Com a material ceràmic, el zirconi té una alta resistència, una alta duresa, una bona resistència al desgast, resistència als àcids i als àlcalis, resistència a altes temperatures i altres propietats excel·lents. A més de ser àmpliament utilitzat en el camp industrial, amb el vigorós desenvolupament de la indústria de les pròtesis dentals en els darrers anys, la ceràmica de zircònia s'ha convertit en el material de pròtesis dentals amb més potencial i ha atret l'atenció de molts investigadors.
Mètode de sinterització
El mètode tradicional de sinterització consisteix a escalfar el cos mitjançant la radiació de calor, la conducció de calor i la convecció de calor, de manera que la calor es transmeti des de la superfície de la zircònia cap a l'interior, però la conductivitat tèrmica de la zircònia és pitjor que la de l'alúmina i altres materials ceràmics. Per evitar les esquerdes causades per l'estrès tèrmic, la velocitat d'escalfament tradicional és lenta i el temps és llarg, cosa que fa que el cicle de producció de la zircònia sigui llarg i el cost de producció sigui elevat. En els darrers anys, la millora de la tecnologia de processament de la zircònia, l'escurçament del temps de processament, la reducció del cost de producció i el subministrament de materials ceràmics de zircònia dental d'alt rendiment s'han convertit en el focus de la investigació, i la sinterització per microones és sens dubte un mètode de sinterització prometedor.
S'ha constatat que la sinterització per microones i la sinterització a pressió atmosfèrica no tenen cap diferència significativa en la influència de la semipermeabilitat i la resistència al desgast. La raó és que la densitat de zircònia obtinguda per sinterització per microones és similar a la de la sinterització convencional, i ambdues són sinteritzacions denses, però els avantatges de la sinterització per microones són la baixa temperatura de sinterització, la velocitat ràpida i el curt temps de sinterització. Tanmateix, la velocitat d'augment de temperatura de la sinterització a pressió atmosfèrica és lenta, el temps de sinterització és més llarg i el temps total de sinterització és d'aproximadament 6-11 h. En comparació amb la sinterització a pressió normal, la sinterització per microones és un nou mètode de sinterització, que té els avantatges d'un curt temps de sinterització, una alta eficiència i estalvi d'energia, i pot millorar la microestructura de la ceràmica.
Alguns estudiosos també creuen que la zircònia després de la sinterització per microones pot mantenir una fase tequartet més metaestable, possiblement perquè l'escalfament ràpid per microones pot aconseguir una densificació ràpida del material a una temperatura més baixa, la mida del gra és més petita i més uniforme que la de la sinterització a pressió normal, inferior a la mida de transformació de fase crítica del t-ZrO2, cosa que afavoreix el màxim possible en estat metaestable a temperatura ambient, millorant la resistència i la tenacitat dels materials ceràmics.
Procés de doble sinterització
La ceràmica compacta de zircònia sinteritzada només es pot processar amb eines de tall d'esmeri a causa de la seva alta duresa i resistència, i el cost de processament és elevat i el temps és llarg. Per resoldre els problemes anteriors, de vegades la ceràmica de zircònia s'utilitza dues vegades en el procés de sinterització: després de la formació del cos ceràmic i la sinterització inicial, es mecanitza per amplificació CAD/CAM a la forma desitjada i, a continuació, es sinteritza fins a la temperatura de sinterització final per fer que el material sigui completament dens.
S'ha descobert que dos processos de sinterització canviaran la cinètica de sinterització de la ceràmica de zircònia i tindran certs efectes sobre la densitat de sinterització, les propietats mecàniques i la microestructura de la ceràmica de zircònia. Les propietats mecàniques de la ceràmica de zircònia mecanitzable sinteritzada un cop densa són millors que les sinteritzades dues vegades. La resistència a la flexió biaxial i la tenacitat a la fractura de la ceràmica de zircònia mecanitzable sinteritzada un cop compacta són superiors a les sinteritzades dues vegades. El mode de fractura de la ceràmica de zircònia sinteritzada primària és transgranular/intergranular, i la fissura és relativament recta. El mode de fractura de la ceràmica de zircònia sinteritzada dues vegades és principalment fractura intergranular, i la tendència de la fissura és més tortuosa. Les propietats del mode de fractura compost són millors que el mode de fractura intergranular simple.
Buit de sinterització
La zircònia s'ha de sinteritzar en un ambient de buit, ja que durant el procés de sinterització es produiran un gran nombre de bombolles, i en un ambient de buit, les bombolles es descarreguen fàcilment de l'estat fos del cos de porcellana, millorant la densitat de la zircònia, augmentant així la semipermeabilitat i les propietats mecàniques de la zircònia.
Taxa de calefacció
En el procés de sinterització de zircònia, per obtenir un bon rendiment i els resultats esperats, s'ha d'adoptar una velocitat d'escalfament més baixa. L'alta velocitat d'escalfament fa que la temperatura interna de la zircònia sigui desigual en arribar a la temperatura final de sinterització, cosa que provoca l'aparició d'esquerdes i la formació de porus. Els resultats mostren que amb l'augment de la velocitat d'escalfament, el temps de cristal·lització dels cristalls de zircònia s'escurça, el gas entre els cristalls no es pot descarregar i la porositat dins dels cristalls de zircònia augmenta lleugerament. Amb l'augment de la velocitat d'escalfament, comença a existir una petita quantitat de fase cristal·lina monoclínica a la fase tetragonal de la zircònia, cosa que afectarà les propietats mecàniques. Al mateix temps, amb l'augment de la velocitat d'escalfament, els grans es polaritzaran, és a dir, la coexistència de grans més grans i més petits serà fàcil. La velocitat d'escalfament més lenta afavoreix la formació de grans més uniformes, cosa que augmenta la semipermeabilitat de la zircònia.
Data de publicació: 15 d'agost de 2023