Efekti i sinterimit në vetitë e qeramikës së zirkonit

Efekti i sinterimit në vetitë e qeramikës së zirkonit

Si një lloj materiali qeramik, zirkonium ka forcë të lartë, fortësi të lartë, rezistencë të mirë ndaj konsumit, rezistencë ndaj acideve dhe alkaleve, rezistencë ndaj temperaturës së lartë dhe veti të tjera të shkëlqyera.Përveç përdorimit të gjerë në fushën industriale, me zhvillimin e vrullshëm të industrisë së protezave në vitet e fundit, qeramika e zirkonisë është bërë materiali më i mundshëm i protezave dhe ka tërhequr vëmendjen e shumë studiuesve.

Performanca e qeramikës së zirkonisë do të ndikohet nga shumë faktorë, sot flasim për ndikimin e sinterimit në disa veti të qeramikës së zirkonisë.

Metoda e sinterizimit

Metoda tradicionale e sinterimit është ngrohja e trupit përmes rrezatimit të nxehtësisë, përcjelljes së nxehtësisë, konvekcionit të nxehtësisë, në mënyrë që nxehtësia të jetë nga sipërfaqja e zirkonit në brendësi, por përçueshmëria termike e zirkonisë është më e keqe se ajo e aluminit dhe materialeve të tjera qeramike.Për të parandaluar plasaritjen e shkaktuar nga stresi termik, shpejtësia tradicionale e ngrohjes është e ngadaltë dhe koha është e gjatë, gjë që e bën ciklin e prodhimit të zirkonisë të gjatë dhe kostoja e prodhimit është e lartë.Vitet e fundit, përmirësimi i teknologjisë së përpunimit të zirkonisë, shkurtimi i kohës së përpunimit, zvogëlimi i kostos së prodhimit dhe ofrimi i materialeve qeramike dentare të zirkonisë me performancë të lartë janë bërë fokusi i kërkimit, dhe sinterimi me mikrovalë është padyshim një metodë premtuese e sinterimit.

Është konstatuar se sinterimi me mikrovalë dhe sinterimi me presion atmosferik nuk kanë ndonjë ndryshim domethënës në ndikimin e gjysmëpërshkueshmërisë dhe rezistencës ndaj konsumit.Arsyeja është se dendësia e zirkonit e marrë nga sinterimi në mikrovalë është i ngjashëm me atë të sinterimit konvencional, dhe të dyja janë sinterim të dendur, por avantazhet e sinterimit në mikrovalë janë temperatura e ulët e sinterimit, shpejtësia e shpejtë dhe koha e shkurtër e sinterimit.Sidoqoftë, shkalla e rritjes së temperaturës së sinterizimit me presion atmosferik është e ngadaltë, koha e sinterimit është më e gjatë dhe e gjithë koha e sinterimit është afërsisht 6-11 orë.Krahasuar me sinterimin normal me presion, sinterimi me mikrovalë është një metodë e re sinterimi, e cila ka avantazhet e kohës së shkurtër të sinterimit, efikasitetit të lartë dhe kursimit të energjisë dhe mund të përmirësojë mikrostrukturën e qeramikës.

Disa studiues besojnë gjithashtu se zirkonia pas sinterimit në mikrovalë mund të mbajë fazën e tekartetit më metastabile, ndoshta sepse ngrohja e shpejtë me mikrovalë mund të arrijë densifikimin e shpejtë të materialit në një temperaturë më të ulët, madhësia e kokrrizave është më e vogël dhe më uniforme se ajo e sinterimit me presion normal, më e ulët se madhësia e transformimit të fazës kritike të t-ZrO2, e cila është e favorshme për të ruajtur sa më shumë të jetë e mundur në gjendje metastabile në temperaturën e dhomës, duke përmirësuar forcën dhe qëndrueshmërinë e materialeve qeramike.

Procesi i sinterizimit të dyfishtë

Qeramikat kompakte të zirkonit të sinterizuara mund të përpunohen vetëm me mjete prerëse zmerile për shkak të fortësisë dhe forcës së lartë, dhe kostoja e përpunimit është e lartë dhe koha është e gjatë.Për të zgjidhur problemet e mësipërme, nganjëherë qeramika e zirkonisë do të përdoret dy herë procesi i sinterimit, pas formimit të trupit qeramik dhe sinterimit fillestar, përpunimi i përforcimit CAD/CAM në formën e dëshiruar, dhe më pas sinterimi në temperaturën përfundimtare të sinterimit për të bërë materiali është plotësisht i dendur.

Është konstatuar se dy procese sinterimi do të ndryshojnë kinetikën e sinterimit të qeramikës së zirkonisë dhe do të kenë efekte të caktuara në densitetin e sinterimit, vetitë mekanike dhe mikrostrukturën e qeramikës së zirkonisë.Vetitë mekanike të qeramikës së zirkonisë së përpunueshme të sinterizuar një herë të dendur janë më të mira se ato të sinteruara dy herë.Forca biaksiale e përkuljes dhe qëndrueshmëria në thyerje e qeramikës së zirkonit të përpunueshme të sinteruar një herë kompakte janë më të larta se ato të sinteruara dy herë.Mënyra e thyerjes së qeramikës primare të zirkonit të sinterizuar është transgranulare/ndërkokrrizore dhe goditja e çarjes është relativisht e drejtë.Mënyra e thyerjes së qeramikës së zirkonisë dy herë të sinterizuara është kryesisht thyerje ndërgranulare dhe tendenca e çarjes është më e përdredhur.Vetitë e mënyrës së thyerjes së përbërë janë më të mira se mënyra e thjeshtë e thyerjes ndërgranulare.

Vakum sinterues

Zirkoni duhet të shkrihet në një mjedis vakum, në procesin e sinterimit do të prodhojë një numër të madh flluskash, dhe në një mjedis vakum, flluskat shkarkohen lehtësisht nga gjendja e shkrirë e trupit të porcelanit, duke përmirësuar densitetin e zirkonit, duke rritur kështu gjysmëpërshkueshmëria dhe vetitë mekanike të zirkonit.

Shkalla e ngrohjes

Në procesin e sinterizimit të zirkonit, për të marrë performancë të mirë dhe rezultate të pritshme, duhet të miratohet një shkallë më e ulët e ngrohjes.Shkalla e lartë e ngrohjes e bën temperaturën e brendshme të zirkonit të pabarabartë kur arrin temperaturën përfundimtare të sinterimit, duke çuar në shfaqjen e çarjeve dhe formimin e poreve.Rezultatet tregojnë se me rritjen e shkallës së ngrohjes, koha e kristalizimit të kristaleve të zirkonisë shkurtohet, gazi ndërmjet kristaleve nuk mund të shkarkohet dhe poroziteti brenda kristaleve të zirkonisë rritet pak.Me rritjen e shkallës së ngrohjes, një sasi e vogël e fazës kristalore monoklinike fillon të ekzistojë në fazën tetragonale të zirkonit, e cila do të ndikojë në vetitë mekanike.Në të njëjtën kohë, me rritjen e shkallës së ngrohjes, kokrrat do të polarizohen, pra bashkëjetesa e kokrrave gjithnjë e më të vogla është e lehtë.Shpejtësia më e ngadaltë e ngrohjes është e favorshme për formimin e kokrrave më uniforme, gjë që rrit gjysmëpërshkueshmërinë e zirkonisë.