Jako druh keramického materiálu má zirkonium vysokou pevnost, vysokou tvrdost, dobrou odolnost proti opotřebení, odolnost proti kyselinám a zásadám, odolnost proti vysokým teplotám a další vynikající vlastnosti. Kromě toho, že je zirkoniová keramika široce používána v průmyslové oblasti, s prudkým rozvojem průmyslu zubních protéz v posledních letech, stala se nejpotenciálnějším materiálem pro zubní protézy a přitáhla pozornost mnoha výzkumníků.
Metoda slinování
Tradiční metoda slinování spočívá v zahřívání tělesa sáláním tepla, vedením tepla, prouděním tepla, takže teplo jde z povrchu oxidu zirkoničitého do interiéru, ale tepelná vodivost oxidu zirkoničitého je horší než u oxidu hlinitého a jiných keramických materiálů. Aby se zabránilo praskání způsobenému tepelným namáháním, tradiční rychlost ohřevu je pomalá a doba je dlouhá, což činí výrobní cyklus oxidu zirkoničitého dlouhým a výrobní náklady jsou vysoké. V posledních letech se středem výzkumu stalo zlepšení technologie zpracování oxidu zirkoničitého, zkrácení doby zpracování, snížení výrobních nákladů a poskytování vysoce výkonných dentálních keramických materiálů na bázi zirkonu a mikrovlnné slinování je nepochybně slibnou metodou slinování.
Bylo zjištěno, že mikrovlnné slinování a slinování za atmosférického tlaku nemají žádný významný rozdíl na vlivu semipermeability a odolnosti proti opotřebení. Důvodem je to, že hustota oxidu zirkoničitého získaného mikrovlnným slinováním je podobná hustotě konvenčního slinování a obojí je husté slinování, ale výhodami mikrovlnného slinování je nízká teplota slinování, vysoká rychlost a krátká doba slinování. Rychlost nárůstu teploty slinování za atmosférického tlaku je však pomalá, doba slinování je delší a celá doba slinování je zhruba 6-11 hodin. Ve srovnání s normálním tlakovým slinováním je mikrovlnné slinování novou metodou slinování, která má výhody krátké doby slinování, vysoké účinnosti a úspory energie a může zlepšit mikrostrukturu keramiky.
Někteří vědci se také domnívají, že oxid zirkoničitý po mikrovlnném slinování může zachovat metastabilnější fázi tekvartetu, pravděpodobně proto, že rychlým mikrovlnným ohřevem lze dosáhnout rychlého zhuštění materiálu při nižší teplotě, velikost zrna je menší a rovnoměrnější než u slinování za normálního tlaku, nižší než velikost kritické fáze transformace t-ZrO2, která přispívá k udržení co největšího množství metastabilního stavu při pokojové teplotě, čímž se zlepšuje pevnost a houževnatost keramických materiálů.
Proces dvojitého slinování
Kompaktní slinutá zirkoniová keramika může být zpracována pouze smirkovým řezným nástrojem kvůli vysoké tvrdosti a pevnosti a náklady na zpracování jsou vysoké a doba je dlouhá. Aby se vyřešily výše uvedené problémy, někdy se zirkonová keramika použije dvakrát proces slinování, po vytvoření keramického tělesa a počátečním slinování, zesílení CAD/CAM obrábění do požadovaného tvaru a poté slinování na konečnou teplotu slinování, materiál je úplně hustý.
Bylo zjištěno, že dva procesy slinování změní kinetiku slinování zirkonové keramiky a budou mít určité účinky na hustotu slinování, mechanické vlastnosti a mikrostrukturu zirkonové keramiky. Mechanické vlastnosti obrobitelné zirkonové keramiky slinuté jednou zahuštěnou jsou lepší než dvakrát slinuté. Biaxiální pevnost v ohybu a lomová houževnatost obrobitelné zirkoniové keramiky slinované jednou zhutněny jsou vyšší než u dvakrát slinované keramiky. Lomový režim primární slinuté zirkonové keramiky je transgranulární/intergranulární a trhlina je relativně přímá. Lomový režim dvakrát slinuté zirkonové keramiky je převážně mezikrystalový lom a trend praskání je klikatější. Vlastnosti režimu lomu kompozitu jsou lepší než režimu jednoduchého mezikrystalového lomu.
Slinovací vakuum
Oxid zirkoničitý musí být slinován ve vakuovém prostředí, v procesu slinování bude produkovat velké množství bublin a ve vakuovém prostředí se bubliny snadno vypouštějí z roztaveného stavu porcelánového tělesa, zlepšují hustotu zirkonu, čímž zvyšují semipermeabilita a mechanické vlastnosti oxidu zirkoničitého.
Rychlost ohřevu
V procesu slinování oxidu zirkoničitého, aby se dosáhlo dobrého výkonu a očekávaných výsledků, by měla být přijata nižší rychlost ohřevu. Vysoká rychlost ohřevu způsobuje nerovnoměrnou vnitřní teplotu oxidu zirkoničitého při dosažení konečné teploty slinování, což vede ke vzniku trhlin a tvorbě pórů. Výsledky ukazují, že se zvýšením rychlosti ohřevu se zkracuje doba krystalizace krystalů oxidu zirkoničitého, plyn mezi krystaly nemůže být vypouštěn a pórovitost uvnitř krystalů oxidu zirkoničitého se mírně zvyšuje. Se zvýšením rychlosti ohřevu začíná v tetragonální fázi oxidu zirkoničitého existovat malé množství monoklinické krystalické fáze, což ovlivní mechanické vlastnosti. Zároveň se zvýšením rychlosti ohřevu dojde k polarizaci zrn, to znamená, že koexistence větších a menších zrn je snadná. Nižší rychlost ohřevu přispívá k tvorbě jednotnějších zrn, což zvyšuje semipermeabilitu oxidu zirkoničitého.
Čas odeslání: 15. srpna 2023