Farklı yüzey işlemlerinin ve yapay yaşlandırmanın y-tzp zirkonya seramiklerin faz dönüşümüne ve eğilme dayanımına etkisi
Effect of different surface treatments and artificial aging on the phase transformation and flexural strength of y-tzp zirconia ceramics
Yazar: YENER OKUTAN
Danışman: DOÇ. DR. MÜNİR TOLGA YÜCEL
Selçuk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental materyaller = Dental materials ; Dental porselen = Dental porcelain ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Faz dönüşümleri = Phase transformations ; Yaşlandırma = Ageing ; Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Bu çalışmanın amacı, farklı yüzey işlemlerinin ve yapay yaşlandırmanın Y-TZP seramiklerin yüzey pürüzlülüğüne, faz dönüşümüne ve eğilme dayanımına etkisini değerlendirmektir. 
Dört farklı Y-TZP seramiğe ait (Prettau, IPS e.max ZirCAD, Vita In-Ceram YZ, Lava) 280 adet bar şekilli örnek hazırlandı, yüzey ve  yaşlandırma işlemlerine göre kontrol, kumlama, kumlama+yaşlandırma, aşındırma, aşındırma+yaşlandırma, Er:YAG lazer ve Er:YAG lazer+yaşlandırma olarak 7 farklı gruba ayrıldı. Yaşlandırma işlemi 10000 termal siklus (5-55 °C) ve 100000 mekanik yükleme (50 N) uygulanarak gerçekleştirildi. Yüzey pürüzlülüğü değerleri (Ra) profilometre ile ölçüldü. Bütün örnekler faz dönüşümünü belirlemek için XRD analizine tabi tutuldu. Örneklere üç nokta eğme testi yapıldı ve ISO 6872 standartlarına göre kırılma olana kadar yük uygulandı. Her gruptan birer örneğe SEM ve AFM analizleri uygulandı. Veriler tek yönlü ANOVA, Kruskal-Wallis, Tukey HSD ve Dunn's/Bonferroni testleri ile analiz edildi (p<0,05). Eğilme dayanımı değerlerinin değişkenliği Weibull dağılım fonksiyonu kullanılarak analiz edildi ve her grup için Weibull modülüsleri (m) hesaplandı. Yüzey pürüzlülüğü, göreceli monoklinik faz miktarı ve eğilme dayanımı arasındaki Pearson korelasyonları hesaplandı.
Aşındırma ve kumlama grupları kontrol ve lazer gruplarına göre daha yüksek pürüzlülük değerleri göstermiştir (p<0,05). Lazer ve kontrol gruplarının yüzey pürüzlülüğü değerleri arasında istatistiksel olarak fark bulunmamıştır (p>0,05). Aşındırma uygulanan Prettau materyali en yüksek (1,34±0,14), ZirCAD kontrol grubu ise en düşük (0,24±0,02) Ra değerini göstermiştir. XRD analizine göre bütün materyaller için en yüksek monoklinik faz miktarı kumlamadan sonra bulunmuştur. Aşındırma grupları, lazer ve kontrol gruplarına göre daha yüksek monoklinik faz değerleri göstermiştir (p<0,05). Eğilme dayanımına bakıldığında aşındırma grupları kontrol gruplarına göre daha düşük değerler göstermiştir (p<0,05). Kontrol ve kumlama gruplarının eğilme dayanımı değerleri arasında önemli bir fark gözlenmemiştir (p>0,05). Lazer işleminin eğilme dayanımı üzerine etkisi bulunmamıştır (p>0,05). Weibull analizine göre aşındırma işlemi bütün materyallerde m değerlerini düşürmüştür. Yapay yaşlandırma işlemi uygulanan gruplar, uygulanmamış olanlarla benzer yüzey pürüzlülüğü ve eğilme dayanımı değerleri göstermiştir (p>0,05). SEM ve AFM görüntüleri, kumlama ve aşındırma işlemlerinin önemli derecede yüzey değişikliğine yol açtığını göstermiştir.

Abstract:
The aim of this study was to evaluate the influence of different surface treatments and artificial aging on the surface roughness, phase transformation, flexural strength of Y-TZP ceramics.
Two hundred eighty bar-shaped specimens from four type Y-TZP ceramics (Prettau, IPS e.max ZirCAD, Vita In-Ceram YZ, Lava) were prepared and divided into seven groups (n=10) according to the surface treatments and aging used: Control, sandblasting, sandblasting+aging, grinding, grinding+aging, Er:YAG laser, Er:YAG laser+aging. Aging procedure was carried out by applying 10000 thermal cycles (5-55 °C) and 100000 mechanical loading (50 N). Surface roughness values (Ra) were measured with a profilometer. All of the specimens subjected to XRD analysis to determine phase transformation. Specimens were subjected to a three point bending test and loaded until fracture according to ISO 6872. SEM and AFM analysis were performed to one specimen from each group. Data were analyzed using one way ANOVA, Kruskal-Wallis, Tukey HSD and Dunn's/Bonferroni tests (p<0,05). The variability of flexural strength values was analyzed using Weibull distribution function and Weibull modulus (m) calculated for each group. Pearson correlations between surface roughness, relative amount of monoclinic phase and flexural strength were calculated.
Grinding and sandblasting groups showed higher roughness values compared with the control and laser groups (p<0,05). The differences of the Ra values between the laser and control groups were insignificant (p>0,05). Prettau treated with grinding showed the highest (1,34±0,14), ZirCAD control group showed the lowest (0,24±0,02) Ra values. According to XRD analysis for all materials, the highest amount of monoclinic phase was found after sandblasting. Grinding groups showed higher values of monoclinic phase compared with laser and control groups (p<0,05). Grinding groups showed lower flexural strength values compared with the control groups (p<0,05). There were no significant difference between flexural strength values of control and sandblasting groups (p>0,05). Laser treatment was not effective on flexural strength (p>0,05). According to the Weibull analysis grinding procedure decreased the m values in each material. Artificial aging showed similar roughness and flexural strength values compared with the non-aged groups (p>0,05). SEM and AFM images showed significant surface changes with sandblasting and grinding procedures.