Áhrif sintrunar á eiginleika sirkoníumkeramik

Áhrif sintrunar á eiginleika sirkoníumkeramik

Sem keramikefni hefur sirkon mikinn styrk, mikla hörku, góða slitþol, sýru- og basaþol, háan hitaþol og aðra framúrskarandi eiginleika. Auk þess að vera mikið notað í iðnaði, með kröftugri þróun gervitannaiðnaðarins á undanförnum árum, hefur sirkonkeramik orðið mögulegasta gervitannaefnið og vakið athygli margra vísindamanna.

Margir þættir hafa áhrif á afköst sirkoníumkeramiksins, í dag ræðum við um áhrif sintrunar á suma eiginleika sirkoníumkeramiksins.

Sinterunaraðferð

Hefðbundnar sintrunaraðferðir eru hitaðar með varmageislun, varmaleiðni og varmaburði, þannig að hitinn fer frá yfirborði sirkonsíunnar inn í rýmið, en varmaleiðni sirkonsíunnar er verri en hjá áloxíði og öðrum keramikefnum. Til að koma í veg fyrir sprungur af völdum varmaálags er hefðbundinn hitunarhraði hægur og tíminn langur, sem gerir framleiðsluferlið á sirkonsíunni lengra og framleiðslukostnaðinn hátt. Á undanförnum árum hefur rannsóknum verið beint að því að bæta vinnslutækni sirkonsíunnar, stytta vinnslutímann, lækka framleiðslukostnað og veita hágæða sirkonsírópskeramikefni. Örbylgjusintrun er án efa efnileg sintrunaraðferð.

Komið hefur í ljós að örbylgjusintrun og andrúmsloftsþrýstingssintrun hafa engan marktækan mun á áhrifum hálfgegndræpis og slitþols. Ástæðan er sú að þéttleiki sirkons sem fæst með örbylgjusintrun er svipaður og hefðbundin sintun, og bæði eru þétt sintun, en kostir örbylgjusintrun eru lágt sintunarhitastig, mikill hraði og stuttur sintunartími. Hins vegar er hitastigshækkunin við andrúmsloftsþrýstingssintrun hæg, sintunartíminn er lengri og heildar sintunartíminn er um það bil 6-11 klst. Í samanburði við venjulega þrýstingssintrun er örbylgjusintrun ný sintunaraðferð, sem hefur kosti stutts sintunartíma, mikillar skilvirkni og orkusparnaðar og getur bætt örbyggingu keramik.

Sumir fræðimenn telja einnig að sirkon eftir örbylgjusintrun geti viðhaldið meira stöðugu tekvartettfasa, hugsanlega vegna þess að hraðhitun í örbylgju getur náð hraðari þéttingu efnisins við lægra hitastig, kornastærðin er minni og jafnari en við venjulegan þrýstingsintrun, lægri en mikilvæg fasabreytingarstærð t-ZrO2, sem stuðlar að því að viðhalda eins miklu og mögulegt er í stöðugu ástandi við stofuhita, sem bætir styrk og seiglu keramikefna.

Tvöföld sintunarferli

Sinterað sirkoníum er aðeins hægt að vinna með smergilsskurðarverkfærum vegna mikillar hörku og styrks, og vinnslukostnaðurinn er hár og tíminn langur. Til að leysa ofangreind vandamál er stundum notað sirkoníum í tvíþættri sintrun. Eftir myndun keramikhlutans og upphafs sintrun er CAD/CAM magnunarvinnsla framkvæmd í æskilega lögun og síðan sintrað þar til loka sintrunarhitastigið er náð til að gera efnið fullkomlega þétt.

Komið hefur í ljós að tvær sintrunaraðferðir breyta sintrunarhraða sirkonkeramiksins og hafa ákveðin áhrif á sintrunarþéttleika, vélræna eiginleika og örbyggingu sirkonkeramiksins. Vélrænir eiginleikar vinnsluhæfs sirkonkeramiksins sem er sintrað einu sinni þétt eru betri en þeirra sem eru sintruð tvisvar. Tvíása beygjustyrkur og brotseigja vinnsluhæfs sirkonkeramiksins sem er sintrað einu sinni þétt eru hærri en þeirra sem eru sintruð tvisvar. Brotaháttur frumsintraðs sirkonkeramiksins er þverkorna/millikorna og sprunguáhrifin eru tiltölulega bein. Brotaháttur tvísintraðs sirkonkeramiksins er aðallega millikornabrot og sprunguþróunin er hlykkjóttari. Eiginleikar samsetts brotaháttar eru betri en einfalds millikornabrotaháttar.

Sintrunartóm

Sirkoníum verður að sintra í lofttæmi, því í sintunarferlinu myndast mikið magn af loftbólum og í lofttæmi losna loftbólur auðveldlega úr bráðnu ástandi postulínshlutans, sem bætir þéttleika sirkoníumsins og eykur þannig hálfgegndræpi og vélræna eiginleika sirkoníumsins.

Upphitunarhraði

Til að ná góðum árangri og væntanlegum árangri við sintrun sirkons ætti að nota lægri upphitunarhraða. Hár upphitunarhraði gerir innra hitastig sirkons ójafnt þegar loka sintunarhitastigi er náð, sem leiðir til sprungna og myndunar svitahola. Niðurstöðurnar sýna að með aukinni upphitunarhraða styttist kristöllunartími sirkonskristalla, ekki er hægt að losa gasið á milli kristalla og svitaholið inni í sirkonskristallunum eykst lítillega. Með aukinni upphitunarhraða byrjar lítið magn af einhliða kristallafasa að myndast í fjórhyrningsfasa sirkons, sem hefur áhrif á vélræna eiginleika. Á sama tíma, með aukinni upphitunarhraða, verða kornin skautuð, það er að segja, samlíf stærri og smærri korna er auðveldara. Hægari upphitunarhraði stuðlar að myndun einsleitari korna, sem eykur hálfgegndræpi sirkons.