Efecte de la sinterització sobre les propietats de la ceràmica de zirconi

Efecte de la sinterització sobre les propietats de la ceràmica de zirconi

Com a tipus de material ceràmic, el zirconi té una alta resistència, alta duresa, bona resistència al desgast, resistència a àcids i àlcalis, resistència a altes temperatures i altres excel·lents propietats. A més d'utilitzar-se àmpliament en l'àmbit industrial, amb el vigorós desenvolupament de la indústria de les dentadures en els darrers anys, la ceràmica de zirconi s'ha convertit en els materials per a dentadures amb més potencial i ha cridat l'atenció de molts investigadors.

El rendiment de la ceràmica de zirconi es veurà afectat per molts factors, avui parlem de l'impacte de la sinterització en algunes propietats de la ceràmica de zirconi.

Mètode de sinterització

El mètode de sinterització tradicional és escalfar el cos mitjançant radiació tèrmica, conducció de calor, convecció de calor, de manera que la calor sigui de la superfície de la zirconia a l'interior, però la conductivitat tèrmica de la zirconia és pitjor que la de l'alúmina i altres materials ceràmics. Per evitar l'esquerda causada per l'estrès tèrmic, la velocitat de calefacció tradicional és lenta i el temps és llarg, cosa que fa que el cicle de producció de zirconi sigui llarg i el cost de producció sigui elevat. En els darrers anys, la millora de la tecnologia de processament de la zirconia, l'escurçament del temps de processament, la reducció del cost de producció i el subministrament de materials ceràmics de zirconia dental d'alt rendiment s'han convertit en el focus de la investigació, i la sinterització de microones és sens dubte un mètode de sinterització prometedor.

Es troba que la sinterització de microones i la sinterització a pressió atmosfèrica no tenen cap diferència significativa en la influència de la semipermeabilitat i la resistència al desgast. La raó és que la densitat de zirconi obtinguda mitjançant la sinterització de microones és similar a la de la sinterització convencional, i ambdues són sinterització densa, però els avantatges de la sinterització de microones són la baixa temperatura de sinterització, la velocitat ràpida i el temps de sinterització curt. Tanmateix, la velocitat d'augment de la temperatura de la sinterització a pressió atmosfèrica és lenta, el temps de sinterització és més llarg i tot el temps de sinterització és d'aproximadament 6-11 h. En comparació amb la sinterització a pressió normal, la sinterització per microones és un nou mètode de sinterització, que té els avantatges d'un temps de sinterització curt, una alta eficiència i un estalvi d'energia, i pot millorar la microestructura de la ceràmica.

Alguns estudiosos també creuen que la zirconia després de la sinterització de microones pot mantenir una fase de tequartet més metaestable, possiblement perquè l'escalfament ràpid de microones pot aconseguir una densificació ràpida del material a una temperatura més baixa, la mida del gra és més petita i més uniforme que la de la sinterització a pressió normal, inferior a la la mida de transformació de fase crítica de t-ZrO2, que és propici per mantenir el màxim possible en estat metaestable a temperatura ambient, millorant la resistència i tenacitat dels materials ceràmics.

Doble procés de sinterització

La ceràmica compacta de zirconi sinteritzat només es pot processar amb eines de tall d'esmeril a causa de l'alta duresa i resistència, i el cost de processament és elevat i el temps és llarg. Per resoldre els problemes anteriors, de vegades s'utilitzarà la ceràmica de zirconi dues vegades en el procés de sinterització, després de la formació del cos ceràmic i la sinterització inicial, el mecanitzat d'amplificació CAD/CAM a la forma desitjada i després la sinterització a la temperatura de sinterització final per fer-ho. el material és completament dens.

Es troba que dos processos de sinterització canviaran la cinètica de sinterització de la ceràmica de zirconi i tindran certs efectes sobre la densitat de sinterització, les propietats mecàniques i la microestructura de la ceràmica de zirconi. Les propietats mecàniques de la ceràmica de zirconi mecanitzable sinteritzada una vegada densa són millors que les sinteritzades dues vegades. La resistència a la flexió biaxial i la resistència a la fractura de les ceràmiques de zirconi mecanitzables sinteritzades un cop compactes són superiors a les sinteritzades dues vegades. El mode de fractura de la ceràmica primària de zirconi sinteritzat és transgranular/intergranular i el cop d'esquerda és relativament recte. El mode de fractura de la ceràmica de zirconi sinteritzat dues vegades és principalment una fractura intergranular i la tendència a l'esquerda és més tortuosa. Les propietats del mode de fractura composta són millors que el mode de fractura intergranular simple.

Buit de sinterització

La zirconia s'ha de sinteritzar en un entorn de buit, en el procés de sinterització es produirà un gran nombre de bombolles, i en un entorn de buit, les bombolles són fàcils de descarregar de l'estat fos del cos de porcellana, millorant la densitat de la zirconia, augmentant així la semipermeabilitat i propietats mecàniques del zirconi.

Taxa de calefacció

En el procés de sinterització de zirconi, per obtenir un bon rendiment i els resultats esperats, s'ha d'adoptar una velocitat d'escalfament més baixa. L'elevada velocitat d'escalfament fa que la temperatura interna de la zirconia sigui desigual en arribar a la temperatura final de sinterització, provocant l'aparició d'esquerdes i la formació de porus. Els resultats mostren que amb l'augment de la velocitat d'escalfament, el temps de cristal·lització dels cristalls de zirconi s'escurça, el gas entre els cristalls no es pot descarregar i la porositat dins dels cristalls de zirconi augmenta lleugerament. Amb l'augment de la velocitat d'escalfament, comença a existir una petita quantitat de fase de cristall monoclínic a la fase tetragonal de zirconi, que afectarà les propietats mecàniques. Al mateix temps, amb l'augment de la velocitat d'escalfament, els grans es polaritzaran, és a dir, la coexistència de grans i grans més petits és fàcil. La velocitat d'escalfament més lenta afavoreix la formació de grans més uniformes, la qual cosa augmenta la semipermeabilitat de la zirconia.