Critical evaluation of indentation fracture toughness measurements with Vickers indenter on yttria‐stabilized zirconia dental ceramics

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Vol. 48; no. 8; pp. 767 - 772
• Main Authors: oric, D, MajicRenjo, M, mak, I
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Weinheim Wiley Subscription Services, Inc 01.08.2017
• Subjects: Bruchzähigkeit; Ceramics; dental ceramics; Dentalkeramik; Diamond pyramid hardness tests; Fracture mechanics; Fracture toughness; Indentation; Mathematical models; Mathematical morphology; Tetragonal zirconia; Tetragonal zirconia polycrystals; Vickers indentation test; Vickers-Härteprüfung; Yttria-stabilized zirconia; yttria-stabilized zirconia ceramics; Yttriumoxid stabilisiertes tetragonales Zirkonoxid; Zirconia; Zirconium dioxide; Zirconiumdioxid
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.201700026

The purpose of this study was to investigate and analyze fracture toughness (KIc) of yttria stabilized tetragonal zirconia (Y‐TZP) dental ceramics by the Vickers indentation fracture test. In order to determine fracture toughness, the Vickers indenter was used under the load of 294.20 N (HV30). The cracks, which occur from the corners of a Vickers indentation, were measured and used for fracture toughness determination, through five mathematical models according to (I) Anstis, (II) Evans and Charles, (III) Tanaka, (IV) Niihara, Morena and Hasselman and (V) Lankford. Morphology of indentation cracking was determined by scanning electron microscope. The most adequate model for determination of fracture toughness (KIc) of yttria stabilized tetragonal zirconia dental ceramics by the Vickers indentation fracture test is Lankford model. Translation Das Ziel der Untersuchung bestand in der Untersuchung und Analyse der durch die Vickers Indenter‐Technik ermittelten Bruchzähigkeit (KIc) der Yttrium‐stabilisierten Zirkoniumdioxid‐Dentalkeramik (Y‐TZP). Der Vickerseindringkörper unter der Last von 294,20 N (HV30) wurde benutzt, um die Bruchzähigkeit zu bestimmen. Die Risse, die an den Spitzen der Vickerseindrücke aufgetreten sind, wurden gemessen und für die Bestimmung der Bruchzähigkeit verwendet. Fünf mathematische Modelle wurden eingesetzt: (I) Anstis, (II) Evans und Charles, (III) Tanaka, (IV) Niihara, Morena und Hasselman und (V) Lankford. Die Morphologie der Risse wurde durch Rasterelektronenmikroskopie charakterisiert. Das Lankford‐Modell ist das geeignetste Modell für die Bestimmung der Zirkoniumdioxid‐Dentalkeramik Bruchzähigkeit mit der Vickers Indenter‐Technik.