Sebagai sejenis bahan seramik, zirkonium mempunyai kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, rintangan haus yang baik, rintangan asid dan alkali, rintangan suhu tinggi dan ciri-ciri cemerlang yang lain. Selain digunakan secara meluas dalam bidang perindustrian, dengan perkembangan pesat industri gigi palsu dalam beberapa tahun kebelakangan ini, seramik zirkonia telah menjadi bahan gigi palsu yang paling berpotensi dan menarik perhatian ramai penyelidik.
Kaedah pensinteran
Kaedah sintering tradisional adalah dengan memanaskan badan melalui sinaran haba, pengaliran haba, perolakan haba, supaya haba dari permukaan zirkonia ke bahagian dalam, tetapi kekonduksian haba zirkonia adalah lebih teruk daripada alumina dan bahan seramik lain. Untuk mengelakkan keretakan yang disebabkan oleh tekanan haba, kelajuan pemanasan tradisional adalah perlahan dan masa yang panjang, yang menjadikan kitaran pengeluaran zirkonia panjang dan kos pengeluaran tinggi. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penambahbaikan teknologi pemprosesan zirkonia, memendekkan masa pemprosesan, mengurangkan kos pengeluaran, dan menyediakan bahan seramik zirkonia pergigian berprestasi tinggi telah menjadi tumpuan penyelidikan, dan sintering gelombang mikro tidak syak lagi merupakan kaedah sintering yang menjanjikan.
Didapati bahawa sintering gelombang mikro dan sintering tekanan atmosfera tidak mempunyai perbezaan yang ketara terhadap pengaruh separa kebolehtelapan dan rintangan haus. Ini kerana ketumpatan zirkonia yang diperoleh melalui sintering gelombang mikro adalah serupa dengan sintering konvensional, dan kedua-duanya adalah sintering padat, tetapi kelebihan sintering gelombang mikro adalah suhu sintering yang rendah, kelajuan yang pantas dan masa sintering yang pendek. Walau bagaimanapun, kadar kenaikan suhu sintering tekanan atmosfera adalah perlahan, masa sintering lebih lama, dan keseluruhan masa sintering adalah kira-kira 6-11 jam. Berbanding dengan sintering tekanan biasa, sintering gelombang mikro adalah kaedah sintering baharu, yang mempunyai kelebihan masa sintering yang pendek, kecekapan yang tinggi dan penjimatan tenaga, dan boleh meningkatkan mikrostruktur seramik.
Sesetengah sarjana juga percaya bahawa zirkonia selepas sintering gelombang mikro boleh mengekalkan fasa tekuartet yang lebih metastabil, mungkin kerana pemanasan pantas gelombang mikro boleh mencapai pemadatan bahan yang cepat pada suhu yang lebih rendah, saiz butiran lebih kecil dan lebih seragam daripada sintering tekanan biasa, lebih rendah daripada saiz transformasi fasa kritikal t-ZrO2, yang kondusif untuk mengekalkan sebanyak mungkin dalam keadaan metastabil pada suhu bilik, meningkatkan kekuatan dan ketahanan bahan seramik.
Proses pensinteran berganda
Seramik zirkonia sinter padat hanya boleh diproses dengan alat pemotong emery kerana kekerasan dan kekuatannya yang tinggi, dan kos pemprosesannya tinggi serta masa yang lama. Untuk menyelesaikan masalah di atas, kadangkala seramik zirkonia akan digunakan dua kali proses pensinteran, selepas pembentukan badan seramik dan pensinteran awal, pemesinan amplifikasi CAD/CAM kepada bentuk yang diingini, dan kemudian pensinteran kepada suhu pensinteran akhir untuk menjadikan bahan tersebut benar-benar padat.
Didapati bahawa dua proses pensinteran akan mengubah kinetik pensinteran seramik zirkonia, dan akan mempunyai kesan tertentu terhadap ketumpatan pensinteran, sifat mekanikal dan mikrostruktur seramik zirkonia. Sifat mekanikal seramik zirkonia boleh mesin yang disinter sekali padat adalah lebih baik daripada yang disinter dua kali. Kekuatan lenturan dwipaksi dan ketahanan patah seramik zirkonia boleh mesin yang disinter sekali padat adalah lebih tinggi daripada yang disinter dua kali. Mod patah seramik zirkonia sinter primer adalah transgranular/intergranular, dan hentakan retakan agak lurus. Mod patah seramik zirkonia sinter dua kali terutamanya adalah patah antara butiran, dan trend retakan lebih berliku-liku. Sifat mod patah komposit adalah lebih baik daripada mod patah antara butiran mudah.
Vakum pensinteran
Zirkonia mesti disinter dalam persekitaran vakum, dalam proses sintering akan menghasilkan sejumlah besar gelembung, dan dalam persekitaran vakum, gelembung mudah dilepaskan dari keadaan cair badan porselin, meningkatkan ketumpatan zirkonia, sekali gus meningkatkan separa kebolehtelapan dan sifat mekanikal zirkonia.
Kadar pemanasan
Dalam proses pensinteran zirkonia, untuk mendapatkan prestasi yang baik dan hasil yang dijangkakan, kadar pemanasan yang lebih rendah harus digunakan. Kadar pemanasan yang tinggi menjadikan suhu dalaman zirkonia tidak sekata apabila mencapai suhu pensinteran akhir, yang membawa kepada kemunculan retakan dan pembentukan liang. Keputusan menunjukkan bahawa dengan peningkatan kadar pemanasan, masa penghabluran kristal zirkonia dipendekkan, gas antara kristal tidak dapat dilepaskan, dan keliangan di dalam kristal zirkonia meningkat sedikit. Dengan peningkatan kadar pemanasan, sejumlah kecil fasa kristal monoklinik mula wujud dalam fasa tetragonal zirkonia, yang akan mempengaruhi sifat mekanikal. Pada masa yang sama, dengan peningkatan kadar pemanasan, butiran akan terkutub, iaitu kewujudan bersama butiran yang lebih besar dan lebih kecil adalah mudah. Kadar pemanasan yang lebih perlahan mendorong pembentukan butiran yang lebih seragam, yang meningkatkan separa kebolehtelapan zirkonia.
Masa siaran: 15 Ogos 2023