ज़िरकोनिया सिरेमिक के गुणों पर सिंटरिंग का प्रभाव

एक प्रकार की सिरेमिक सामग्री के रूप में, ज़िरकोनियम में उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, अच्छा पहनने का प्रतिरोध, एसिड और क्षार प्रतिरोध, उच्च तापमान प्रतिरोध और अन्य उत्कृष्ट गुण हैं। औद्योगिक क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने के अलावा, हाल के वर्षों में डेन्चर उद्योग के जोरदार विकास के साथ, ज़िरकोनिया सिरेमिक सबसे संभावित डेन्चर सामग्री बन गए हैं और कई शोधकर्ताओं का ध्यान आकर्षित किया है।

सिंटरिंग विधि

पारंपरिक सिंटरिंग विधि ऊष्मा विकिरण, ऊष्मा चालन, ऊष्मा संवहन के माध्यम से शरीर को गर्म करना है, ताकि ऊष्मा ज़िरकोनिया की सतह से आंतरिक भाग तक हो, लेकिन ज़िरकोनिया की तापीय चालकता एल्यूमिना और अन्य सिरेमिक सामग्रियों की तुलना में खराब है। थर्मल तनाव के कारण होने वाली दरार को रोकने के लिए, पारंपरिक हीटिंग गति धीमी होती है और समय लंबा होता है, जिससे ज़िरकोनिया का उत्पादन चक्र लंबा हो जाता है और उत्पादन लागत अधिक होती है। हाल के वर्षों में, ज़िरकोनिया की प्रसंस्करण तकनीक में सुधार, प्रसंस्करण समय को छोटा करना, उत्पादन लागत को कम करना और उच्च प्रदर्शन वाले डेंटल ज़िरकोनिया सिरेमिक सामग्री प्रदान करना अनुसंधान का केंद्र बन गया है, और माइक्रोवेव सिंटरिंग निस्संदेह एक आशाजनक सिंटरिंग विधि है।

यह पाया गया है कि माइक्रोवेव सिंटरिंग और वायुमंडलीय दबाव सिंटरिंग में अर्ध-पारगम्यता और पहनने के प्रतिरोध के प्रभाव पर कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं है। इसका कारण यह है कि माइक्रोवेव सिंटरिंग द्वारा प्राप्त ज़िरकोनिया का घनत्व पारंपरिक सिंटरिंग के समान है, और दोनों घने सिंटरिंग हैं, लेकिन माइक्रोवेव सिंटरिंग के फायदे कम सिंटरिंग तापमान, तेज़ गति और कम सिंटरिंग समय हैं। हालांकि, वायुमंडलीय दबाव सिंटरिंग की तापमान वृद्धि दर धीमी है, सिंटरिंग समय लंबा है, और पूरे सिंटरिंग समय लगभग 6-11 घंटे है। सामान्य दबाव सिंटरिंग की तुलना में, माइक्रोवेव सिंटरिंग एक नई सिंटरिंग विधि है, जिसमें कम सिंटरिंग समय, उच्च दक्षता और ऊर्जा की बचत के फायदे हैं, और सिरेमिक की सूक्ष्म संरचना में सुधार कर सकते हैं।

कुछ विद्वानों का यह भी मानना ​​है कि माइक्रोवेव सिंटरिंग के बाद ज़िरकोनिया अधिक मेटास्टेबल टेक्वार्टेट चरण बनाए रख सकता है, संभवतः क्योंकि माइक्रोवेव तेजी से हीटिंग कम तापमान पर सामग्री के तेजी से घनत्व को प्राप्त कर सकता है, अनाज का आकार सामान्य दबाव सिंटरिंग की तुलना में छोटा और अधिक समान होता है, टी-जेडआरओ 2 के महत्वपूर्ण चरण परिवर्तन आकार से कम होता है, जो कमरे के तापमान पर मेटास्टेबल स्थिति में जितना संभव हो सके बनाए रखने के लिए अनुकूल होता है, सिरेमिक सामग्री की ताकत और क्रूरता में सुधार करता है।

