Saķepināšanas ietekme uz cirkonija keramikas īpašībām

Saķepināšanas ietekme uz cirkonija keramikas īpašībām

Kā sava veida keramikas materiāls, cirkonija ir augsta izturība, augsta cietība, laba nodilumizturība, izturība pret skābēm un sārmiem, izturība pret augstu temperatūru un citas lieliskas īpašības. Papildus tam, ka cirkonija keramika ir plaši izmantota rūpnieciskajā jomā, pēdējos gados strauji attīstoties protēžu nozarei, tā ir kļuvusi par potenciālāko protēžu materiālu un piesaistījusi daudzu pētnieku uzmanību.

Cirkonija keramikas veiktspēju ietekmēs daudzi faktori, šodien mēs runājam par saķepināšanas ietekmi uz dažām cirkonija keramikas īpašībām.

Saķepināšanas metode

Tradicionālā saķepināšanas metode ir ķermeņa uzsildīšana caur siltuma starojumu, siltuma vadīšanu, siltuma konvekciju, lai siltums nonāktu no cirkonija virsmas uz iekšpusi, bet cirkonija oksīda siltumvadītspēja ir sliktāka nekā alumīnija oksīda un citu keramikas materiālu siltumvadītspēja. Lai novērstu plaisāšanu, ko izraisa termiskais stress, tradicionālais sildīšanas ātrums ir lēns un laiks ir ilgs, kas padara cirkonija ražošanas ciklu ilgu un ražošanas izmaksas ir augstas. Pēdējos gados pētniecības uzmanības centrā ir cirkonija oksīda apstrādes tehnoloģijas uzlabošana, apstrādes laika saīsināšana, ražošanas izmaksu samazināšana un augstas veiktspējas zobu cirkonija keramikas materiālu nodrošināšana, un mikroviļņu saķepināšana neapšaubāmi ir daudzsološa saķepināšanas metode.

Konstatēts, ka mikroviļņu saķepināšanai un atmosfēras spiediena saķepināšanai nav būtiskas atšķirības uz puscaurlaidības un nodilumizturības ietekmi. Iemesls ir tāds, ka cirkonija oksīda blīvums, kas iegūts ar mikroviļņu saķepināšanu, ir līdzīgs parastajai saķepināšanai, un abi ir blīvi, bet mikroviļņu saķepināšanas priekšrocības ir zemā saķepināšanas temperatūra, liels ātrums un īss saķepināšanas laiks. Tomēr atmosfēras spiediena saķepināšanas temperatūras paaugstināšanās ātrums ir lēns, saķepināšanas laiks ir garāks, un viss saķepināšanas laiks ir aptuveni 6–11 stundas. Salīdzinot ar parastā spiediena saķepināšanu, mikroviļņu saķepināšana ir jauna saķepināšanas metode, kuras priekšrocības ir īss saķepināšanas laiks, augsta efektivitāte un enerģijas taupīšana, kā arī var uzlabot keramikas mikrostruktūru.

Daži zinātnieki arī uzskata, ka cirkonija oksīds pēc saķepināšanas mikroviļņu krāsnī var saglabāt metastabilāku tekvarteta fāzi, iespējams, tāpēc, ka ar mikroviļņu ātru karsēšanu var panākt ātru materiāla sablīvēšanos zemākā temperatūrā, graudu izmērs ir mazāks un vienmērīgāks nekā parastā spiediena saķepināšanas gadījumā, zemāks par t-ZrO2 kritiskās fāzes transformācijas lielums, kas ļauj pēc iespējas vairāk uzturēt metastabilā stāvoklī istabas temperatūrā, uzlabojot keramikas materiālu izturība un stingrība.

Dubultās saķepināšanas process

Kompakto saķepināto cirkonija oksīda keramiku var apstrādāt tikai ar smilšpapīra griezējinstrumentiem augstās cietības un izturības dēļ, un apstrādes izmaksas ir augstas un laiks ir ilgs. Lai atrisinātu iepriekš minētās problēmas, dažreiz cirkonija keramika tiks izmantota divreiz saķepināšanas procesā, pēc keramikas korpusa veidošanas un sākotnējās saķepināšanas, CAD/CAM pastiprināšanas apstrādes līdz vajadzīgajai formai un pēc tam saķepināšanas līdz galīgajai saķepināšanas temperatūrai. materiāls ir pilnīgi blīvs.

Ir konstatēts, ka divi saķepināšanas procesi mainīs cirkonija keramikas saķepināšanas kinētiku un zināmā mērā ietekmēs cirkonija keramikas saķepināšanas blīvumu, mehāniskās īpašības un mikrostruktūru. Apstrādājamās cirkonija keramikas, kas saķepināta vienreiz blīvi, mehāniskās īpašības ir labākas nekā divreiz saķepinātai. Apstrādājamā cirkonija keramikas biaksiālā lieces izturība un izturība pret lūzumiem, kas saķepināta vienreiz kompaktā veidā, ir augstāka nekā divreiz saķepinātajai. Primārās saķepinātās cirkonija oksīda keramikas plīsuma veids ir transgranulārs/starpgraudains, un plaisu trieciens ir salīdzinoši taisns. Divreiz saķepināta cirkonija oksīda keramikas lūzuma veids galvenokārt ir starpgraudains lūzums, un plaisu tendence ir daudz līkumota. Kompozītmateriālu lūzuma režīma īpašības ir labākas nekā vienkārša starpgranulu lūzuma režīma īpašības.

Saķepināšanas vakuums

Cirkonija oksīds ir jāsaķepina vakuuma vidē, saķepināšanas procesā veidojas liels skaits burbuļu, un vakuuma vidē burbuļus ir viegli izvadīt no porcelāna korpusa izkausētā stāvokļa, uzlabojot cirkonija blīvumu, tādējādi palielinot cirkonija oksīda puscaurlaidība un mehāniskās īpašības.

Apkures ātrums

Cirkonija oksīda saķepināšanas procesā, lai iegūtu labu veiktspēju un sagaidāmos rezultātus, ir jāizmanto zemāks sildīšanas ātrums. Augstais sildīšanas ātrums padara cirkonija iekšējo temperatūru nevienmērīgu, sasniedzot galīgo saķepināšanas temperatūru, izraisot plaisu parādīšanos un poru veidošanos. Rezultāti liecina, ka, palielinoties karsēšanas ātrumam, cirkonija kristālu kristalizācijas laiks tiek saīsināts, gāze starp kristāliem nevar tikt izvadīta, un porainība cirkonija kristālu iekšpusē nedaudz palielinās. Palielinoties sildīšanas ātrumam, cirkonija dioksīda tetragonālajā fāzē sāk pastāvēt neliels daudzums monoklinisko kristālu fāzes, kas ietekmēs mehāniskās īpašības. Tajā pašā laikā, palielinoties sildīšanas ātrumam, graudi tiks polarizēti, tas ir, lielāku un mazāku graudu līdzāspastāvēšana ir vienkārša. Lēnāks sildīšanas ātrums veicina viendabīgāku graudu veidošanos, kas palielina cirkonija oksīda puscaurlaidību.