Սինտերացման ազդեցությունը ցիրկոնիումային կերամիկայի հատկությունների վրա
Որպես կերամիկական նյութի տեսակ, ցիրկոնիումը ունի բարձր ամրություն, բարձր կարծրություն, լավ մաշվածության դիմադրություն, թթվային և ալկալային դիմադրություն, բարձր ջերմաստիճանային դիմադրություն և այլ գերազանց հատկություններ: Բացի արդյունաբերական ոլորտում լայնորեն կիրառվելուց, վերջին տարիներին ատամնաշարի արդյունաբերության բուռն զարգացման շնորհիվ, ցիրկոնիումային կերամիկան դարձել է ատամնաշարի ամենաարդյունավետ նյութերից մեկը և գրավել է բազմաթիվ հետազոտողների ուշադրությունը:
Ցիրկոնե կերամիկայի աշխատանքի վրա կազդեն բազմաթիվ գործոններ, այսօր մենք կխոսենք սինտերացման ազդեցության մասին ցիրկոնիումային կերամիկայի որոշ հատկությունների վրա։
Սինտերացման մեթոդ
Ավանդական սինտերացման մեթոդը մարմինը տաքացնելն է ջերմային ճառագայթման, ջերմահաղորդականության և ջերմային կոնվեկցիայի միջոցով, այնպես որ ջերմությունը ցիրկոնիումի մակերեսից անցնում է ներքին շերտ, սակայն ցիրկոնիումի ջերմահաղորդականությունն ավելի վատ է, քան ալյումինի և այլ կերամիկական նյութերի ջերմահաղորդականությունը։ Ջերմային լարվածությունից առաջացող ճաքերը կանխելու համար ավանդական տաքացման արագությունը դանդաղ է և ժամանակը երկար, ինչը ցիրկոնիումի արտադրության ցիկլը դարձնում է երկար, իսկ արտադրական արժեքը՝ բարձր։ Վերջին տարիներին ցիրկոնիումի մշակման տեխնոլոգիայի կատարելագործումը, մշակման ժամանակը կրճատելը, արտադրական արժեքը նվազեցնելը և բարձր արդյունավետությամբ ատամնաբուժական ցիրկոնիումային կերամիկական նյութերի ստեղծումը դարձել են հետազոտությունների կիզակետ, և միկրոալիքային սինտերացումը, անկասկած, խոստումնալից սինտերացման մեթոդ է։
Պարզվել է, որ միկրոալիքային սինթերացումը և մթնոլորտային ճնշման սինթերացումը էական տարբերություն չունեն կիսաթափանցելիության և մաշվածության դիմադրության ազդեցության վրա: Պատճառն այն է, որ միկրոալիքային սինթերացման միջոցով ստացված ցիրկոնիումի խտությունը նման է ավանդական սինթերացման խտությանը, և երկուսն էլ խիտ սինթերացում են, սակայն միկրոալիքային սինթերացման առավելություններն են ցածր սինթերացման ջերմաստիճանը, մեծ արագությունը և կարճ սինթերացման ժամանակը: Այնուամենայնիվ, մթնոլորտային ճնշման սինթերացման ջերմաստիճանի բարձրացման արագությունը դանդաղ է, սինթերացման ժամանակը ավելի երկար է, իսկ ընդհանուր սինթերացման ժամանակը մոտավորապես 6-11 ժամ է: Սովորական ճնշման սինթերացման համեմատ, միկրոալիքային սինթերացումը սինթերացման նոր մեթոդ է, որն ունի կարճ սինթերացման ժամանակի, բարձր արդյունավետության և էներգախնայողության առավելություններ, ինչպես նաև կարող է բարելավել կերամիկայի միկրոկառուցվածքը:
Որոշ գիտնականներ նաև կարծում են, որ ցիրկոնիումը միկրոալիքային սինտերացումից հետո կարող է պահպանել ավելի մետաստաբիլ տեկվարտետային փուլ, հնարավոր է՝ այն պատճառով, որ միկրոալիքային արագ տաքացումը կարող է ապահովել նյութի արագ խտացում ցածր ջերմաստիճանում, հատիկի չափը փոքր է և ավելի միատարր, քան նորմալ ճնշման սինտերացման դեպքում, ցածր է t-ZrO2-ի կրիտիկական փուլային փոխակերպման չափից, ինչը նպաստում է սենյակային ջերմաստիճանում մետաստաբիլ վիճակի հնարավորինս պահպանմանը՝ բարելավելով կերամիկական նյութերի ամրությունն ու կարծրությունը։
