ज़िरकोनिया सिरेमिक के गुणों पर सिंटरिंग का प्रभाव

एक प्रकार की सिरेमिक सामग्री के रूप में, ज़िरकोनियम में उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, अच्छा पहनने का प्रतिरोध, एसिड और क्षार प्रतिरोध, उच्च तापमान प्रतिरोध और अन्य उत्कृष्ट गुण होते हैं। औद्योगिक क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने के अलावा, हाल के वर्षों में डेन्चर उद्योग के जोरदार विकास के साथ, ज़िरकोनिया सिरेमिक सबसे संभावित डेन्चर सामग्री बन गया है और कई शोधकर्ताओं का ध्यान आकर्षित किया है।

सिंटरिंग विधि

पारंपरिक सिंटरिंग विधि ऊष्मा विकिरण, ऊष्मा चालन, ऊष्मा संवहन के माध्यम से शरीर को गर्म करना है, ताकि गर्मी ज़िरकोनिया की सतह से आंतरिक तक हो, लेकिन ज़िरकोनिया की तापीय चालकता एल्यूमिना और अन्य सिरेमिक सामग्रियों की तुलना में खराब है। थर्मल तनाव के कारण होने वाली दरार को रोकने के लिए, पारंपरिक हीटिंग गति धीमी होती है और समय लंबा होता है, जिससे ज़िरकोनिया का उत्पादन चक्र लंबा हो जाता है और उत्पादन लागत अधिक होती है। हाल के वर्षों में, ज़िरकोनिया की प्रसंस्करण तकनीक में सुधार, प्रसंस्करण समय को छोटा करना, उत्पादन लागत को कम करना और उच्च प्रदर्शन वाले डेंटल ज़िरकोनिया सिरेमिक सामग्री प्रदान करना अनुसंधान का केंद्र बन गया है, और माइक्रोवेव सिंटरिंग निस्संदेह एक आशाजनक सिंटरिंग विधि है।

यह पाया गया है कि माइक्रोवेव सिंटरिंग और वायुमंडलीय दबाव सिंटरिंग का अर्ध-पारगम्यता और पहनने के प्रतिरोध के प्रभाव पर कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं है। इसका कारण यह है कि माइक्रोवेव सिंटरिंग द्वारा प्राप्त ज़िरकोनिया का घनत्व पारंपरिक सिंटरिंग के समान है, और दोनों घने सिंटरिंग हैं, लेकिन माइक्रोवेव सिंटरिंग के फायदे कम सिंटरिंग तापमान, तेज गति और कम सिंटरिंग समय हैं। हालाँकि, वायुमंडलीय दबाव सिंटरिंग की तापमान वृद्धि दर धीमी है, सिंटरिंग का समय लंबा है, और संपूर्ण सिंटरिंग का समय लगभग 6-11 घंटे है। सामान्य दबाव सिंटरिंग की तुलना में, माइक्रोवेव सिंटरिंग एक नई सिंटरिंग विधि है, जिसमें कम सिंटरिंग समय, उच्च दक्षता और ऊर्जा की बचत के फायदे हैं, और सिरेमिक की सूक्ष्म संरचना में सुधार हो सकता है।

कुछ विद्वानों का यह भी मानना ​​है कि माइक्रोवेव सिंटरिंग के बाद ज़िरकोनिया अधिक मेटास्टेबल टेक्वार्टेट चरण को बनाए रख सकता है, संभवतः इसलिए क्योंकि माइक्रोवेव रैपिड हीटिंग कम तापमान पर सामग्री का तेजी से घनत्व प्राप्त कर सकता है, अनाज का आकार सामान्य दबाव सिंटरिंग की तुलना में छोटा और अधिक समान होता है, जो कि कम होता है t-ZrO2 का महत्वपूर्ण चरण परिवर्तन आकार, जो कमरे के तापमान पर मेटास्टेबल अवस्था में जितना संभव हो बनाए रखने के लिए अनुकूल है, सिरेमिक सामग्री की ताकत और कठोरता में सुधार करता है।

डबल सिंटरिंग प्रक्रिया

उच्च कठोरता और ताकत के कारण कॉम्पैक्ट सिंटर्ड ज़िरकोनिया सिरेमिक को केवल एमरी कटिंग टूल्स के साथ संसाधित किया जा सकता है, और प्रसंस्करण लागत अधिक है और समय लंबा है। उपरोक्त समस्याओं को हल करने के लिए, कभी-कभी ज़िरकोनिया सिरेमिक का उपयोग दो बार सिंटरिंग प्रक्रिया में किया जाएगा, सिरेमिक बॉडी के निर्माण और प्रारंभिक सिंटरिंग के बाद, सीएडी/सीएएम प्रवर्धन मशीनिंग को वांछित आकार में लाया जाएगा, और फिर अंतिम सिंटरिंग तापमान पर सिंटरिंग किया जाएगा। सामग्री पूरी तरह से सघन.

