Sukepinimo įtaka cirkonio oksido keramikos savybėms

Sukepinimo įtaka cirkonio oksido keramikos savybėms

Kaip keraminės medžiagos rūšis, cirkonis turi didelį stiprumą, didelį kietumą, gerą atsparumą dilimui, atsparumą rūgštims ir šarmams, atsparumą aukštai temperatūrai ir kitas puikias savybes. Be to, kad cirkonio oksido keramika yra plačiai naudojama pramonės srityje, pastaraisiais metais sparčiai vystantis dantų protezų pramonei, cirkonio oksido keramika tapo potencialiausia dantų protezavimo medžiaga ir patraukė daugelio tyrinėtojų dėmesį.

Cirkonio oksido keramikos eksploatacinėms savybėms įtakos turės daug veiksnių, šiandien kalbame apie sukepinimo įtaką kai kurioms cirkonio keramikos savybėms.

Sukepinimo būdas

Tradicinis sukepinimo būdas yra kūno kaitinimas per šilumos spinduliavimą, šilumos laidumą, šilumos konvekciją, kad šiluma būtų nuo cirkonio paviršiaus iki vidaus, tačiau cirkonio oksido šilumos laidumas yra blogesnis nei aliuminio oksido ir kitų keraminių medžiagų. Siekiant išvengti įtrūkimų, kuriuos sukelia šiluminis įtempis, tradicinis kaitinimo greitis yra lėtas ir laikas ilgas, todėl cirkonio oksido gamybos ciklas yra ilgas ir gamybos sąnaudos yra didelės. Pastaraisiais metais cirkonio oksido apdorojimo technologijos tobulinimas, apdorojimo laiko sutrumpinimas, gamybos sąnaudų mažinimas ir aukštos kokybės dantų cirkonio oksido keramikos medžiagų tiekimas tapo tyrimų dėmesio centre, o sukepinimas mikrobangų krosnelėje neabejotinai yra perspektyvus sukepinimo būdas.

Nustatyta, kad sukepinimas mikrobangėmis ir sukepinimas atmosferiniu slėgiu neturi reikšmingo skirtumo pusiau laidumo ir atsparumo dilimui įtakoje. Priežastis ta, kad cirkonio oksido tankis, gautas sukepinant mikrobangėmis, yra panašus į įprasto sukepinimo tankį, ir abu yra tankaus sukepinimo, tačiau mikrobangų sukepinimo pranašumai yra žema sukepinimo temperatūra, didelis greitis ir trumpas sukepinimo laikas. Tačiau atmosferos slėgio sukepinimo temperatūros kilimo greitis yra lėtas, sukepinimo laikas ilgesnis, o visas sukepinimo laikas yra maždaug 6–11 valandų. Palyginti su įprastu slėgiu sukepinimas, mikrobangų sukepinimas yra naujas sukepinimo būdas, turintis trumpo sukepinimo laiko, didelio efektyvumo ir energijos taupymo pranašumus bei gali pagerinti keramikos mikrostruktūrą.

Kai kurie mokslininkai taip pat mano, kad cirkonis po sukepinimo mikrobangėje gali išlaikyti metastabilesnę tekvarteto fazę, galbūt todėl, kad greitas kaitinimas mikrobangomis gali greitai sutankinti medžiagą žemesnėje temperatūroje, grūdelių dydis yra mažesnis ir vienodesnis nei sukepinant įprastu slėgiu, mažesnis nei t-ZrO2 kritinės fazės transformacijos dydis, kuris padeda išlaikyti kiek įmanoma daugiau metastabilios būsenos kambario temperatūroje, gerinant keraminių medžiagų stiprumas ir kietumas.

Dvigubo sukepinimo procesas

Kompaktiška sukepinta cirkonio keramika gali būti apdorojama tik švitriniais pjovimo įrankiais dėl didelio kietumo ir stiprumo, o apdorojimo kaina yra didelė ir laikas yra ilgas. Siekiant išspręsti pirmiau minėtas problemas, kartais cirkonio oksido keramika bus naudojama du kartus sukepinant, suformavus keramikinį korpusą ir pradinį sukepinimą, CAD/CAM stiprinimo apdirbimą iki norimos formos, o po to sukepinant iki galutinės sukepinimo temperatūros. medžiaga visiškai tanki.

Nustatyta, kad du sukepinimo procesai pakeis cirkonio oksido keramikos sukepinimo kinetiką ir turės tam tikrą poveikį cirkonio oksido keramikos sukepinimo tankiui, mechaninėms savybėms ir mikrostruktūrai. Vieną kartą tankiai sukepintos apdirbamos cirkonio oksido keramikos mechaninės savybės yra geresnės nei du kartus sukepintos. Vieną kartą sutankintos apdirbamos cirkonio keramikos dviašis lenkimo stiprumas ir atsparumas lūžiams yra didesni nei du kartus sukepintos. Pirminės sukepinto cirkonio oksido keramikos lūžimo būdas yra transgranulinis / tarpkristalinis, o įtrūkimas yra gana tiesus. Du kartus sukepinto cirkonio oksido keramikos lūžimo būdas daugiausia yra tarpkristalinis lūžis, o įtrūkimų tendencija yra vingiesnė. Kompozitinio lūžio režimo savybės yra geresnės nei paprasto tarpgranulinio lūžio režimo.

Sukepinimo vakuumas

Cirkonis turi būti sukepinamas vakuuminėje aplinkoje, sukepinimo procese susidarys daug burbuliukų, o vakuuminėje aplinkoje burbuliukai lengvai išsiskiria iš išlydyto porceliano korpuso, pagerina cirkonio tankį ir taip padidina jo tankį. cirkonio oksido pusiau pralaidumas ir mechaninės savybės.

Šildymo greitis

Cirkonio oksido sukepinimo procese, norint pasiekti gerų eksploatacinių savybių ir laukiamų rezultatų, reikia naudoti mažesnį šildymo greitį. Dėl didelio kaitinimo greičio cirkonio oksido vidinė temperatūra pasiekus galutinę sukepinimo temperatūrą tampa netolygi, todėl atsiranda įtrūkimų ir susidaro poros. Rezultatai rodo, kad didėjant kaitinimo greičiui, cirkonio kristalų kristalizacijos laikas trumpėja, dujos tarp kristalų negali išsiskirti, o poringumas cirkonio kristalų viduje šiek tiek padidėja. Didėjant kaitinimo greičiui, cirkonio dioksido tetragoninėje fazėje pradeda egzistuoti nedidelis monoklininės kristalinės fazės kiekis, kuris turės įtakos mechaninėms savybėms. Tuo pačiu metu, didėjant kaitinimo greičiui, grūdai bus poliarizuoti, tai yra, didesnių ir mažesnių grūdų sambūvis yra lengvas. Lėtesnis kaitinimo greitis skatina vienodesnių grūdelių susidarymą, o tai padidina cirkonio oksido puslaidumą.