ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સના ગુણધર્મો પર સિન્ટરિંગની અસર

ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સના ગુણધર્મો પર સિન્ટરિંગની અસર

એક પ્રકારની સિરામિક સામગ્રી તરીકે, ઝિર્કોનિયમમાં ઉચ્ચ શક્તિ, ઉચ્ચ કઠિનતા, સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર, એસિડ અને આલ્કલી પ્રતિકાર, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર અને અન્ય ઉત્તમ ગુણધર્મો છે. ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા ઉપરાંત, તાજેતરના વર્ષોમાં ડેન્ટચર ઉદ્યોગના જોરશોરથી વિકાસ સાથે, ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સ એ સૌથી વધુ સંભવિત ડેન્ચર સામગ્રી બની છે અને ઘણા સંશોધકોનું ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે.

ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સનું પ્રદર્શન ઘણા પરિબળોથી પ્રભાવિત થશે, આજે આપણે ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સના કેટલાક ગુણધર્મો પર સિન્ટરિંગની અસર વિશે વાત કરીશું.

સિન્ટરિંગ પદ્ધતિ

પરંપરાગત સિન્ટરિંગ પદ્ધતિ એ ગરમીના કિરણોત્સર્ગ, ઉષ્મા વહન, ઉષ્મા સંવહન દ્વારા શરીરને ગરમ કરવાની છે, જેથી ગરમી ઝિર્કોનિયાની સપાટીથી અંદરના ભાગમાં હોય છે, પરંતુ ઝિર્કોનિયાની થર્મલ વાહકતા એલ્યુમિના અને અન્ય સિરામિક સામગ્રી કરતાં વધુ ખરાબ હોય છે. થર્મલ સ્ટ્રેસને કારણે થતા ક્રેકીંગને રોકવા માટે, પરંપરાગત ગરમીની ગતિ ધીમી અને સમય લાંબો છે, જે ઝિર્કોનિયાનું ઉત્પાદન ચક્ર લાંબુ બનાવે છે અને ઉત્પાદન ખર્ચ વધારે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, ઝિર્કોનિયાની પ્રોસેસિંગ ટેક્નોલોજીમાં સુધારો કરવો, પ્રોસેસિંગનો સમય ઘટાડવો, ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘટાડો કરવો અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ડેન્ટલ ઝિર્કોનિયા સિરામિક સામગ્રી પ્રદાન કરવી એ સંશોધનનું કેન્દ્ર બની ગયું છે અને માઇક્રોવેવ સિન્ટરિંગ નિઃશંકપણે એક આશાસ્પદ સિન્ટરિંગ પદ્ધતિ છે.

એવું જાણવા મળ્યું છે કે માઇક્રોવેવ સિન્ટરિંગ અને વાતાવરણીય દબાણ સિન્ટરિંગમાં અર્ધ-અભેદ્યતા અને વસ્ત્રોના પ્રતિકારના પ્રભાવ પર કોઈ નોંધપાત્ર તફાવત નથી. તેનું કારણ એ છે કે માઇક્રોવેવ સિન્ટરિંગ દ્વારા મેળવવામાં આવતી ઝિર્કોનિયાની ઘનતા પરંપરાગત સિન્ટરિંગ જેવી જ છે, અને બંને ગાઢ સિન્ટરિંગ છે, પરંતુ માઇક્રોવેવ સિન્ટરિંગના ફાયદા ઓછા સિન્ટરિંગ તાપમાન, ઝડપી ગતિ અને ટૂંકા સિન્ટરિંગ સમય છે. જો કે, વાતાવરણીય દબાણ સિન્ટરિંગનો તાપમાન વધવાનો દર ધીમો છે, સિન્ટરિંગનો સમય લાંબો છે, અને સમગ્ર સિન્ટરિંગનો સમય આશરે 6-11 કલાક છે. સામાન્ય દબાણવાળા સિન્ટરિંગની તુલનામાં, માઇક્રોવેવ સિન્ટરિંગ એ નવી સિન્ટરિંગ પદ્ધતિ છે, જેમાં ટૂંકા સિન્ટરિંગ સમય, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને ઊર્જા બચતના ફાયદા છે અને તે સિરામિક્સના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને સુધારી શકે છે.

કેટલાક વિદ્વાનો એવું પણ માને છે કે માઈક્રોવેવ સિન્ટરિંગ પછી ઝિર્કોનિયા વધુ મેટાસ્ટેબલ ટિક્વાર્ટેટ તબક્કાને જાળવી શકે છે, સંભવતઃ કારણ કે માઇક્રોવેવ ઝડપી હીટિંગ નીચા તાપમાને સામગ્રીનું ઝડપી ઘનતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે, અનાજનું કદ સામાન્ય દબાણવાળા સિન્ટરિંગ કરતા નાનું અને વધુ સમાન છે. t-ZrO2 નું નિર્ણાયક તબક્કા પરિવર્તન કદ, જે ઓરડાના તાપમાને મેટાસ્ટેબલ સ્થિતિમાં શક્ય તેટલું જાળવવા માટે અનુકૂળ છે, સિરામિક સામગ્રીની મજબૂતાઈ અને કઠિનતામાં સુધારો કરે છે.

