Effekt af sintring på egenskaber af zirconia keramik

Effekt af sintring på egenskaber af zirconia keramik

Som en slags keramisk materiale har zirconium høj styrke, høj hårdhed, god slidstyrke, syre- og alkalibestandighed, høj temperaturbestandighed og andre fremragende egenskaber. Ud over at være meget udbredt i det industrielle område, med den kraftige udvikling af tandproteseindustrien i de seneste år, er zirconia keramik blevet de mest potentielle tandprotesematerialer og tiltrukket sig opmærksomhed fra mange forskere.

Ydeevnen af ​​zirconia keramik vil blive påvirket af mange faktorer, i dag taler vi om virkningen af ​​sintring på nogle egenskaber af zirconia keramik.

Sintringsmetode

Den traditionelle sintringsmetode er at opvarme kroppen gennem varmestråling, varmeledning, varmekonvektion, så varmen er fra overfladen af ​​zirconia til det indre, men den termiske ledningsevne af zirconia er værre end for aluminiumoxid og andre keramiske materialer. For at forhindre revner forårsaget af termisk stress er den traditionelle opvarmningshastighed langsom, og tiden er lang, hvilket gør produktionscyklussen af ​​zirconia lang, og produktionsomkostningerne er høje. I de senere år er forbedring af behandlingsteknologien for zirconia, forkortelse af behandlingstiden, reduktion af produktionsomkostningerne og levering af højtydende dental zirconia keramiske materialer blevet fokus for forskning, og mikrobølgesintring er uden tvivl en lovende sintringsmetode.

Det har vist sig, at mikrobølgesintring og atmosfærisk tryksintring ikke har nogen signifikant forskel på indflydelsen af ​​semipermeabilitet og slidstyrke. Årsagen er, at tætheden af ​​zirconiumoxid opnået ved mikrobølgesintring svarer til den for konventionel sintring, og begge er tæt sintring, men fordelene ved mikrobølgesintring er lav sintringstemperatur, hurtig hastighed og kort sintringstid. Imidlertid er temperaturstigningshastigheden ved atmosfærisk tryksintring langsom, sintringstiden er længere, og hele sintringstiden er omtrent 6-11 timer. Sammenlignet med normal tryksintring er mikrobølgesintring en ny sintringsmetode, som har fordelene ved kort sintringstid, høj effektivitet og energibesparelse og kan forbedre mikrostrukturen af ​​keramik.

Nogle forskere mener også, at zirconia efter mikrobølgesintring kan opretholde en mere metastabil tekvartetfase, muligvis fordi mikrobølgehurtig opvarmning kan opnå hurtig fortætning af materialet ved en lavere temperatur, kornstørrelsen er mindre og mere ensartet end normal tryksintring, lavere end den kritiske fasetransformationsstørrelse af t-ZrO2, som er befordrende for at bevare så meget som muligt i metastabil tilstand ved stuetemperatur, hvilket forbedrer styrken og sejhed af keramiske materialer.

Dobbelt sintringsproces

Kompakt sintret zirconia keramik kan kun behandles med smergelskæreværktøj på grund af høj hårdhed og styrke, og forarbejdningsomkostningerne er høje, og tiden er lang. For at løse ovenstående problemer vil zirconia keramik nogle gange blive brugt to gange sintringsproces, efter dannelsen af ​​det keramiske legeme og indledende sintring, CAD/CAM-forstærkningsbearbejdning til den ønskede form og derefter sintring til den endelige sintringstemperatur for at lave materialet helt tæt.

Det har vist sig, at to sintringsprocesser vil ændre sintringskinetikken af ​​zirconia keramik og vil have visse effekter på sintringsdensiteten, mekaniske egenskaber og mikrostrukturen af ​​zirconia keramik. De mekaniske egenskaber af den bearbejdelige zirconia-keramik, der er sintret en gang tæt, er bedre end dem, der er sintret to gange. Den biaksiale bøjningsstyrke og brudsejhed af de bearbejdelige zirkoniumoxidkeramik, der er sintret en gang kompakt, er højere end dem, der er sintret to gange. Brudtilstanden for primær sintret zirconia keramik er transgranulær/intergranulær, og revneslaget er relativt lige. Brudtilstanden for to gange sintret zirconia keramik er hovedsageligt intergranulær fraktur, og revnetrenden er mere snoet. Egenskaberne ved kompositbrudtilstand er bedre end simpel intergranulær frakturtilstand.

Sintringsvakuum

Zirconia skal sintres i et vakuummiljø, i sintringsprocessen vil der produceres et stort antal bobler, og i et vakuummiljø er bobler lette at udlede fra den smeltede tilstand af porcelænslegemet, forbedre tætheden af ​​zirconia og derved øge semipermeabilitet og mekaniske egenskaber af zirconia.

Opvarmningshastighed

I sintringsprocessen af ​​zirconia bør der anvendes en lavere opvarmningshastighed for at opnå god ydeevne og forventede resultater. Den høje opvarmningshastighed gør den indre temperatur af zirconia ujævn, når den når den endelige sintringstemperatur, hvilket fører til forekomsten af ​​revner og dannelsen af ​​porer. Resultaterne viser, at med stigningen i opvarmningshastigheden forkortes krystallisationstiden for zirconiumoxidkrystaller, gassen mellem krystaller kan ikke udledes, og porøsiteten inde i zirconiumoxidkrystallerne stiger en smule. Med stigningen i opvarmningshastigheden begynder en lille mængde monoklin krystalfase at eksistere i den tetragonale fase af zirconia, hvilket vil påvirke de mekaniske egenskaber. Samtidig, med stigningen af ​​opvarmningshastigheden, vil kornene blive polariserede, det vil sige, at sameksistensen af ​​større og mindre korn er let. Den langsommere opvarmningshastighed er befordrende for dannelsen af ​​mere ensartede korn, hvilket øger semipermeabiliteten af ​​zirconia.