এক প্রকার সিরামিক উপাদান হিসেবে জিরকোনিয়ামের উচ্চ শক্তি, উচ্চ কাঠিন্য, ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, অ্যাসিড ও ক্ষার প্রতিরোধ ক্ষমতা, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং অন্যান্য চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। শিল্পক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হওয়ার পাশাপাশি, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে ডেনচার শিল্পের জোরালো বিকাশের সাথে সাথে জিরকোনিয়া সিরামিক সবচেয়ে সম্ভাবনাময় ডেনচার উপাদান হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে এবং বহু গবেষকের দৃষ্টি আকর্ষণ করেছে।
সিন্টারিং পদ্ধতি
প্রচলিত সিন্টারিং পদ্ধতিতে তাপ বিকিরণ, তাপ পরিবহন এবং তাপ পরিচলনের মাধ্যমে বস্তুটিকে উত্তপ্ত করা হয়, যার ফলে তাপ জিরকোনিয়ার পৃষ্ঠ থেকে অভ্যন্তরে স্থানান্তরিত হয়। কিন্তু জিরকোনিয়ার তাপ পরিবাহিতা অ্যালুমিনা এবং অন্যান্য সিরামিক উপাদানের তুলনায় দুর্বল। তাপীয় চাপের কারণে সৃষ্ট ফাটল রোধ করার জন্য, প্রচলিত পদ্ধতিতে উত্তাপের গতি ধীর এবং সময় দীর্ঘ হয়, যা জিরকোনিয়ার উৎপাদন চক্রকে দীর্ঘ এবং উৎপাদন খরচকে উচ্চ করে তোলে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, জিরকোনিয়ার প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির উন্নতি, প্রক্রিয়াকরণের সময় কমানো, উৎপাদন খরচ হ্রাস এবং উচ্চ কর্মক্ষমতা সম্পন্ন ডেন্টাল জিরকোনিয়া সিরামিক উপাদান সরবরাহ করা গবেষণার কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে এবং মাইক্রোওয়েভ সিন্টারিং নিঃসন্দেহে একটি সম্ভাবনাময় সিন্টারিং পদ্ধতি।
দেখা গেছে যে, অর্ধভেদ্যতা এবং ক্ষয় প্রতিরোধের উপর মাইক্রোওয়েভ সিন্টারিং এবং বায়ুমণ্ডলীয় চাপ সিন্টারিংয়ের প্রভাবের মধ্যে কোনো উল্লেখযোগ্য পার্থক্য নেই। এর কারণ হলো, মাইক্রোওয়েভ সিন্টারিংয়ের মাধ্যমে প্রাপ্ত জিরকোনিয়ার ঘনত্ব প্রচলিত সিন্টারিংয়ের মতোই, এবং উভয়ই ঘন সিন্টারিং, কিন্তু মাইক্রোওয়েভ সিন্টারিংয়ের সুবিধাগুলো হলো কম সিন্টারিং তাপমাত্রা, দ্রুত গতি এবং স্বল্প সিন্টারিং সময়। তবে, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ সিন্টারিংয়ের তাপমাত্রা বৃদ্ধির হার ধীর, সিন্টারিং সময় দীর্ঘ, এবং সম্পূর্ণ সিন্টারিং সময় প্রায় ৬-১১ ঘণ্টা। সাধারণ চাপ সিন্টারিংয়ের তুলনায়, মাইক্রোওয়েভ সিন্টারিং একটি নতুন সিন্টারিং পদ্ধতি, যার সুবিধাগুলো হলো স্বল্প সিন্টারিং সময়, উচ্চ দক্ষতা এবং শক্তি সাশ্রয়, এবং এটি সিরামিকের অণুসজ্জা উন্নত করতে পারে।
কিছু গবেষক এও মনে করেন যে, মাইক্রোওয়েভ সিন্টারিংয়ের পর জিরকোনিয়া আরও বেশি মেটাস্টেবল টেকুয়ার্টেট ফেজ বজায় রাখতে পারে। এর সম্ভাব্য কারণ হলো, মাইক্রোওয়েভ র্যাপিড হিটিংয়ের মাধ্যমে কম তাপমাত্রায় উপাদানটির দ্রুত ঘনীভবন ঘটানো যায়, যার ফলে এর দানার আকার সাধারণ চাপের সিন্টারিংয়ের তুলনায় ছোট ও বেশি সুষম হয় এবং তা t-ZrO2-এর ক্রিটিক্যাল ফেজ ট্রান্সফরমেশন সাইজের চেয়েও কম থাকে। এটি কক্ষ তাপমাত্রায় উপাদানটিকে যথাসম্ভব মেটাস্টেবল অবস্থায় বজায় রাখতে সহায়ক, যা সিরামিক উপাদানের শক্তি ও দৃঢ়তা উন্নত করে।
