Որպես մի տեսակ կերամիկական նյութ, ցիրկոնիումը ունի բարձր ուժ, բարձր կարծրություն, լավ մաշվածության դիմադրություն, թթվային և ալկալային դիմադրություն, բարձր ջերմաստիճանի դիմադրություն և այլ հիանալի հատկություններ: Արդյունաբերական ոլորտում լայնորեն կիրառվելուց բացի, վերջին տարիներին ատամնաշարի արդյունաբերության բուռն զարգացումով, ցիրկոնիայով կերամիկաները դարձել են ատամնաշարի ամենապոտենցիալ նյութերը և գրավել բազմաթիվ հետազոտողների ուշադրությունը:
Պղտորման մեթոդ
Ավանդական սինթերման մեթոդը մարմինը տաքացնելն է ջերմային ճառագայթման, ջերմային հաղորդման, ջերմային կոնվեկցիայի միջոցով, այնպես, որ ջերմությունը ցիրկոնիայի մակերևույթից ներս ընկնի, բայց ցիրկոնի ջերմային հաղորդունակությունը ավելի վատ է, քան ալյումինի և այլ կերամիկական նյութերի: Ջերմային սթրեսի հետևանքով առաջացած ճեղքումը կանխելու համար ավանդական ջեռուցման արագությունը դանդաղ է, իսկ ժամանակը երկար է, ինչը երկարացնում է ցիրկոնի արտադրության ցիկլը, իսկ արտադրության արժեքը՝ բարձր: Վերջին տարիներին ցիրկոնիայի մշակման տեխնոլոգիայի բարելավումը, մշակման ժամանակը կրճատելը, արտադրության արժեքը նվազեցնելը և ատամնաբուժական ցիրկոնիայի կերամիկական նյութերի բարձր արդյունավետության ապահովումը դարձել են հետազոտության կիզակետը, և միկրոալիքային սինթերինգը, անկասկած, խոստումնալից սինթերման մեթոդ է:
Պարզվել է, որ միկրոալիքային սինթերինգը և մթնոլորտային ճնշման սինթրումը էական տարբերություն չունեն կիսաթափանցելիության և մաշվածության դիմադրության վրա: Պատճառն այն է, որ միկրոալիքային սինթրինգով ստացված ցիրկոնիայի խտությունը նման է սովորական սինթրինգին, և երկուսն էլ խիտ սինթրինգ են, սակայն միկրոալիքային սինթրինգի առավելություններն են սինթրման ցածր ջերմաստիճանը, արագ արագությունը և սինթրման կարճ ժամանակը: Այնուամենայնիվ, մթնոլորտային ճնշման սինթրման ջերմաստիճանի բարձրացման արագությունը դանդաղ է, սինթրման ժամանակն ավելի երկար է, և ամբողջ սինթրման ժամանակը մոտավորապես 6-11 ժամ է: Համեմատելով նորմալ ճնշման սինթրինգի հետ, միկրոալիքային սինթրինգը սինթրինգի նոր մեթոդ է, որն ունի սինթրման կարճ ժամանակի, բարձր արդյունավետության և էներգիայի խնայողության առավելությունները և կարող է բարելավել կերամիկայի միկրոկառուցվածքը:
Որոշ գիտնականներ նաև կարծում են, որ ցիրկոնիան միկրոալիքային վառարանում սինթինգից հետո կարող է պահպանել ավելի կայուն տեվարտե փուլը, հնարավոր է, որ միկրոալիքային արագ ջեռուցումը կարող է հասնել նյութի արագ խտացման ավելի ցածր ջերմաստիճանում, հատիկի չափն ավելի փոքր է և ավելի միատեսակ, քան սովորական ճնշման սինթինգը, ավելի ցածր, քան t-ZrO2-ի կրիտիկական փուլային փոխակերպման չափը, որը նպաստում է սենյակային ջերմաստիճանում մետաստաբիլ վիճակում հնարավորինս պահպանմանը, բարելավելով կերամիկական նյութերի ամրությունը և ամրությունը:
Կրկնակի սինթրման գործընթաց
Կոմպակտ սինտրացված ցիրկոնիայի կերամիկա կարող է մշակվել միայն զմրուխտ կտրող գործիքներով՝ բարձր կարծրության և ամրության պատճառով, իսկ մշակման արժեքը բարձր է, իսկ ժամանակը երկար է: Վերոնշյալ խնդիրները լուծելու համար երբեմն ցիրկոնային կերամիկա կօգտագործվի երկու անգամ սինթրեման գործընթացում, կերամիկական մարմնի ձևավորումից և սկզբնական սինթրինգից հետո CAD/CAM ուժեղացման հաստոցը հասցնում է ցանկալի ձևը, այնուհետև սինթրում է մինչև վերջնական սինթրման ջերմաստիճանը: նյութը ամբողջովին խիտ.