ડબલ સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયા

કોમ્પેક્ટ સિન્ટર્ડ ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સને ઉચ્ચ કઠિનતા અને શક્તિને કારણે માત્ર એમરી કટીંગ ટૂલ્સથી જ પ્રોસેસ કરી શકાય છે, અને પ્રોસેસિંગ ખર્ચ વધારે છે અને સમય લાંબો છે. ઉપરોક્ત સમસ્યાઓના નિરાકરણ માટે, કેટલીકવાર ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સનો ઉપયોગ બે વાર સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયામાં કરવામાં આવશે, સિરામિક બોડીની રચના અને પ્રારંભિક સિન્ટરિંગ પછી, CAD/CAM એમ્પ્લીફિકેશન મશીનિંગને ઇચ્છિત આકારમાં, અને પછી અંતિમ સિન્ટરિંગ તાપમાને સિન્ટરિંગ કરવામાં આવશે. સામગ્રી સંપૂર્ણપણે ગાઢ છે.

એવું જાણવા મળ્યું છે કે બે સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયાઓ ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સના સિન્ટરિંગ ગતિશાસ્ત્રને બદલશે, અને સિન્ટરિંગ ઘનતા, યાંત્રિક ગુણધર્મો અને ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર પર ચોક્કસ અસર કરશે. એક વખત ગાઢ સિન્ટર કરેલ મશીન કરી શકાય તેવા ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સના યાંત્રિક ગુણધર્મો બે વાર સિન્ટર કરેલા કરતાં વધુ સારા છે. દ્વિઅક્ષીય બેન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ અને ફ્રેક્ચર ટફનેસ એ મશીનેબલ ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સ જે એકવાર કોમ્પેક્ટ થઈ જાય છે તે બે વાર સિન્ટર કરેલા સિન્ટર કરતા વધારે છે. પ્રાથમિક સિન્ટર્ડ ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સનો ફ્રેક્ચર મોડ ટ્રાન્સગ્રેન્યુલર/ઇન્ટરગ્રેન્યુલર છે, અને ક્રેક સ્ટ્રાઇક પ્રમાણમાં સીધી છે. બે વાર સિન્ટર્ડ ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સનો ફ્રેક્ચર મોડ મુખ્યત્વે ઇન્ટરગ્રેન્યુલર ફ્રેક્ચર છે, અને ક્રેક વલણ વધુ કપરું છે. કોમ્પોઝિટ ફ્રેક્ચર મોડના પ્રોપર્ટીઝ સિમ્પલ ઇન્ટરગ્રેન્યુલર ફ્રેક્ચર મોડ કરતાં વધુ સારા છે.

સિન્ટરિંગ વેક્યુમ

ઝિર્કોનિયાને શૂન્યાવકાશ વાતાવરણમાં સિન્ટર કરવું આવશ્યક છે, સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયામાં મોટી સંખ્યામાં પરપોટા ઉત્પન્ન થાય છે, અને શૂન્યાવકાશ વાતાવરણમાં, પોર્સેલેઇન બોડીની પીગળેલી સ્થિતિમાંથી પરપોટા સરળતાથી છૂટા પડે છે, ઝિર્કોનિયાની ઘનતામાં સુધારો કરે છે, જેનાથી તે વધે છે. ઝિર્કોનિયાના અર્ધ-અભેદ્યતા અને યાંત્રિક ગુણધર્મો.

હીટિંગ દર

ઝિર્કોનિયાની સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયામાં, સારી કામગીરી અને અપેક્ષિત પરિણામો મેળવવા માટે, નીચા હીટિંગ દરને અપનાવવો જોઈએ. ઉચ્ચ ગરમી દર અંતિમ સિન્ટરિંગ તાપમાને પહોંચે ત્યારે ઝિર્કોનિયાના આંતરિક તાપમાનને અસમાન બનાવે છે, જે તિરાડોના દેખાવ અને છિદ્રોની રચના તરફ દોરી જાય છે. પરિણામો દર્શાવે છે કે હીટિંગ રેટના વધારા સાથે, ઝિર્કોનિયા સ્ફટિકોના સ્ફટિકીકરણનો સમય ટૂંકો થાય છે, સ્ફટિકો વચ્ચેનો ગેસ છૂટો કરી શકાતો નથી, અને ઝિર્કોનિયા સ્ફટિકોની અંદરની છિદ્રાળુતા થોડી વધે છે. હીટિંગ રેટના વધારા સાથે, ઝિર્કોનિયાના ટેટ્રાગોનલ તબક્કામાં મોનોક્લિનિક ક્રિસ્ટલ તબક્કાની થોડી માત્રા અસ્તિત્વમાં રહેવાનું શરૂ થાય છે, જે યાંત્રિક ગુણધર્મોને અસર કરશે. તે જ સમયે, હીટિંગ રેટના વધારા સાથે, અનાજનું ધ્રુવીકરણ થશે, એટલે કે, મોટા અને નાના અનાજનું સહઅસ્તિત્વ સરળ છે. ધીમી ગરમી દર વધુ સમાન અનાજની રચના માટે અનુકૂળ છે, જે ઝિર્કોનિયાની અર્ધપારક્ષમતા વધારે છે.