यह पाया गया है कि दो सिंटरिंग प्रक्रियाएं ज़िरकोनिया सिरेमिक के सिंटरिंग कैनेटीक्स को बदल देंगी, और ज़िरकोनिया सिरेमिक के सिंटरिंग घनत्व, यांत्रिक गुणों और सूक्ष्म संरचना पर कुछ प्रभाव डालेगी। एक बार सघन रूप से सिंटर किए गए मशीनी ज़िरकोनिया सिरेमिक के यांत्रिक गुण दो बार सिंटर किए गए सिरेमिक से बेहतर होते हैं। एक बार कॉम्पैक्ट किए गए मशीनी जिरकोनिया सिरेमिक की द्विअक्षीय झुकने की ताकत और फ्रैक्चर कठोरता दो बार सिंटर किए गए से अधिक होती है। प्राथमिक सिंटेड ज़िरकोनिया सिरेमिक का फ्रैक्चर मोड ट्रांसग्रेन्युलर/इंटरग्रेन्युलर है, और क्रैक स्ट्राइक अपेक्षाकृत सीधा है। दो बार सिंटेड ज़िरकोनिया सिरेमिक का फ्रैक्चर मोड मुख्य रूप से इंटरग्रेन्युलर फ्रैक्चर है, और दरार की प्रवृत्ति अधिक टेढ़ी-मेढ़ी होती है। समग्र फ्रैक्चर मोड के गुण साधारण इंटरग्रेनुलर फ्रैक्चर मोड से बेहतर हैं।

सिंटरिंग वैक्यूम

ज़िरकोनिया को निर्वात वातावरण में सिंटर किया जाना चाहिए, सिंटरिंग प्रक्रिया में बड़ी संख्या में बुलबुले पैदा होंगे, और वैक्यूम वातावरण में, चीनी मिट्टी के शरीर की पिघली हुई अवस्था से बुलबुले निकलना आसान होता है, ज़िरकोनिया के घनत्व में सुधार होता है, जिससे वृद्धि होती है ज़िरकोनिया की अर्ध-पारगम्यता और यांत्रिक गुण।

तापन दर

ज़िरकोनिया की सिंटरिंग प्रक्रिया में, अच्छे प्रदर्शन और अपेक्षित परिणाम प्राप्त करने के लिए, कम हीटिंग दर को अपनाया जाना चाहिए। उच्च ताप दर अंतिम सिंटरिंग तापमान तक पहुँचने पर ज़िरकोनिया के आंतरिक तापमान को असमान बना देती है, जिससे दरारें दिखाई देती हैं और छिद्रों का निर्माण होता है। परिणाम बताते हैं कि हीटिंग दर में वृद्धि के साथ, ज़िरकोनिया क्रिस्टल का क्रिस्टलीकरण समय कम हो जाता है, क्रिस्टल के बीच गैस का निर्वहन नहीं किया जा सकता है, और ज़िरकोनिया क्रिस्टल के अंदर सरंध्रता थोड़ी बढ़ जाती है। ताप दर में वृद्धि के साथ, जिरकोनिया के टेट्रागोनल चरण में थोड़ी मात्रा में मोनोक्लिनिक क्रिस्टल चरण मौजूद होने लगता है, जो यांत्रिक गुणों को प्रभावित करेगा। इसी समय, हीटिंग दर में वृद्धि के साथ, अनाज ध्रुवीकृत हो जाएगा, यानी, बड़े और छोटे अनाज का सह-अस्तित्व आसान है। धीमी हीटिंग दर अधिक समान अनाज के निर्माण के लिए अनुकूल है, जिससे ज़िरकोनिया की अर्धपारगम्यता बढ़ जाती है।