Як різновид керамічного матеріалу, цирконій має високу міцність, високу твердість, хорошу зносостійкість, стійкість до кислот і лугів, стійкість до високих температур та інші чудові властивості. На додаток до широкого використання в промисловій сфері, з бурхливим розвитком зубопротезної промисловості в останні роки цирконієва кераміка стала найбільш потенційним матеріалом для зубопротезування та привернула увагу багатьох дослідників.
Спосіб спікання
Традиційний метод спікання полягає в нагріванні тіла за допомогою теплового випромінювання, теплопровідності, конвекції тепла, щоб тепло надходило від поверхні цирконію до внутрішньої частини, але теплопровідність цирконію гірша, ніж у глинозему та інших керамічних матеріалів. Щоб запобігти розтріскуванню, викликаному термічним навантаженням, традиційна швидкість нагрівання повільна, а час тривалий, що робить виробничий цикл цирконію тривалим і високу вартість виробництва. В останні роки вдосконалення технології обробки діоксиду цирконію, скорочення часу обробки, зниження вартості виробництва та забезпечення високоякісних стоматологічних керамічних матеріалів з діоксиду цирконію стали центром досліджень, і мікрохвильове спікання, безсумнівно, є перспективним методом спікання.
Встановлено, що мікрохвильове спікання та спікання при атмосферному тиску не мають істотної різниці щодо впливу напівпроникності та зносостійкості. Причина полягає в тому, що щільність діоксиду цирконію, отриманого мікрохвильовим спіканням, подібна до щільності звичайного спікання, і обидва є щільним спіканням, але перевагами мікрохвильового спікання є низька температура спікання, висока швидкість і короткий час спікання. Однак швидкість підвищення температури спікання при атмосферному тиску повільна, час спікання довший, а загальний час спікання становить приблизно 6-11 годин. У порівнянні зі спіканням під нормальним тиском мікрохвильове спікання є новим методом спікання, який має переваги короткого часу спікання, високої ефективності та енергозбереження, а також може покращити мікроструктуру кераміки.
Деякі вчені також вважають, що діоксид цирконію після мікрохвильового спікання може підтримувати більш метастабільну теквартетну фазу, можливо, тому, що мікрохвильове швидке нагрівання може досягти швидкого ущільнення матеріалу за нижчої температури, розмір зерна менший і однорідніший, ніж спікання під нормальним тиском, нижчий, ніж критичний розмір фазового перетворення t-ZrO2, що сприяє збереженню якомога більшої кількості в метастабільному стані при кімнатній температурі, покращуючи міцність і ударну в'язкість керамічних матеріалів.
Процес подвійного спікання
Компактну спечену цирконієву кераміку можна обробляти лише наждачними ріжучими інструментами через високу твердість і міцність, а також високу вартість обробки та тривалий час. Щоб вирішити вищезазначені проблеми, іноді цирконієва кераміка буде використовуватись подвійний процес спікання, після формування керамічного тіла та початкового спікання, CAD/CAM посилення обробки до бажаної форми, а потім спікання до кінцевої температури спікання, щоб зробити матеріал повністю щільний.
Виявлено, що два процеси спікання змінять кінетику спікання цирконієвої кераміки та матимуть певний вплив на щільність спікання, механічні властивості та мікроструктуру цирконієвої кераміки. Механічні властивості оброблюваної цирконієвої кераміки, спеченої один раз, є кращими, ніж кераміка, спечена двічі. Міцність на двоосьовий вигин і в’язкість до руйнування оброблюваної цирконієвої кераміки, спеченої один раз, вищі, ніж кераміки, спеченої двічі. Тип руйнування кераміки з первинного спеченого діоксиду цирконію є міжзеренним/міжкристалічним, а місце тріщини є відносно прямим. Режим руйнування двічі спеченої цирконієвої кераміки є переважно міжкристалічним руйнуванням, а тенденція тріщин більш звивиста. Властивості композитного режиму руйнування кращі, ніж простого міжзеренного режиму руйнування.
Спікання вакуумне
Цирконій повинен бути спіканий у вакуумному середовищі, у процесі спікання утворюватиметься велика кількість бульбашок, а у вакуумному середовищі бульбашки легко вивільнятися з розплавленого стану порцелянового корпусу, покращуючи щільність діоксиду цирконію, тим самим збільшуючи напівпроникність і механічні властивості діоксиду цирконію.
Швидкість нагріву
У процесі спікання діоксиду цирконію, щоб отримати гарну продуктивність і очікувані результати, слід прийняти нижчу швидкість нагрівання. Висока швидкість нагрівання робить внутрішню температуру діоксиду цирконію нерівномірною при досягненні кінцевої температури спікання, що призводить до появи тріщин і утворення пор. Результати показують, що зі збільшенням швидкості нагрівання час кристалізації кристалів діоксиду цирконію скорочується, газ між кристалами не може вивільнятися, а пористість усередині кристалів діоксиду цирконію трохи збільшується. Зі збільшенням швидкості нагрівання невелика кількість моноклінної кристалічної фази починає існувати в тетрагональній фазі діоксиду цирконію, що вплине на механічні властивості. У той же час зі збільшенням швидкості нагрівання зерна поляризуються, тобто співіснування більших і менших зерен відбувається легко. Нижча швидкість нагрівання сприяє утворенню більш однорідних зерен, що збільшує напівпроникність діоксиду цирконію.
Час публікації: 15 серпня 2023 р