A cirkónium, mint kerámiaanyag, nagy szilárdságú, nagy keménységű, jó kopásállósággal, sav- és lúgállósággal, magas hőmérséklettel és egyéb kiváló tulajdonságokkal rendelkezik. Az ipari területen való széles körű alkalmazás mellett a fogpótlás-ipar erőteljes fejlődésével az elmúlt években a cirkónium kerámiák a legpotenciálisabb fogpótlás-anyaggá váltak, és számos kutató figyelmét felkeltették.
Szinterelési módszer
A hagyományos szinterelési módszer a test hősugárzással, hővezetéssel és hőkonvekcióval történő melegítését jelenti, így a hő a cirkónium-dioxid felületéről a belsejébe jut, de a cirkónium-dioxid hővezető képessége rosszabb, mint az alumínium-oxid és más kerámiaanyagoké. A hőfeszültség okozta repedések megelőzése érdekében a hagyományos melegítési sebesség lassú és az idő hosszú, ami a cirkónium-dioxid gyártási ciklusát hosszúvá és a termelési költségeket magassá teszi. Az elmúlt években a cirkónium-dioxid feldolgozási technológiájának fejlesztése, a feldolgozási idő lerövidítése, a termelési költségek csökkentése és a nagy teljesítményű fogászati cirkónium-dioxid kerámia anyagok biztosítása a kutatás középpontjába került, és a mikrohullámú szinterelés kétségtelenül ígéretes szinterelési módszer.
Megállapították, hogy a mikrohullámú szinterelés és a légköri nyomáson történő szinterelés között nincs jelentős különbség a féligáteresztő képesség és a kopásállóság befolyásolásában. Ennek az az oka, hogy a mikrohullámú szintereléssel kapott cirkónium-dioxid sűrűsége hasonló a hagyományos szintereléshez, és mindkettő sűrű szinterelésű, de a mikrohullámú szinterelés előnyei az alacsony szinterelési hőmérséklet, a gyors sebesség és a rövid szinterelési idő. A légköri nyomáson történő szinterelés hőmérséklet-emelkedési sebessége azonban lassú, a szinterelési idő hosszabb, és a teljes szinterelési idő körülbelül 6-11 óra. A normál nyomáson történő szintereléshez képest a mikrohullámú szinterelés egy új szinterelési módszer, amelynek előnyei a rövid szinterelési idő, a nagy hatékonyság és az energiatakarékosság, valamint a kerámia mikroszerkezetének javítása.
Egyes tudósok azt is hiszik, hogy a cirkónium-dioxid a mikrohullámú szinterezés után metastabilabb tekvartett fázist tud fenntartani, valószínűleg azért, mert a mikrohullámú gyors melegítés alacsonyabb hőmérsékleten gyors tömörödést eredményezhet az anyagban, a szemcseméret kisebb és egyenletesebb, mint a normál nyomású szinterezésnél, alacsonyabb, mint a t-ZrO2 kritikus fázisátalakítási mérete, ami elősegíti a lehető legnagyobb mértékű metastabil állapot fenntartását szobahőmérsékleten, javítva a kerámia anyagok szilárdságát és szívósságát.
Dupla szinterezési eljárás
A tömör szinterezett cirkónium-dioxid kerámiákat nagy keménységük és szilárdságuk miatt csak csiszolószerszámokkal lehet megmunkálni, a feldolgozási költségek magasak és az idő hosszú. A fenti problémák megoldása érdekében a cirkónium-dioxid kerámiákat néha kétszeres szinterelési eljárással alkalmazzák: a kerámia test kialakítása és a kezdeti szinterelés után CAD/CAM erősítésű megmunkálás a kívánt formára, majd szinterelik a végső szinterelési hőmérsékletre, hogy az anyag teljesen tömör legyen.
Megállapították, hogy két szinterelési folyamat megváltoztatja a cirkónium-dioxid kerámiák szinterelési kinetikáját, és bizonyos hatással lesz a cirkónium-dioxid kerámiák szinterelési sűrűségére, mechanikai tulajdonságaira és mikroszerkezetére. Az egyszer tömörre szinterezett megmunkálható cirkónium-dioxid kerámiák mechanikai tulajdonságai jobbak, mint a kétszer szinterezettek. Az egyszer tömörre szinterezett megmunkálható cirkónium-dioxid kerámiák biaxiális hajlítószilárdsága és törési szívóssága magasabb, mint a kétszer szinterezetteké. Az elsődlegesen szinterezett cirkónium-dioxid kerámiák törési módja transzgranuláris/intergranuláris, és a repedés lefutása viszonylag egyenes. A kétszer szinterezett cirkónium-dioxid kerámiák törési módja főként intergranuláris, és a repedésirány kanyargósabb. A kompozit törési mód tulajdonságai jobbak, mint az egyszerű intergranuláris törési módé.
Szinterelő vákuum
A cirkónium-dioxidot vákuumkörnyezetben kell szinterelni, a szinterelési folyamat során nagyszámú buborék képződik, és vákuumkörnyezetben a buborékok könnyen kiürülnek a porcelán test olvadt állapotából, javítják a cirkónium-dioxid sűrűségét, ezáltal növelve a cirkónium-dioxid féligáteresztő képességét és mechanikai tulajdonságait.
Fűtési sebesség
A cirkónium-dioxid szinterelési folyamata során a jó teljesítmény és a várt eredmények elérése érdekében alacsonyabb melegítési sebességet kell alkalmazni. A magas melegítési sebesség miatt a cirkónium-dioxid belső hőmérséklete egyenetlen lesz a végső szinterelési hőmérséklet elérésekor, ami repedések megjelenéséhez és pórusok kialakulásához vezet. Az eredmények azt mutatják, hogy a melegítési sebesség növelésével a cirkónium-dioxid kristályok kristályosodási ideje lerövidül, a kristályok közötti gáz nem tud távozni, és a cirkónium-dioxid kristályok belsejében lévő porozitás kissé megnő. A melegítési sebesség növelésével kis mennyiségű monoklin kristályfázis kezd megjelenni a cirkónium-dioxid tetragonális fázisában, ami befolyásolja a mechanikai tulajdonságokat. Ugyanakkor a melegítési sebesség növelésével a szemcsék polarizálódnak, azaz a nagyobb és kisebb szemcsék könnyebben léteznek együtt. A lassabb melegítési sebesség egyenletesebb szemcsék képződéséhez vezet, ami növeli a cirkónium-dioxid féligáteresztő képességét.
Közzététel ideje: 2023. augusztus 15.