डबल सिंटरिंग प्रक्रिया

कॉम्पैक्ट सिंटर्ड ज़िरकोनिया सिरेमिक को केवल उच्च कठोरता और ताकत के कारण एमरी कटिंग टूल्स के साथ संसाधित किया जा सकता है, और प्रसंस्करण लागत अधिक है और समय लंबा है। उपरोक्त समस्याओं को हल करने के लिए, कभी-कभी ज़िरकोनिया सिरेमिक को दो बार सिंटरिंग प्रक्रिया का उपयोग किया जाएगा, सिरेमिक बॉडी के गठन और प्रारंभिक सिंटरिंग के बाद, सीएडी / सीएएम प्रवर्धन मशीनिंग वांछित आकार में, और फिर अंतिम सिंटरिंग तापमान पर सिंटरिंग करके सामग्री को पूरी तरह से घना बना दिया जाएगा।

यह पाया गया है कि दो सिंटरिंग प्रक्रियाएँ ज़िरकोनिया सिरेमिक की सिंटरिंग गतिकी को बदल देंगी, और ज़िरकोनिया सिरेमिक के सिंटरिंग घनत्व, यांत्रिक गुणों और सूक्ष्म संरचना पर कुछ प्रभाव डालेंगी। एक बार सघन होने पर सिंटरिंग करने योग्य ज़िरकोनिया सिरेमिक के यांत्रिक गुण दो बार सिंटरिंग करने वाले सिरेमिक से बेहतर होते हैं। एक बार सघन होने पर सिंटरिंग करने योग्य ज़िरकोनिया सिरेमिक की द्विअक्षीय झुकने की शक्ति और फ्रैक्चर की कठोरता दो बार सिंटरिंग करने वाले सिरेमिक की तुलना में अधिक होती है। प्राथमिक सिंटरिंग ज़िरकोनिया सिरेमिक का फ्रैक्चर मोड ट्रांसग्रेन्युलर/इंटरग्रेन्युलर होता है, और क्रैक स्ट्राइक अपेक्षाकृत सीधा होता है। दो बार सिंटरिंग करने वाले ज़िरकोनिया सिरेमिक का फ्रैक्चर मोड मुख्य रूप से इंटरग्रेन्युलर फ्रैक्चर होता है, और क्रैक की प्रवृत्ति अधिक टेढ़ी होती है। कम्पोजिट फ्रैक्चर मोड के गुण सरल इंटरग्रेन्युलर फ्रैक्चर मोड से बेहतर होते हैं।

सिंटरिंग वैक्यूम

ज़िरकोनिया को वैक्यूम वातावरण में सिंटर किया जाना चाहिए, सिंटरिंग प्रक्रिया में बड़ी संख्या में बुलबुले पैदा होंगे, और वैक्यूम वातावरण में, बुलबुले चीनी मिट्टी के बरतन शरीर के पिघले हुए राज्य से निर्वहन करना आसान है, ज़िरकोनिया के घनत्व में सुधार होता है, जिससे ज़िरकोनिया की अर्ध-पारगम्यता और यांत्रिक गुणों में वृद्धि होती है।

तापन दर

ज़िरकोनिया की सिंटरिंग प्रक्रिया में, अच्छे प्रदर्शन और अपेक्षित परिणाम प्राप्त करने के लिए, कम हीटिंग दर को अपनाया जाना चाहिए। उच्च हीटिंग दर अंतिम सिंटरिंग तापमान तक पहुँचने पर ज़िरकोनिया के आंतरिक तापमान को असमान बनाती है, जिससे दरारें दिखाई देती हैं और छिद्रों का निर्माण होता है। परिणाम बताते हैं कि हीटिंग दर की वृद्धि के साथ, ज़िरकोनिया क्रिस्टल का क्रिस्टलीकरण समय छोटा हो जाता है, क्रिस्टल के बीच गैस को डिस्चार्ज नहीं किया जा सकता है, और ज़िरकोनिया क्रिस्टल के अंदर छिद्र थोड़ा बढ़ जाता है। हीटिंग दर की वृद्धि के साथ, ज़िरकोनिया के टेट्रागोनल चरण में थोड़ी मात्रा में मोनोक्लिनिक क्रिस्टल चरण मौजूद होने लगता है, जो यांत्रिक गुणों को प्रभावित करेगा। उसी समय, हीटिंग दर की वृद्धि के साथ, दाने ध्रुवीकृत हो जाएंगे, यानी बड़े और छोटे दानों का सह-अस्तित्व आसान है। धीमी हीटिंग दर अधिक समान दानों के निर्माण के लिए अनुकूल है, जो ज़िरकोनिया की अर्धपारगम्यता को बढ़ाती है।