Là một loại vật liệu gốm, zirconium có độ bền cao, độ cứng cao, khả năng chống mài mòn tốt, khả năng chống axit và kiềm, khả năng chịu nhiệt độ cao và các tính chất tuyệt vời khác. Ngoài việc được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp răng giả trong những năm gần đây, gốm sứ zirconia đã trở thành vật liệu răng giả có tiềm năng nhất và thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu.
Phương pháp thiêu kết
Phương pháp thiêu kết truyền thống là làm nóng vật thể thông qua bức xạ nhiệt, dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt, để nhiệt từ bề mặt zirconia vào bên trong, nhưng độ dẫn nhiệt của zirconia kém hơn so với alumina và các vật liệu gốm khác. Để ngăn ngừa nứt do ứng suất nhiệt, tốc độ gia nhiệt truyền thống chậm và thời gian dài, khiến chu kỳ sản xuất zirconia dài và chi phí sản xuất cao. Trong những năm gần đây, việc cải tiến công nghệ chế biến zirconia, rút ngắn thời gian chế biến, giảm chi phí sản xuất và cung cấp vật liệu gốm zirconia nha khoa hiệu suất cao đã trở thành trọng tâm nghiên cứu và thiêu kết vi sóng chắc chắn là một phương pháp thiêu kết đầy hứa hẹn.
Người ta thấy rằng thiêu kết vi sóng và thiêu kết áp suất khí quyển không có sự khác biệt đáng kể nào về ảnh hưởng của tính bán thấm và khả năng chống mài mòn. Lý do là mật độ zirconia thu được bằng thiêu kết vi sóng tương tự như thiêu kết thông thường và cả hai đều là thiêu kết đặc, nhưng ưu điểm của thiêu kết vi sóng là nhiệt độ thiêu kết thấp, tốc độ nhanh và thời gian thiêu kết ngắn. Tuy nhiên, tốc độ tăng nhiệt độ của thiêu kết áp suất khí quyển chậm, thời gian thiêu kết dài hơn và toàn bộ thời gian thiêu kết là khoảng 6-11 giờ. So với thiêu kết áp suất thông thường, thiêu kết vi sóng là phương pháp thiêu kết mới, có ưu điểm là thời gian thiêu kết ngắn, hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng, đồng thời có thể cải thiện cấu trúc vi mô của gốm sứ.
Một số học giả cũng tin rằng zirconia sau khi thiêu kết bằng vi sóng có thể duy trì pha tequartet bán bền hơn, có thể là do quá trình gia nhiệt nhanh bằng vi sóng có thể đạt được độ đặc nhanh của vật liệu ở nhiệt độ thấp hơn, kích thước hạt nhỏ hơn và đồng đều hơn so với thiêu kết áp suất thông thường, thấp hơn kích thước chuyển đổi pha tới hạn của t-ZrO2, có lợi cho việc duy trì trạng thái bán bền ở nhiệt độ phòng càng nhiều càng tốt, cải thiện độ bền và độ dẻo dai của vật liệu gốm.
Quá trình thiêu kết kép
Gốm sứ zirconia thiêu kết nhỏ gọn do độ cứng và độ bền cao chỉ có thể được gia công bằng dụng cụ cắt nhám do độ cứng và độ bền cao, chi phí gia công cao và thời gian dài. Để giải quyết các vấn đề trên, đôi khi gốm sứ zirconia sẽ được sử dụng quy trình thiêu kết hai lần, sau khi hình thành thân gốm và thiêu kết ban đầu, gia công khuếch đại CAD/CAM theo hình dạng mong muốn, sau đó thiêu kết đến nhiệt độ thiêu kết cuối cùng để làm cho vật liệu hoàn toàn đặc.
Người ta thấy rằng hai quá trình thiêu kết sẽ làm thay đổi động học thiêu kết của gốm zirconia và sẽ có những tác động nhất định đến mật độ thiêu kết, tính chất cơ học và cấu trúc vi mô của gốm zirconia. Tính chất cơ học của gốm zirconia có thể gia công được thiêu kết một lần đặc tốt hơn so với thiêu kết hai lần. Độ bền uốn hai trục và độ dẻo dai gãy của gốm zirconia có thể gia công được thiêu kết một lần chặt cao hơn so với thiêu kết hai lần. Chế độ gãy của gốm zirconia thiêu kết sơ cấp là xuyên hạt/liên hạt và đường nứt tương đối thẳng. Chế độ gãy của gốm zirconia thiêu kết hai lần chủ yếu là gãy liên hạt và xu hướng nứt quanh co hơn. Tính chất của chế độ gãy composite tốt hơn chế độ gãy liên hạt đơn giản.
Thiêu kết chân không
Zirconia phải được thiêu kết trong môi trường chân không, trong quá trình thiêu kết sẽ tạo ra một lượng lớn bọt khí, trong môi trường chân không, bọt khí dễ thoát ra khỏi trạng thái nóng chảy của thân sứ, cải thiện mật độ của zirconia, do đó làm tăng tính bán thấm và tính chất cơ học của zirconia.
Tốc độ gia nhiệt
Trong quá trình thiêu kết zirconia, để đạt được hiệu suất tốt và kết quả mong đợi, nên áp dụng tốc độ gia nhiệt thấp hơn. Tốc độ gia nhiệt cao làm cho nhiệt độ bên trong của zirconia không đồng đều khi đạt đến nhiệt độ thiêu kết cuối cùng, dẫn đến xuất hiện các vết nứt và hình thành các lỗ rỗng. Kết quả cho thấy khi tốc độ gia nhiệt tăng, thời gian kết tinh của tinh thể zirconia bị rút ngắn, khí giữa các tinh thể không được thải ra và độ xốp bên trong tinh thể zirconia tăng nhẹ. Khi tốc độ gia nhiệt tăng, một lượng nhỏ pha tinh thể đơn nghiêng bắt đầu tồn tại trong pha tứ giác của zirconia, điều này sẽ ảnh hưởng đến các tính chất cơ học. Đồng thời, khi tốc độ gia nhiệt tăng, các hạt sẽ bị phân cực, nghĩa là sự cùng tồn tại của các hạt lớn hơn và nhỏ hơn là dễ dàng. Tốc độ gia nhiệt chậm hơn có lợi cho sự hình thành các hạt đồng đều hơn, làm tăng tính bán thấm của zirconia.
Thời gian đăng: 15-08-2023