აგლომერაციის ეფექტი ცირკონიის კერამიკის თვისებებზე

როგორც ერთგვარი კერამიკული მასალა, ცირკონიუმს აქვს მაღალი სიმტკიცე, მაღალი სიმტკიცე, კარგი აცვიათ წინააღმდეგობა, მჟავა და ტუტე წინააღმდეგობა, მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობა და სხვა შესანიშნავი თვისებები. გარდა იმისა, რომ ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიულ სფეროში, ბოლო წლებში პროთეზირების ინდუსტრიის ენერგიული განვითარებით, ცირკონიის კერამიკა გახდა ყველაზე პოტენციური პროთეზირების მასალა და მიიპყრო მრავალი მკვლევარის ყურადღება.

აგლომერაციის მეთოდი

აგლომერაციის ტრადიციული მეთოდია სხეულის გაცხელება სითბოს გამოსხივების, სითბოს გამტარობის, სითბოს კონვექციის საშუალებით, ისე, რომ სითბო ცირკონიის ზედაპირიდან შიგნიდან გადადის, მაგრამ ცირკონიის თბოგამტარობა უარესია, ვიდრე ალუმინისა და სხვა კერამიკული მასალების. თერმული სტრესით გამოწვეული ბზარების თავიდან ასაცილებლად, ტრადიციული გათბობის სიჩქარე ნელია და დრო გრძელია, რაც ცირკონიის წარმოების ციკლს ხანგრძლივ ხდის და წარმოების ღირებულება მაღალია. ბოლო წლებში ცირკონიის დამუშავების ტექნოლოგიის გაუმჯობესება, დამუშავების დროის შემცირება, წარმოების ღირებულების შემცირება და მაღალი ხარისხის სტომატოლოგიური ცირკონიის კერამიკული მასალების მიწოდება კვლევის აქცენტი გახდა და მიკროტალღური აგლომერაცია უდავოდ პერსპექტიული აგლომერაციის მეთოდია.

აღმოჩნდა, რომ მიკროტალღური აგლომერაცია და ატმოსფერული წნევით შედუღება არ არის მნიშვნელოვანი განსხვავება ნახევრად გამტარიანობისა და აცვიათ წინააღმდეგობის გავლენის შესახებ. მიზეზი ის არის, რომ მიკროტალღური აგლომერაციის შედეგად მიღებული ცირკონიის სიმკვრივე მსგავსია ჩვეულებრივი აგლომერაციისას და ორივე მკვრივი აგლომერაციისაა, მაგრამ მიკროტალღური აგლომერაციის უპირატესობა არის აგლომერაციის დაბალი ტემპერატურა, სწრაფი სიჩქარე და შედუღების მოკლე დრო. თუმცა, ატმოსფერული წნევით შედუღების ტემპერატურის აწევის სიჩქარე ნელია, შედუღების დრო უფრო გრძელია და მთლიანი აგლომერაციის დრო დაახლოებით 6-11 საათია. ნორმალურ წნევით აგლომერაციასთან შედარებით, მიკროტალღური აგლომერაცია არის აგლომერაციის ახალი მეთოდი, რომელსაც აქვს მოკლე აგლომერაციის დროის უპირატესობა, მაღალი ეფექტურობა და ენერგიის დაზოგვა და შეუძლია გააუმჯობესოს კერამიკის მიკროსტრუქტურა.

ზოგიერთი მეცნიერი ასევე თვლის, რომ ცირკონიას მიკროტალღური აგლომერაციის შემდეგ შეუძლია შეინარჩუნოს მეტასტაბილური ტეკარტეტის ფაზა, შესაძლოა იმიტომ, რომ მიკროტალღური სწრაფ გათბობას შეუძლია მიაღწიოს მასალის სწრაფ გამკვრივებას დაბალ ტემპერატურაზე. t-ZrO2-ის კრიტიკული ფაზის ტრანსფორმაციის ზომა, რომელიც ხელს უწყობს ოთახის ტემპერატურაზე მეტასტაბილურ მდგომარეობაში მაქსიმალურად შენარჩუნებას, აუმჯობესებს კერამიკული მასალების სიმტკიცეს და სიმტკიცეს.

