Effect van sinteren op de eigenschappen van zirkonia-keramiek
Als een soort keramisch materiaal heeft zirkonium een hoge sterkte, hoge hardheid, goede slijtvastheid, zuur- en alkalibestendigheid, hoge temperatuurbestendigheid en andere uitstekende eigenschappen. Zirkonia-keramiek wordt niet alleen op grote schaal gebruikt op industrieel gebied, maar is door de krachtige ontwikkeling van de kunstgebitindustrie de afgelopen jaren ook het meest potentiële kunstgebitmateriaal geworden en heeft de aandacht van veel onderzoekers getrokken.
De prestaties van zirkonia-keramiek zullen door vele factoren worden beïnvloed. Vandaag praten we over de impact van sinteren op sommige eigenschappen van zirkonia-keramiek.
Sintermethode
De traditionele sintermethode is om het lichaam te verwarmen door middel van warmtestraling, warmtegeleiding en warmteconvectie, zodat de warmte van het oppervlak van zirkoniumoxide naar binnen gaat, maar de thermische geleidbaarheid van zirkoniumoxide is slechter dan die van aluminiumoxide en andere keramische materialen. Om scheuren veroorzaakt door thermische spanning te voorkomen, is de traditionele verwarmingssnelheid laag en de tijd lang, waardoor de productiecyclus van zirkoniumoxide lang is en de productiekosten hoog. In de afgelopen jaren zijn het verbeteren van de verwerkingstechnologie van zirkoniumoxide, het verkorten van de verwerkingstijd, het verlagen van de productiekosten en het leveren van hoogwaardige tandheelkundige zirkoniumkeramische materialen de focus van onderzoek geworden, en sinteren in de magnetron is ongetwijfeld een veelbelovende sintermethode.
Het is gebleken dat sinteren in de magnetron en sinteren bij atmosferische druk geen significant verschil heeft op de invloed van semi-permeabiliteit en slijtvastheid. De reden is dat de dichtheid van zirkoniumoxide verkregen door sinteren in de magnetron vergelijkbaar is met die van conventioneel sinteren, en beide zijn dicht sinteren, maar de voordelen van sinteren in de magnetron zijn een lage sintertemperatuur, hoge snelheid en korte sintertijd. De temperatuurstijging bij het sinteren onder atmosferische druk is echter langzaam, de sintertijd is langer en de hele sintertijd bedraagt ongeveer 6-11 uur. Vergeleken met sinteren onder normale druk is sinteren in de magnetron een nieuwe sintermethode, die de voordelen heeft van een korte sintertijd, hoge efficiëntie en energiebesparing, en de microstructuur van keramiek kan verbeteren.
Sommige geleerden zijn ook van mening dat zirkoniumoxide na het sinteren in de magnetron een meer metastabiele tekwartetfase kan behouden, mogelijk omdat snelle verwarming in de magnetron een snelle verdichting van het materiaal bij een lagere temperatuur kan bereiken. De korrelgrootte is kleiner en uniformer dan die bij normaal sinteren onder druk, lager dan de kritische fasetransformatiegrootte van t-ZrO2, die bevorderlijk is voor het zoveel mogelijk in metastabiele toestand houden bij kamertemperatuur, waardoor de sterkte en taaiheid van keramische materialen wordt verbeterd.
Dubbel sinterproces
Compact gesinterd zirkoniumoxide-keramiek kan vanwege de hoge hardheid en sterkte alleen worden verwerkt met amaril-snijgereedschappen, en de verwerkingskosten zijn hoog en de tijd is lang. Om de bovenstaande problemen op te lossen, wordt zirkoniumoxide-keramiek soms tweemaal gebruikt tijdens het sinterproces, na de vorming van het keramische lichaam en het initiële sinteren, de CAD / CAM-versterkingsbewerking tot de gewenste vorm en vervolgens sinteren tot de uiteindelijke sintertemperatuur om het te maken het materiaal is volledig dicht.
Er is gevonden dat twee sinterprocessen de sinterkinetiek van zirkoniumoxide-keramiek zullen veranderen en bepaalde effecten zullen hebben op de sinterdichtheid, mechanische eigenschappen en microstructuur van zirkoniumoxide-keramiek. De mechanische eigenschappen van het bewerkbare zirkoniumoxide-keramiek dat eenmaal dicht is gesinterd, zijn beter dan dat van tweemaal gesinterd. De biaxiale buigsterkte en breuktaaiheid van het bewerkbare zirkoniumoxide-keramiek dat eenmaal compact is gesinterd, is hoger dan dat van tweemaal gesinterd materiaal. De breukwijze van primair gesinterd zirkoniumoxide-keramiek is transgranulair/intergranulair en de scheurinslag is relatief recht. De breukmodus van tweemaal gesinterd zirkoniumoxide-keramiek is voornamelijk intergranulaire breuk, en de scheurtrend is kronkeliger. De eigenschappen van de composietbreukmodus zijn beter dan de eenvoudige intergranulaire breukmodus.
Sintervacuüm
Zirkonia moet worden gesinterd in een vacuümomgeving, tijdens het sinterproces zal een groot aantal bellen worden geproduceerd, en in een vacuümomgeving zijn bellen gemakkelijk te ontladen uit de gesmolten toestand van het porseleinen lichaam, waardoor de dichtheid van zirkoniumoxide wordt verbeterd, waardoor de semi-permeabiliteit en mechanische eigenschappen van zirkonia.
Verwarmingssnelheid
Om goede prestaties en verwachte resultaten te verkrijgen, moet bij het sinterproces van zirkoniumoxide een lagere verwarmingssnelheid worden toegepast. De hoge verwarmingssnelheid maakt de interne temperatuur van zirkoniumoxide ongelijkmatig bij het bereiken van de uiteindelijke sintertemperatuur, wat leidt tot het verschijnen van scheuren en de vorming van poriën. De resultaten laten zien dat met de toename van de verwarmingssnelheid de kristallisatietijd van zirkoniumoxidekristallen wordt verkort, het gas tussen de kristallen niet kan worden afgevoerd en de porositeit in de zirkoniumoxidekristallen enigszins toeneemt. Met de toename van de verwarmingssnelheid begint er een kleine hoeveelheid monokliene kristalfase te bestaan in de tetragonale fase van zirkoniumoxide, wat de mechanische eigenschappen zal beïnvloeden. Tegelijkertijd zullen de korrels, met de toename van de verwarmingssnelheid, gepolariseerd zijn, dat wil zeggen dat het naast elkaar bestaan van grotere en kleinere korrels gemakkelijk is. De langzamere verwarmingssnelheid is bevorderlijk voor de vorming van meer uniforme korrels, waardoor de semipermeabiliteit van zirkoniumoxide toeneemt.
Posttijd: 24 juli 2023