Като вид керамичен материал, цирконият има висока якост, висока твърдост, добра устойчивост на износване, киселинна и алкална устойчивост, устойчивост на висока температура и други отлични свойства. Освен че се използва широко в промишленото поле, с енергичното развитие на производството на зъбни протези през последните години, циркониевата керамика се превърна в най-потенциалния материал за зъбни протези и привлече вниманието на много изследователи.
Метод на синтероване
Традиционният метод на синтероване е да се нагрява тялото чрез топлинно излъчване, топлинна проводимост, топлинна конвекция, така че топлината да е от повърхността на циркония към вътрешността, но топлопроводимостта на циркония е по-лоша от тази на алуминиевия оксид и други керамични материали. За да се предотврати напукване, причинено от термичен стрес, традиционната скорост на нагряване е бавна и времето е дълго, което прави производствения цикъл на циркония дълъг и производствените разходи са високи. През последните години подобряването на технологията за обработка на циркониев оксид, съкращаването на времето за обработка, намаляването на производствените разходи и осигуряването на висококачествени дентални циркониеви керамични материали се превърнаха във фокуса на изследванията, а микровълновото синтероване несъмнено е обещаващ метод за синтероване.
Установено е, че микровълновото синтероване и синтероването при атмосферно налягане нямат значителна разлика върху влиянието на полупропускливостта и устойчивостта на износване. Причината е, че плътността на циркония, получен чрез микровълново синтероване, е подобна на тази при конвенционалното синтероване и двете са плътно синтероване, но предимствата на микровълновото синтероване са ниска температура на синтероване, висока скорост и кратко време за синтероване. Въпреки това, скоростта на повишаване на температурата при синтероване при атмосферно налягане е бавна, времето за синтероване е по-дълго и цялото време на синтероване е приблизително 6-11 часа. В сравнение с нормалното синтероване под налягане, микровълновото синтероване е нов метод на синтероване, който има предимствата на кратко време за синтероване, висока ефективност и икономия на енергия и може да подобри микроструктурата на керамиката.
Някои учени също смятат, че цирконийът след микровълново синтероване може да поддържа по-метастабилна теквартетна фаза, вероятно защото бързото нагряване в микровълнова фурна може да постигне бързо уплътняване на материала при по-ниска температура, размерът на зърната е по-малък и по-равномерен от този при нормално синтероване под налягане, по-нисък от критичният размер на фазовата трансформация на t-ZrO2, което е благоприятно за поддържане на възможно най-много в метастабилно състояние при стайна температура, подобряване на якостта и якост на керамичните материали.
Процес на двойно синтероване
Компактната синтерована циркониева керамика може да се обработва само с шмиргелови режещи инструменти поради високата твърдост и здравина, а разходите за обработка са високи и времето е дълго. За да се решат горните проблеми, понякога циркониевата керамика ще се използва два пъти процес на синтероване, след формирането на керамичното тяло и първоначалното синтероване, CAD/CAM усилващата обработка до желаната форма и след това синтероване до крайната температура на синтероване, за да се направи материалът е напълно плътен.
Установено е, че два процеса на синтероване ще променят кинетиката на синтероване на циркониевата керамика и ще имат определени ефекти върху плътността на синтероване, механичните свойства и микроструктурата на циркониевата керамика. Механичните свойства на обработваемата циркониева керамика, синтерована веднъж плътно, са по-добри от тези, синтеровани два пъти. Двуосната якост на огъване и якостта на счупване на обработваемата циркониева керамика, синтерована веднъж компактна, са по-високи от тези, синтеровани два пъти. Режимът на счупване на първично синтерованата циркониева керамика е трансгрануларен/интергрануларен, а ударът на пукнатината е относително прав. Режимът на счупване на два пъти синтерована циркониева керамика е главно междукристално счупване и тенденцията на напукване е по-криволичеща. Свойствата на композитния режим на счупване са по-добри от режима на обикновено междузърнесто счупване.
Вакуум за синтероване
Цирконият трябва да бъде синтерован във вакуумна среда, в процеса на синтероване ще се получат голям брой мехурчета, а във вакуумна среда мехурчетата лесно се отделят от разтопеното състояние на порцелановото тяло, подобряват плътността на циркония, като по този начин увеличават полупропускливост и механични свойства на циркония.
Скорост на нагряване
В процеса на синтероване на цирконий, за да се получат добри резултати и очаквани резултати, трябва да се приеме по-ниска скорост на нагряване. Високата скорост на нагряване прави вътрешната температура на циркония неравномерна при достигане на крайната температура на синтероване, което води до появата на пукнатини и образуването на пори. Резултатите показват, че с увеличаване на скоростта на нагряване, времето за кристализация на циркониеви кристали се съкращава, газът между кристалите не може да се изпусне и порьозността вътре в циркониевите кристали се увеличава леко. С увеличаването на скоростта на нагряване малко количество моноклинна кристална фаза започва да съществува в тетрагоналната фаза на циркония, което ще повлияе на механичните свойства. В същото време, с увеличаване на скоростта на нагряване, зърната ще бъдат поляризирани, тоест съвместното съществуване на по-големи и по-малки зърна е лесно. По-бавната скорост на нагряване благоприятства образуването на по-равномерни зърна, което увеличава полупропускливостта на циркония.
Време на публикуване: 15 август 2023 г