Caratterizzazione chimica e metallografica di strumenti endocanalari sottoposti a diversi trattamenti termici = Chemical and metallographic characterization of different rotary instruments heat treated

Gli strumenti endocanalari rotanti in lega Ni-Ti vengono utilizzati per la sagomatura dei canali radicolari durante un trattamento endodontico. Le ottime caratteristiche meccaniche della lega, unite alla facilità di fabbricazione di tali strumenti, li rendono la miglior soluzione alla sagomatura di canali radicolari anche complessi. Il lavoro sperimentale si è concentrato sullo studio e la caratterizzazione di diversi prototipi di strumenti endocanalari rotanti. Lo scopo del lavoro di tesi è stato quello di valutare gli effetti dei trattamenti termici e dei processi di fabbricazione sulla microstruttura e sulla topografia dei vari prototipi mediante fluorescenza a raggi X (XRF), analisi EDS, osservazioni al microscopio elettronico a scansione ad emissione di campo (FESEM) e al microscopio metallografico. I prototipi da caratterizzare sono stati riuniti in 3 gruppi. In particolare, tutti i prototipi sono stati sottoposti inizialmente ad un’analisi XRF, in modo tale da appurare che il materiale che costituisce la parte attiva sia una lega Ni-Ti. Da questa analisi è inoltre emerso che, oltre a contenere Nichel e Titanio, tutti i prototipi presentano tracce di impurezze di Alluminio, Silicio e Ferro. I prototipi sono stati osservati successivamente al FESEM. Dalle ricostruzioni delle micrografie ottenute è emerso che i prototipi presentano diverse geometrie delle punte e angoli di inclinazione degli spigoli. I prototipi del Gruppo 2 sono stati in precedenza sottoposti a delle prove a fatica; due di questi hanno subito una frattura della punta (prototipi A e C) mentre uno ha subito solo una leggera deformazione plastica della punta (prototipo B). Dalle osservazioni al FESEM si evince che i prototipi A e C si sono fratturati in due punti diversi: il prototipo A ha subito la frattura in una porzione meno apicale rispetto al prototipo C. Sono state anche osservate le superfici di frattura dei prototipi A e C: tali strumenti sono ceduti a causa di un carico torsionale che ha superato lo sforzo massimo sopportabile dallo strumento. Infatti, la loro superficie di frattura mostra la presenza di segni di abrasione circolari concentrici e fossette fibrose in prossimità del centro di rotazione, chiaro indice di uno strumento che è giunto a rottura poichè gli sforzi torsionali percepiti in superficie hanno superato il massimo carico a torsione sopportabile. L’osservazione dei provini lucidati e attaccati chimicamente al microscopio ottico ha evidenziato in tutti gli strumenti la presenza di un sistema solido bifasico costituito da austenite e martensite. Per ciascuno strumento del Gruppo 1 e 3 sono state effettuate due osservazioni della sezione trasversale, una nei pressi della punta e una a circa 18 mm dalla punta. In generale, è stato dimostrato che la dimensione dei grani martensitici e austenitici diminuiscono progressivamente dalla base fino alla punta dello strumento. La differenza sostanziale tra le microstrutture dei vari prototipi è la proporzione relativa delle varie fasi e la loro morfologia, dovuto al fatto che hanno subito diversi trattamenti termici di ricottura, tempra e invecchiamento. I risultati ottenuti risultano in accordo con quanto ci si aspettava e con la letteratura, non solo perché confermano che le performance di strumenti endocanalari in lega Ni-Ti siano correlate con il tipo di trattamento termico che subiscono, ma anche perché in base al processo di fabbricazione ogni strumento presenta dettagli geometrici che vanno ad incidere diversamente sulla loro capacità di taglio.