Como material cerámico, el zirconio posee alta resistencia, dureza, buena resistencia al desgaste, resistencia a ácidos y álcalis, resistencia a altas temperaturas y otras excelentes propiedades. Además de su amplio uso en el ámbito industrial, con el vigoroso desarrollo de la industria de prótesis dentales en los últimos años, la cerámica de zirconio se ha convertido en uno de los materiales con mayor potencial para prótesis dentales y ha atraído la atención de numerosos investigadores.
Método de sinterización
El método tradicional de sinterización consiste en calentar el cuerpo mediante radiación, conducción y convección térmica, de modo que el calor se transmite desde la superficie de la zirconia hacia el interior. Sin embargo, su conductividad térmica es inferior a la de la alúmina y otros materiales cerámicos. Para evitar el agrietamiento causado por el estrés térmico, la velocidad de calentamiento tradicional es lenta y el tiempo prolongado, lo que prolonga el ciclo de producción de la zirconia y eleva su coste. En los últimos años, la mejora de la tecnología de procesamiento de la zirconia, la reducción del tiempo de procesamiento, la reducción del coste de producción y la obtención de materiales cerámicos de zirconia dental de alto rendimiento se han convertido en el foco de la investigación, y la sinterización por microondas es, sin duda, un método de sinterización prometedor.
Se ha comprobado que la sinterización por microondas y la sinterización a presión atmosférica no presentan diferencias significativas en cuanto a la semipermeabilidad y la resistencia al desgaste. Esto se debe a que la densidad de la zirconia obtenida mediante sinterización por microondas es similar a la de la sinterización convencional, y ambas son de alta densidad. Sin embargo, las ventajas de la sinterización por microondas son la baja temperatura, la alta velocidad y el corto tiempo de sinterización. Sin embargo, la sinterización a presión atmosférica aumenta lentamente su temperatura, su tiempo de sinterización es mayor y el tiempo total de sinterización es de aproximadamente 6-11 h. En comparación con la sinterización a presión normal, la sinterización por microondas es un nuevo método que ofrece las ventajas de un corto tiempo de sinterización, alta eficiencia y ahorro energético, además de mejorar la microestructura de la cerámica.
Algunos estudiosos también creen que la zirconia después de la sinterización por microondas puede mantener una fase tequartet más metaestable, posiblemente porque el calentamiento rápido por microondas puede lograr una rápida densificación del material a una temperatura más baja, el tamaño de grano es más pequeño y más uniforme que el de la sinterización a presión normal, menor que el tamaño de transformación de fase crítica de t-ZrO2, lo que favorece el mantenimiento tanto como sea posible en estado metaestable a temperatura ambiente, mejorando la resistencia y tenacidad de los materiales cerámicos.
Proceso de doble sinterización
La cerámica de zirconio sinterizada compacta solo puede procesarse con herramientas de corte de esmeril debido a su alta dureza y resistencia, y a su alto coste y largo tiempo de procesamiento. Para solucionar estos problemas, en ocasiones la cerámica de zirconio se sinteriza dos veces: tras la formación del cuerpo cerámico y la sinterización inicial, el mecanizado de amplificación CAD/CAM hasta obtener la forma deseada y, finalmente, la sinterización a la temperatura final para lograr una densidad completa del material.
Se ha descubierto que dos procesos de sinterización cambiarán la cinética de sinterización de la cerámica de zirconia y tendrán ciertos efectos en la densidad de sinterización, las propiedades mecánicas y la microestructura de la cerámica de zirconia. Las propiedades mecánicas de la cerámica de zirconia mecanizable sinterizada una vez densa son mejores que las sinterizadas dos veces. La resistencia a la flexión biaxial y la tenacidad a la fractura de la cerámica de zirconia mecanizable sinterizada una vez compacta son mayores que las sinterizadas dos veces. El modo de fractura de la cerámica de zirconia sinterizada primaria es transgranular/intergranular, y el rumbo de la grieta es relativamente recto. El modo de fractura de la cerámica de zirconia sinterizada dos veces es principalmente una fractura intergranular, y la tendencia de la grieta es más tortuosa. Las propiedades del modo de fractura compuesta son mejores que el modo de fractura intergranular simple.
Vacío de sinterización
La zirconia debe sinterizarse en un entorno de vacío, en el proceso de sinterización se producirá una gran cantidad de burbujas y, en un entorno de vacío, las burbujas son fáciles de descargar del estado fundido del cuerpo de porcelana, mejoran la densidad de la zirconia, aumentando así la semipermeabilidad y las propiedades mecánicas de la zirconia.
Tasa de calentamiento
En el proceso de sinterización de zirconio, para obtener un buen rendimiento y los resultados esperados, se recomienda utilizar una velocidad de calentamiento más baja. Esta velocidad provoca que la temperatura interna del zirconio sea desigual al alcanzar la temperatura final de sinterización, lo que provoca la aparición de grietas y la formación de poros. Los resultados muestran que, al aumentar la velocidad de calentamiento, se acorta el tiempo de cristalización de los cristales de zirconio, se impide la salida del gas entre los cristales y aumenta ligeramente la porosidad en su interior. Con el aumento de la velocidad de calentamiento, se forma una pequeña cantidad de fase cristalina monoclínica en la fase tetragonal del zirconio, lo que afecta a las propiedades mecánicas. Al mismo tiempo, al aumentar la velocidad de calentamiento, los granos se polarizan, es decir, facilita la coexistencia de granos grandes y pequeños. Una velocidad de calentamiento más lenta favorece la formación de granos más uniformes, lo que aumenta la semipermeabilidad del zirconio.
Hora de publicación: 15 de agosto de 2023