La circona o dióxido de zirconio (ZrO2) es una cerámica con numerosas aplicaciones
debido a una buena combinación de propiedades. En particular, el material Y2O3-TZP (Y2O3
stabilized tetragonal zirconia polycrystal) es reconocido por sus propiedades mecánicas
excelentes debido al efecto estabilizante de la itria (Y2O3). La itria estabiliza la estructura
cristalina del ZrO2 en su fase tetragonal a temperatura ambiente creando así un material con
propiedades mecánicas interesantes. Además, la fase tetragonal se transforma a
monoclínica con la influencia de tensiones aplicadas (como, por ejemplo, la propagación de
una fisura), resultando en un aumento de volumen que superpone tensiones de compresión
sobre el extremo de la fisura, bajando así la velocidad de propagación del defecto y
aumentando la tenacidad. Una de las aplicaciones principales de la circona estabilizada con
itria es la utilización como biomaterial en implantes ortopédicos.
Sin embargo, la degradación del material y la disminución importante de su tenacidad
y resistencia están aceleradas a temperaturas entre 100°C y 400°C en ambiente húmedo.
Es decir, el fenómeno de transformación de fase no sólo refuerza al material (por
transformación de fase) sino es también el origen del envejecimiento en dichos ambientes.
El envejecimiento in-vivo de la circona utilizada en implantes se caracteriza por un desarrollo
superficial de microfisuras, un aumento volumétrico de los granos, y por tanto un desgaste
superficial, llevando a un aumento de la rugosidad y a una liberación de partículas en el
cuerpo humano. La transformación comienza y se propaga desde la superficie.
En 1985, se propuso [18] que un dopaje superficial con ceria (CeO2) puede mejorar la
estabilidad térmica de la circona estabilizada con 3% molar de Y2O3 (3Y-TZP). Este proyecto
tiene por fin caracterizar los efectos de una modificación superficial del 3Y-TZP en la
resistencia a la degradación hidrotérmica. Del estudio de varias condiciones de tratamiento
de 3Y-TZP con ceria se ha determinado que con el aumento de la temperatura y el tiempo
de tratamiento se produce una disminución de la dureza y un crecimiento del tamaño de los
granos y de la tenacidad. Además, el aumento de la temperatura y tiempo de tratamiento
induce una disminución del porcentaje de fase monoclínica después de la degradación
hidrotérmica.
