Efeito do laser de Femtossegundos no tratamento de superfície de cerâmicas à base de zircônia

Abstract

Este estudo objetivou analisar a superfície de cerâmicas à base de zircônia irradiadas por pulsos ultracurtos de um laser de Ti:Safira. Para isto, dois discos de zircônia (In-Ceram YZ® - Vita Zahnfabrik) com 15,3 mm de diâmetro foram irradiados por pulsos de 25 fs (1 fs=10-15 s) em 800 nm, com energia por pulso variando de 25 a 200 μJ, e taxa de repetição de 0,2 a 4 kHz. Cada irradiação varreu uma área de 1 × 1 mm2, com velocidades entre 0,2 e 4 mm/s, deslocamento lateral de 10 μm, e diâmetro de feixe de 40 ou 70 μm que resultaram em sobreposições de 65 ou 190 pulsos por posição, respectivamente. Uma amostra foi irradiada em atmosfera e a outra sob fluxo de argônio. Em cada uma foram feitas 24 irradiações com condições diferentes. As áreas foram analisadas por perfilometria óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura e EDS. Foram escolhidas as áreas que apresentaram pequeno aumento de rugosidade (Ra) em relação ao material não irradiado - Ra=(0,32±0,02) μm - e menor alteração de cor, sem que houvesse alteração na composição. Os melhores resultados foram obtidos para irradiações em atmosfera por pulsos de 25 μJ, focalizados para 40 μm (densidade de energia de 2,0 J/cm2), e taxas de repetição de 0,2, 1 e 4 kHz, com rugosidades de (0,40±0,03) μm, (0,50±0,05) μm e (1,19±0,11) μm, respectivamente, e para pulsos de 50 μJ e 40 μm de diâmetro a 1 kHz, com Ra=(0,40±0,03) μm.