the strip, 8.0 x 3.0 mm, it was made 1.1 mm thickness, 10 specimens in each sintering environment for each type of alloy. The specimens obtained were tested for three-point bending in a universal testing machine with a speed of 1.0mm / min. to determine MCBS. The values of the tensile strength obtained in kilogramforce (kgf) were converted into Newton (N) and from this the value of MCBS for each specimen was calculated, considering the coefficient of elasticity of each league and the exact thickness of each specimen. The data (MPa) were subjected to statistical analysis (ANOVA) and Bonferroni. The analysis of variance indicated statistically significant difference for the environment factors of firing atmosphere (P = 0.00) and alloy (P = 0.009). There was a statistically significant difference in the interaction factors for firing atmosphere x alloy (P = 0.000). In the vacuum Keragen, SR and Verabond II alloys showed higher MCBS than argon. To Remanium, there was no difference between the sintering in argon and vacuum. Among the groups sintered in argon there was no statistically significant difference between the alloys. However, the vacuum Remanium showed the lowest RUMC than other alloys, which showed no difference between them. The specimens after the bending tests, were subjected to analysis in optical microscopy, SEM and EDS to assess and record type of failure they suffered. According to the MO was predominantly mixed fractures. Specimens of Co-Cr (Remanium and Keragen) independende the atmosphere firing, showed a thin oxide layer on the ceramic body, which was confirmed by EDS, with greater presence of Cr in these regions, since the SR groups and Verabond II, presented more opaque stuck in their metal strips. SEM confirmed the findings of MO, where it was possible to find large islands of ceramic material in Ni-Cr alloys. The sintering in argon negatively influenced MCBS metalceramic of pairs made of Ni-Cr alloy and Keragem