Ефект на синтерување врз својствата на цирконската керамика

Ефект на синтерување врз својствата на цирконската керамика

Како еден вид керамички материјал, циркониумот има висока јачина, висока цврстина, добра отпорност на абење, отпорност на киселина и алкали, отпорност на висока температура и други одлични својства. Покрај тоа што е широко користен во индустриското поле, со енергичниот развој на индустријата за протези во последниве години, циркониската керамика стана најпотенцијалниот материјал за протеза и го привлече вниманието на многу истражувачи.

На перформансите на циркониската керамика ќе влијаат многу фактори, денес зборуваме за влијанието на синтерувањето врз некои својства на цирконската керамика.

Метод на синтерување

Традиционалниот метод на синтерување е да се загрее телото преку топлинско зрачење, спроводливост на топлина, конвекција на топлина, така што топлината е од површината на цирконија до внатрешноста, но топлинската спроводливост на цирконија е полоша од онаа на алумина и други керамички материјали. Со цел да се спречи пукање предизвикано од термички стрес, традиционалната брзина на загревање е бавна, а времето е долго, што го прави циклусот на производство на цирконија долг, а трошоците за производство се високи. Во последниве години, подобрувањето на технологијата за обработка на цирконија, скратувањето на времето на обработка, намалувањето на трошоците за производство и обезбедувањето високи перформанси за забни цирконски керамички материјали станаа во фокусот на истражувањето, а синтерувањето во микробранова е несомнено ветувачки метод на синтерување.

Утврдено е дека синтерувањето со микробранова и синтерувањето со атмосферски притисок немаат значителна разлика во влијанието на полупропустливоста и отпорноста на абење. Причината е што густината на цирконија добиена со микробранова синтерување е слична на онаа на конвенционалното синтерување, и двете се густо синтерување, но предностите на синтерувањето во микробранова се ниската температура на синтерување, брзата брзина и краткото време на синтерување. Сепак, стапката на пораст на температурата при синтерување со атмосферски притисок е бавна, времето на синтерување е подолго, а целото време на синтерување е приближно 6-11 часа. Во споредба со нормалното синтерување под притисок, синтерувањето во микробранова печка е нов метод на синтерување, кој ги има предностите на кратко време на синтерување, висока ефикасност и заштеда на енергија и може да ја подобри микроструктурата на керамиката.

Некои научници, исто така, веруваат дека цирконија по синтерување во микробранова печка може да одржи повеќе метастабилна фаза на теквартет, веројатно затоа што брзото загревање со микробранова печка може да постигне брзо згуснување на материјалот на пониска температура, големината на зрното е помала и подеднаква од онаа при синтерување со нормално притисок, помала од големината на трансформацијата на критичната фаза на t-ZrO2, која е погодна за одржување што е можно повеќе во метастабилна состојба на собна температура, подобрување на цврстината и цврстината на керамичките материјали.

Процес на двојно синтерување

Компактна синтерувана цирконска керамика може да се обработува само со алат за сечење шмиргла поради високата цврстина и цврстина, а цената на обработката е висока и времето е долго. Со цел да се решат горенаведените проблеми, понекогаш циркониската керамика ќе се користи двапати процесот на синтерување, по формирањето на керамичкото тело и почетното синтерување, CAD/CAM засилувачката обработка до саканата форма, а потоа синтерување до крајната температура на синтерување за да се направи материјалот е целосно густ.

Утврдено е дека два процеси на синтерување ќе ја променат кинетиката на синтерување на циркониската керамика и ќе имаат одредени ефекти врз густината на синтерување, механичките својства и микроструктурата на циркониската керамика. Механичките својства на обработливата цирконска керамика, синтерувана еднаш густа, се подобри од оние кои се синтерувани двапати. Биаксијалната јакост на свиткување и цврстината на фрактура на обработливата цирконска керамика, синтерувана еднаш компактна, се повисоки од оние кои се синтерувани двапати. Режимот на фрактура на примарната синтерувана цирконска керамика е трансгрануларен/меѓугрануларен, а ударот на пукнатината е релативно исправен. Режимот на фрактура на двапати синтерувана цирконска керамика е главно интергрануларна фрактура, а трендот на пукнатини е поизвртен. Својствата на композитниот режим на фрактура се подобри од едноставниот режим на интергрануларна фрактура.

Вакуум за синтерување

Цирконија мора да се синтерува во вакуумска средина, во процесот на синтерување ќе произведе голем број меурчиња, а во вакуумска средина, меурите лесно се испуштаат од стопената состојба на порцеланското тело, ја подобрува густината на цирконија, а со тоа ја зголемува полупропустливост и механички својства на цирконија.

Стапка на греење

Во процесот на синтерување на цирконија, за да се добијат добри перформанси и очекувани резултати, треба да се усвои помала стапка на загревање. Високата стапка на загревање ја прави внатрешната температура на цирконија нерамна при достигнување на крајната температура на синтерување, што доведува до појава на пукнатини и формирање на пори. Резултатите покажуваат дека со зголемувањето на брзината на загревање, времето на кристализација на кристалите на цирконија се скратува, гасот помеѓу кристалите не може да се испушти, а порозноста во кристалите на цирконија малку се зголемува. Со зголемување на брзината на загревање, во тетрагоналната фаза на цирконија почнува да постои мала количина на моноклиничка кристална фаза, што ќе влијае на механичките својства. Истовремено, со зголемувањето на стапката на загревање, зрната ќе се поларизираат, односно лесно е соживот на поголеми и помали зрна. Побавната стапка на загревање придонесува за формирање на поуниформни зрна, што ја зголемува полупропустливоста на цирконија.