দ্বৈত সিন্টারিং প্রক্রিয়া
উচ্চ কাঠিন্য এবং শক্তির কারণে কম্প্যাক্ট সিন্টার্ড জিরকোনিয়া সিরামিক শুধুমাত্র এমেরি কাটিং টুল দিয়ে প্রক্রিয়াজাত করা যায়, এবং এর প্রক্রিয়াজাতকরণের খরচ বেশি ও সময় দীর্ঘ। উপরোক্ত সমস্যাগুলো সমাধানের জন্য, কখনও কখনও জিরকোনিয়া সিরামিকে দ্বি-স্তরীয় সিন্টারিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়; সিরামিক বডি গঠন এবং প্রাথমিক সিন্টারিংয়ের পর, CAD/CAM ব্যবহার করে এটিকে কাঙ্ক্ষিত আকারে বিবর্ধিত মেশিনিং করা হয় এবং তারপর উপাদানটিকে সম্পূর্ণরূপে ঘন করার জন্য চূড়ান্ত সিন্টারিং তাপমাত্রায় সিন্টারিং করা হয়।
দেখা গেছে যে দুটি সিন্টারিং প্রক্রিয়া জিরকোনিয়া সিরামিকের সিন্টারিং গতিবিদ্যা পরিবর্তন করে এবং জিরকোনিয়া সিরামিকের সিন্টারিং ঘনত্ব, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং অণুসজ্জার উপর নির্দিষ্ট প্রভাব ফেলে। একবার ঘনভাবে সিন্টার করা মেশিনেবল জিরকোনিয়া সিরামিকের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য দুইবার সিন্টার করা সিরামিকের চেয়ে ভালো। একবার কম্প্যাক্টভাবে সিন্টার করা মেশিনেবল জিরকোনিয়া সিরামিকের দ্বি-অক্ষীয় নমন শক্তি এবং ফাটল দৃঢ়তা দুইবার সিন্টার করা সিরামিকের চেয়ে বেশি। প্রাথমিক সিন্টার করা জিরকোনিয়া সিরামিকের ফাটলের ধরণ হলো আন্তঃকণা/অন্তঃকণা, এবং ফাটলের গতিপথ তুলনামূলকভাবে সরল। দুইবার সিন্টার করা জিরকোনিয়া সিরামিকের ফাটলের ধরণ প্রধানত আন্তঃকণা ফাটল, এবং ফাটলের প্রবণতা আরও আঁকাবাঁকা। যৌগিক ফাটল ধরনের বৈশিষ্ট্য সাধারণ আন্তঃকণা ফাটল ধরনের চেয়ে ভালো।
সিন্টারিং ভ্যাকুয়াম
জিরকোনিয়াকে অবশ্যই একটি ভ্যাকুয়াম পরিবেশে সিন্টার করতে হয়। সিন্টারিং প্রক্রিয়ায় প্রচুর পরিমাণে বুদবুদ তৈরি হয় এবং ভ্যাকুয়াম পরিবেশে এই বুদবুদগুলো চীনামাটির গলিত অবস্থা থেকে সহজে বেরিয়ে যেতে পারে, যা জিরকোনিয়ার ঘনত্ব উন্নত করে। এর ফলে জিরকোনিয়ার অর্ধভেদ্যতা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পায়।
উত্তাপের হার
জিরকোনিয়ার সিন্টারিং প্রক্রিয়ায়, ভালো কার্যকারিতা এবং প্রত্যাশিত ফলাফল পাওয়ার জন্য, কম তাপীয় হার অবলম্বন করা উচিত। উচ্চ তাপীয় হার চূড়ান্ত সিন্টারিং তাপমাত্রায় পৌঁছানোর সময় জিরকোনিয়ার অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রাকে অসম করে তোলে, যার ফলে ফাটল দেখা দেয় এবং ছিদ্র তৈরি হয়। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, তাপীয় হার বৃদ্ধির সাথে সাথে জিরকোনিয়া স্ফটিকের কেলাসায়ন সময় কমে যায়, স্ফটিকগুলোর মধ্যবর্তী গ্যাস নির্গত হতে পারে না এবং জিরকোনিয়া স্ফটিকের অভ্যন্তরের ছিদ্রতা সামান্য বৃদ্ধি পায়। তাপীয় হার বৃদ্ধির সাথে সাথে, জিরকোনিয়ার টেট্রাগোনাল দশার মধ্যে অল্প পরিমাণে মনোক্লিনিক স্ফটিক দশার অস্তিত্ব দেখা দিতে শুরু করে, যা এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করবে। একই সাথে, তাপীয় হার বৃদ্ধির সাথে সাথে দানাগুলো পোলারাইজড হবে, অর্থাৎ বড় এবং ছোট দানার সহাবস্থান সহজ হবে। ধীর তাপীয় হার আরও সুষম দানা গঠনে সহায়ক, যা জিরকোনিয়ার অর্ধভেদ্যতা বৃদ্ধি করে।
পোস্ট করার সময়: ১৫-আগস্ট-২০২৩