Կրկնակի սինտերացման գործընթաց
Կոմպակտ սինթերացված ցիրկոնիումային կերամիկան կարող է մշակվել միայն հղկաձավար կտրող գործիքներով՝ բարձր կարծրության և ամրության պատճառով, և մշակման արժեքը բարձր է, իսկ ժամանակը երկար։ Վերոնշյալ խնդիրները լուծելու համար երբեմն ցիրկոնիումային կերամիկան օգտագործվում է կրկնակի սինթերացման գործընթացով՝ կերամիկական մարմնի ձևավորումից և նախնական սինթերացումից հետո, CAD/CAM ուժեղացման մեքենայով՝ ցանկալի ձևին հասնելու համար, ապա սինթերացվում է վերջնական սինթերացման ջերմաստիճանին՝ նյութը լիովին խիտ դարձնելու համար։
Պարզվել է, որ երկու սինթերացման գործընթացները կփոխեն ցիրկոնիումային կերամիկայի սինթերացման կինետիկան և որոշակի ազդեցություն կունենան ցիրկոնիումային կերամիկայի սինթերացման խտության, մեխանիկական հատկությունների և միկրոկառուցվածքի վրա: Խիտ վիճակում սինթերացված մեքենայական ցիրկոնիումային կերամիկայի մեխանիկական հատկություններն ավելի լավն են, քան կրկնակի սինթերացվածներինը: Խիտ վիճակում սինթերացված մեքենայական ցիրկոնիումային կերամիկայի երկառանցքային ծռման ամրությունն ու կոտրման դիմադրողականությունը ավելի բարձր են, քան կրկնակի սինթերացվածներինը: Առաջնային սինթերացված ցիրկոնիումային կերամիկայի կոտրման ռեժիմը տրանսհատիկավոր/միջհատիկային է, և ճաքի առաջացումը համեմատաբար ուղիղ է: Երկու անգամ սինթերացված ցիրկոնիումային կերամիկայի կոտրման ռեժիմը հիմնականում միջհատիկային կոտրվածք է, և ճաքի առաջացման միտումն ավելի ոլորապտույտ է: Կոմպոզիտային կոտրման ռեժիմի հատկություններն ավելի լավն են, քան պարզ միջհատիկային կոտրման ռեժիմի:
Սինտերացման վակուում
Ցիրկոնիան պետք է թրծվի վակուումային միջավայրում, թրծման գործընթացում կառաջանան մեծ քանակությամբ փուչիկներ, և վակուումային միջավայրում փուչիկները հեշտությամբ դուրս են գալիս ճենապակյա մարմնի հալված վիճակից, բարելավելով ցիրկոնիումի խտությունը, դրանով իսկ մեծացնելով ցիրկոնիումի կիսաթափանցելիությունը և մեխանիկական հատկությունները։
Ջեռուցման արագություն
Ցիրկոնիայի սինտերացման գործընթացում, լավ աշխատանքի և սպասվող արդյունքների հասնելու համար, պետք է ընդունել ավելի ցածր տաքացման արագություն: Բարձր տաքացման արագությունը ցիրկոնիումի ներքին ջերմաստիճանը դարձնում է անհավասար վերջնական սինտերացման ջերմաստիճանին հասնելու ժամանակ, ինչը հանգեցնում է ճաքերի առաջացմանը և ծակոտիների առաջացմանը: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ տաքացման արագության աճին զուգընթաց, ցիրկոնիումի բյուրեղների բյուրեղացման ժամանակը կրճատվում է, բյուրեղների միջև գազը չի կարող դուրս գալ, և ցիրկոնիումի բյուրեղների ներսում ծակոտկենությունը փոքր-ինչ մեծանում է: Տաքացման արագության աճին զուգընթաց, ցիրկոնիումի քառանկյուն փուլում սկսում է գոյություն ունենալ մոնոկլինիկ բյուրեղային փուլի փոքր քանակություն, ինչը կազդի մեխանիկական հատկությունների վրա: Միևնույն ժամանակ, տաքացման արագության աճին զուգընթաց, հատիկները կբևեռացվեն, այսինքն՝ մեծ և փոքր հատիկների համակեցությունը հեշտ է: Ավելի դանդաղ տաքացման արագությունը նպաստում է ավելի միատարր հատիկների առաջացմանը, ինչը մեծացնում է ցիրկոնիումի կիսաթափանցելիությունը:
Հրապարակման ժամանակը. Հուլիս-24-2023