Efecto de la sinterización sobre las propiedades de la cerámica de circonio.

Efecto de la sinterización sobre las propiedades de la cerámica de circonio.

Como tipo de material cerámico, el circonio tiene alta resistencia, alta dureza, buena resistencia al desgaste, resistencia a ácidos y álcalis, resistencia a altas temperaturas y otras excelentes propiedades. Además de ser ampliamente utilizada en el campo industrial, con el vigoroso desarrollo de la industria de las prótesis dentales en los últimos años, las cerámicas de circonio se han convertido en los materiales para prótesis dentales con mayor potencial y han atraído la atención de muchos investigadores.

El rendimiento de la cerámica de circonio se verá afectado por muchos factores, hoy hablamos del impacto de la sinterización en algunas propiedades de la cerámica de circonio.

Método de sinterización

El método de sinterización tradicional consiste en calentar el cuerpo mediante radiación de calor, conducción de calor y convección de calor, de modo que el calor vaya desde la superficie del circonio hacia el interior, pero la conductividad térmica del circonio es peor que la de la alúmina y otros materiales cerámicos. Para evitar el agrietamiento causado por el estrés térmico, la velocidad de calentamiento tradicional es lenta y el tiempo largo, lo que hace que el ciclo de producción de circonio sea largo y el costo de producción sea alto. En los últimos años, mejorar la tecnología de procesamiento de circonio, acortar el tiempo de procesamiento, reducir el costo de producción y proporcionar materiales cerámicos de circonio dental de alto rendimiento se han convertido en el foco de la investigación, y la sinterización por microondas es, sin duda, un método de sinterización prometedor.

Se encuentra que la sinterización por microondas y la sinterización a presión atmosférica no tienen diferencias significativas en la influencia de la semipermeabilidad y la resistencia al desgaste. La razón es que la densidad del circonio obtenido mediante sinterización por microondas es similar a la de la sinterización convencional, y ambas son sinterización densa, pero las ventajas de la sinterización por microondas son la baja temperatura de sinterización, la velocidad rápida y el corto tiempo de sinterización. Sin embargo, la tasa de aumento de temperatura de la sinterización a presión atmosférica es lenta, el tiempo de sinterización es más largo y el tiempo total de sinterización es de aproximadamente 6 a 11 h. En comparación con la sinterización a presión normal, la sinterización por microondas es un nuevo método de sinterización que tiene las ventajas de un tiempo de sinterización corto, alta eficiencia y ahorro de energía, y puede mejorar la microestructura de la cerámica.

Algunos estudiosos también creen que el circonio después de la sinterización por microondas puede mantener una fase de tecuarteto más metaestable, posiblemente porque el calentamiento rápido por microondas puede lograr una densificación rápida del material a una temperatura más baja, el tamaño del grano es más pequeño y más uniforme que el de la sinterización a presión normal, menor que el de la sinterización a presión normal. el tamaño de transformación de fase crítica de t-ZrO2, que favorece el mantenimiento tanto como sea posible en estado metaestable a temperatura ambiente, mejorando la resistencia y tenacidad de los materiales cerámicos.

Doble proceso de sinterización

Las cerámicas de circonio sinterizadas compactas solo se pueden procesar con herramientas de corte de esmeril debido a su alta dureza y resistencia, y el costo de procesamiento es alto y el tiempo es largo. Para resolver los problemas anteriores, a veces las cerámicas de circonio se utilizan dos procesos de sinterización, después de la formación del cuerpo cerámico y la sinterización inicial, el mecanizado de amplificación CAD/CAM hasta la forma deseada y luego la sinterización hasta la temperatura de sinterización final para hacer el material completamente denso.

Se ha descubierto que dos procesos de sinterización cambiarán la cinética de sinterización de las cerámicas de circonio y tendrán ciertos efectos sobre la densidad de sinterización, las propiedades mecánicas y la microestructura de las cerámicas de circonio. Las propiedades mecánicas de las cerámicas de circonio mecanizables sinterizadas una vez densas son mejores que las de las sinterizadas dos veces. La resistencia a la flexión biaxial y la tenacidad a la fractura de las cerámicas de circonio mecanizables sinterizadas una vez compactas son mayores que las de las sinterizadas dos veces. El modo de fractura de las cerámicas de circonio sinterizado primario es transgranular/intergranular y el recorrido de la grieta es relativamente recto. El modo de fractura de las cerámicas de circonio dos veces sinterizadas es principalmente fractura intergranular y la tendencia a las grietas es más tortuosa. Las propiedades del modo de fractura compuesta son mejores que las del modo de fractura intergranular simple.

vacío de sinterización

La circona debe sinterizarse en un ambiente de vacío, en el proceso de sinterización se producirá una gran cantidad de burbujas y, en un ambiente de vacío, las burbujas son fáciles de descargar del estado fundido del cuerpo de porcelana, lo que mejora la densidad de la circona, aumentando así la semipermeabilidad y propiedades mecánicas del circonio.

Tasa de calentamiento

En el proceso de sinterización de circonio, para obtener un buen rendimiento y los resultados esperados, se debe adoptar una velocidad de calentamiento más baja. La alta velocidad de calentamiento hace que la temperatura interna del circonio sea desigual al alcanzar la temperatura final de sinterización, provocando la aparición de grietas y la formación de poros. Los resultados muestran que con el aumento de la velocidad de calentamiento, el tiempo de cristalización de los cristales de circonio se acorta, el gas entre los cristales no se puede descargar y la porosidad dentro de los cristales de circonio aumenta ligeramente. Con el aumento de la velocidad de calentamiento, comienza a existir una pequeña cantidad de fase cristalina monoclínica en la fase tetragonal de la circona, lo que afectará las propiedades mecánicas. Al mismo tiempo, con el aumento de la velocidad de calentamiento, los granos se polarizarán, es decir, es fácil la coexistencia de granos más grandes y más pequeños. La velocidad de calentamiento más lenta favorece la formación de granos más uniformes, lo que aumenta la semipermeabilidad del circonio.