ორმაგი აგლომერაციის პროცესი

კომპაქტური აგლომერირებული ცირკონიის კერამიკის დამუშავება შესაძლებელია მხოლოდ ზურმუხტის საჭრელი ხელსაწყოებით მაღალი სიხისტისა და სიმტკიცის გამო, ხოლო დამუშავების ღირებულება მაღალია და დრო დიდი. ზემოაღნიშნული პრობლემების გადასაჭრელად, ზოგჯერ ცირკონიის კერამიკა გამოიყენება ორჯერ აგლომერაციის პროცესში, კერამიკული კორპუსის ფორმირებისა და საწყისი აგლომერაციის შემდეგ, CAD/CAM გამაძლიერებელი დამუშავება სასურველ ფორმამდე და შემდეგ აგლომერდება საბოლოო აგლომერაციის ტემპერატურამდე. მასალა სრულიად მკვრივია.

აღმოჩნდა, რომ აგლომერაციის ორი პროცესი შეცვლის ცირკონიუმის კერამიკის აგლომერაციის კინეტიკას და გარკვეულ გავლენას მოახდენს ცირკონიუმის კერამიკის აგლომერაციის სიმკვრივეზე, მექანიკურ თვისებებზე და მიკროსტრუქტურაზე. დამუშავებადი ცირკონიის კერამიკის მექანიკური თვისებები, რომელიც აგლომერდება ერთხელ მკვრივია, უკეთესია, ვიდრე ორჯერ აგლომერირებული. დამუშავებადი ცირკონიის კერამიკის ბიაქსიალური მოღუნვის სიძლიერე და მოტეხილობის სიმტკიცე, რომელიც შედუღებულია კომპაქტურად, უფრო მაღალია, ვიდრე ორჯერ აგლომერირებული. პირველადი აგლომერირებული ცირკონიის კერამიკის მოტეხილობის რეჟიმი არის ტრანსგრანულარული/ინტრაგრანულარული და ბზარის დარტყმა შედარებით სწორია. ორჯერ გაჟღენთილი ცირკონიის კერამიკის მოტეხილობის რეჟიმი ძირითადად მარცვლოვანი მოტეხილობაა და ბზარის ტენდენცია უფრო გრეხილია. კომპოზიციური მოტეხილობის რეჟიმის თვისებები უკეთესია, ვიდრე მარტივი მარცვლოვანი მოტეხილობის რეჟიმი.

შედუღების ვაკუუმი

ცირკონია უნდა იყოს გაჟღენთილი ვაკუუმურ გარემოში, აგლომერაციის პროცესში წარმოიქმნება დიდი რაოდენობით ბუშტები, ხოლო ვაკუუმურ გარემოში ბუშტები ადვილად გამოიყოფა ფაიფურის სხეულის გამდნარი მდგომარეობიდან, აუმჯობესებს ცირკონიის სიმკვრივეს, რითაც იზრდება ცირკონიის ნახევრად გამტარიანობა და მექანიკური თვისებები.

გათბობის მაჩვენებელი

ცირკონიის აგლომერაციის პროცესში, კარგი მუშაობისა და მოსალოდნელი შედეგების მისაღებად, უფრო დაბალი გათბობის სიჩქარე უნდა იქნას მიღებული. მაღალი გათბობის სიჩქარე ხდის ცირკონიის შიდა ტემპერატურას არათანაბარ შედუღების საბოლოო ტემპერატურის მიღწევისას, რაც იწვევს ბზარების გაჩენას და ფორების წარმოქმნას. შედეგები აჩვენებს, რომ გაცხელების სიჩქარის მატებასთან ერთად, ცირკონიის კრისტალების კრისტალიზაციის დრო მცირდება, კრისტალებს შორის გაზი ვერ გამოიყოფა და ცირკონიის კრისტალების შიგნით ფორიანობა ოდნავ იზრდება. გათბობის სიჩქარის მატებასთან ერთად ცირკონიის ტეტრაგონალურ ფაზაში იწყება მცირე რაოდენობით მონოკლინიკური კრისტალური ფაზის არსებობა, რაც გავლენას მოახდენს მექანიკურ თვისებებზე. ამასთან, გაცხელების სიჩქარის მატებასთან ერთად, მარცვლები პოლარიზდება, ანუ უფრო დიდი და პატარა მარცვლების თანაარსებობა ადვილია. ნელი გათბობის სიჩქარე ხელს უწყობს უფრო ერთგვაროვანი მარცვლების წარმოქმნას, რაც ზრდის ცირკონიის ნახევრად გამტარიანობას.