Sintrauksen vaikutus zirkoniumoksidikeramiikan ominaisuuksiin

Sintrauksen vaikutus zirkoniumoksidikeramiikan ominaisuuksiin

Eräänlaisena keraamisena materiaalina zirkoniumilla on korkea lujuus, korkea kovuus, hyvä kulutuskestävyys, hapon ja alkalin kestävyys, korkean lämpötilan kestävyys ja muita erinomaisia ​​ominaisuuksia. Sen lisäksi, että zirkoniumoksidikeramiikka on laajalti käytetty teollisuudessa, hammasproteesiteollisuuden voimakkaan kehityksen myötä viime vuosina, zirkoniumoksidikeramiikasta on tullut potentiaalisimmat hammasproteesimateriaalit ja se on herättänyt monien tutkijoiden huomion.

Zirkoniumoksidikeramiikan suorituskykyyn vaikuttavat monet tekijät, tänään puhumme sintrauksen vaikutuksesta joihinkin zirkoniumoksidikeramiikan ominaisuuksiin.

Sintrausmenetelmä

Perinteinen sintrausmenetelmä on lämmittää kappaletta lämpösäteilyn, lämmönjohtavuuden, lämmön konvektion kautta siten, että lämpö tulee zirkoniumoksidin pinnasta sisäosaan, mutta zirkoniumoksidin lämmönjohtavuus on huonompi kuin alumiinioksidin ja muiden keraamisten materiaalien. Lämpöjännityksen aiheuttaman halkeilun estämiseksi perinteinen kuumennusnopeus on hidas ja aika pitkä, mikä tekee zirkoniumoksidin tuotantosyklistä pitkän ja tuotantokustannukset korkeat. Viime vuosina zirkoniumoksidin käsittelyteknologian parantaminen, käsittelyajan lyhentäminen, tuotantokustannusten alentaminen ja korkean suorituskyvyn hammaslääketieteellisten zirkoniakeraamisten materiaalien tarjoaminen ovat nousseet tutkimuksen painopisteeksi, ja mikroaaltouunisintraus on epäilemättä lupaava sintrausmenetelmä.

On havaittu, että mikroaaltosintrauksella ja ilmakehän painesintrauksella ei ole merkittävää eroa puoliläpäisevyyteen ja kulumiskestävyyteen. Syynä on, että mikroaaltosintrauksella saadun zirkoniumoksidin tiheys on samanlainen kuin tavanomaisessa sintrauksessa, ja molemmat ovat tiheää sintrausta, mutta mikroaaltosintrauksen etuja ovat alhainen sintrauslämpötila, nopea nopeus ja lyhyt sintrausaika. Ilmakehän painesintrauksen lämpötilan nousunopeus on kuitenkin hidas, sintrausaika on pidempi ja koko sintrausaika on noin 6-11 tuntia. Normaalipainesintraukseen verrattuna mikroaaltosintraus on uusi sintrausmenetelmä, jonka etuna on lyhyt sintrausaika, korkea hyötysuhde ja energiansäästö ja joka voi parantaa keramiikan mikrorakennetta.

Jotkut tutkijat uskovat myös, että zirkoniumoksidi mikroaaltosintrauksen jälkeen voi säilyttää metastabiilimman tetrakvartettifaasin, mahdollisesti koska mikroaaltokuumennuksella voidaan saavuttaa materiaalin nopea tiivistyminen alemmassa lämpötilassa, raekoko on pienempi ja tasaisempi kuin normaalipainesintrauksessa, pienempi kuin t-ZrO2:n kriittinen faasimuunnoskoko, joka edistää mahdollisimman paljon metastabiilissa tilassa säilymistä huoneenlämpötilassa, mikä parantaa keraamisten materiaalien lujuus ja sitkeys.

Kaksoissintrausprosessi

Kompakti sintrattu zirkoniumoksidikeramiikka voidaan käsitellä vain hiomaleikkaustyökaluilla korkean kovuuden ja lujuuden vuoksi, ja käsittelykustannukset ovat korkeat ja aika on pitkä. Yllä olevien ongelmien ratkaisemiseksi käytetään joskus zirkoniumoksidikeramiikkaa kahdesti sintrausprosessissa, keraamisen kappaleen muodostamisen ja alkusintrauksen jälkeen, CAD/CAM-vahvistustyöstö haluttuun muotoon ja sitten sintraus lopulliseen sintrauslämpötilaan. materiaali täysin tiivistä.

On havaittu, että kaksi sintrausprosessia muuttaa zirkoniumoksidikeramiikan sintrauskinetiikkaa ja niillä on tiettyjä vaikutuksia zirkoniumoksidikeramiikan sintraustiheyteen, mekaanisiin ominaisuuksiin ja mikrorakenteeseen. Kerran tiiviiksi sintratun koneistettavan zirkoniakeramiikan mekaaniset ominaisuudet ovat paremmat kuin kahdesti sintrattujen. Koneistettavan zirkoniumoksidikeramiikan biaksiaalinen taivutuslujuus ja murtolujuus, jotka on sintrattu kerran tiiviiksi, ovat korkeammat kuin kahdesti sintrattujen. Primaarisen sintratun zirkoniumoksidikeramiikan murtumistapa on rakeiden välistä/rakeiden välistä, ja halkeama on suhteellisen suora. Kahdesti sintratun zirkoniumoksidikeramiikan murtumistila on pääasiassa rakeiden välinen murtuminen, ja halkeamistrendi on mutkikkaampi. Komposiittimurtotilan ominaisuudet ovat paremmat kuin yksinkertaisen rakeiden välisen murtumistilan.

Sintraus tyhjiö

Zirkoniumoksidi on sintrattava tyhjiöympäristössä, sintrausprosessissa syntyy suuri määrä kuplia, ja tyhjiöympäristössä kuplia on helppo purkaa posliinirungon sulasta tilasta, mikä parantaa zirkoniumoksidin tiheyttä, mikä lisää zirkoniumoksidin puoliläpäisevyys ja mekaaniset ominaisuudet.

Lämmitysnopeus

Zirkoniumoksidin sintrausprosessissa hyvän suorituskyvyn ja odotettujen tulosten saavuttamiseksi tulisi käyttää alhaisempaa kuumennusnopeutta. Suuri kuumennusnopeus tekee zirkoniumoksidin sisäisestä lämpötilasta epätasaisen saavuttaessaan lopullisen sintrauslämpötilan, mikä johtaa halkeamien ja huokosten muodostumiseen. Tulokset osoittavat, että kuumennusnopeuden kasvaessa zirkoniumoksidikiteiden kiteytymisaika lyhenee, kiteiden välistä kaasua ei voida purkaa ja huokoisuus zirkoniumoksidikiteiden sisällä kasvaa hieman. Kuumennusnopeuden kasvaessa zirkoniumoksidin tetragonaalisessa faasissa alkaa muodostua pieni määrä monokliinistä kidefaasia, mikä vaikuttaa mekaanisiin ominaisuuksiin. Samaan aikaan kuumennusnopeuden kasvaessa rakeet polarisoituvat, eli suurempien ja pienempien rakeiden rinnakkaiselo on helppoa. Hitaampi kuumennusnopeus edistää tasaisempien rakeiden muodostumista, mikä lisää zirkoniumoksidin puoliläpäisevyyttä.