Պարզվել է, որ երկու սինթրման պրոցեսները կփոխեն ցիրկոնային կերամիկայի սինթրեման կինետիկան և որոշակի ազդեցություն կունենան ցիրկոնային կերամիկայի սինթրման խտության, մեխանիկական հատկությունների և միկրոկառուցվածքի վրա: Մեկ անգամ խիտ եռացրած ցիրկոնային կերամիկայի մեխանիկական հատկությունները ավելի լավն են, քան երկու անգամ եռակցվածները: Կծկվելուց հետո մշակվող ցիրկոնե կերամիկայի եռակի ճկման ուժը և ճեղքման դիմացկունությունը ավելի բարձր են, քան երկու անգամ սինթրեվածները: Առաջնային ցիրկոնային կերամիկայի կոտրվածքի ռեժիմը տրանսգրանուլային/միջգրանուլային է, իսկ ճեղքի հարվածը համեմատաբար ուղիղ է: Երկու անգամ ցիրկոնային կերամիկայի կոտրվածքի ռեժիմը հիմնականում միջգրանուլային կոտրվածք է, իսկ ճաքի միտումը ավելի ոլորապտույտ է: Կոմպոզիտային կոտրվածքի ռեժիմի հատկությունները ավելի լավն են, քան պարզ միջգրանուլային կոտրվածքի ռեժիմը:
Պղտորման վակուում
Ցիրկոնը պետք է սինթրեվի վակուումային միջավայրում, ցրման գործընթացում կառաջանա մեծ քանակությամբ փուչիկներ, իսկ վակուումային միջավայրում փուչիկները հեշտ է արտանետվել ճենապակյա մարմնի հալած վիճակից, բարելավելով ցիրկոնի խտությունը՝ դրանով իսկ մեծացնելով Ցիրկոնիայի կիսաթափանցելիությունը և մեխանիկական հատկությունները.
Ջեռուցման արագությունը
Ցիրկոնիայի սինթրման գործընթացում լավ կատարողականություն և ակնկալվող արդյունքներ ստանալու համար պետք է ընդունվի ավելի ցածր տաքացման արագություն: Ջեռուցման բարձր արագությունը ցիրկոնիայի ներքին ջերմաստիճանը դարձնում է անհավասար, երբ հասնում է սինթրման վերջնական ջերմաստիճանին, ինչը հանգեցնում է ճաքերի առաջացման և ծակոտիների առաջացման: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ տաքացման արագության բարձրացման հետ մեկտեղ ցիրկոնի բյուրեղների բյուրեղացման ժամանակը կրճատվում է, բյուրեղների միջև գազը չի կարող լիցքաթափվել, և ցիրկոնի բյուրեղների ներսում ծակոտկենությունը փոքր-ինչ մեծանում է: Ջեռուցման արագության բարձրացմամբ ցիրկոնի քառանկյուն փուլում սկսում է գոյություն ունենալ փոքր քանակությամբ մոնոկլինիկ բյուրեղային փուլ, որը կազդի մեխանիկական հատկությունների վրա: Միաժամանակ տաքացման տեմպերի բարձրացմամբ հացահատիկները կբևեռացվեն, այսինքն՝ ավելի ու ավելի փոքր հատիկների համակեցությունը հեշտ է։ Ավելի դանդաղ տաքացման արագությունը նպաստում է ավելի միատեսակ հատիկների ձևավորմանը, ինչը մեծացնում է ցիրկոնի կիսաթափանցելիությունը:
Հրապարակման ժամանակը՝ օգոստոսի 15-2023