Verraton kestävyys Zirkonia Keraamiset

Zirkonia tarjoaa edistyksellisiä materiaaliratkaisuja monenlaisiin teollisiin sovelluksiin. ZTA:n komposiittiihmeestä Ce-TZP:n kestäviin ominaisuuksiin, sen koostumuksen monimuotoisuus tarjoaa korkean suorituskyvyn ratkaisuja, jotka kattavat monenlaisia teollisuuden tarpeita.

Lukuisat tekijät voivat vaikuttaa additiivisesti valmistetun zirkoniumoksidikeramiikan mekaaniseen suorituskykyyn, mukaan lukien raaka-aineen lietteen suhde, huokoisuus ja agglomeraatit, kerrosten välinen yhteys ja kutistuminen.

De Corematrix (r) 3D Pro

Keraamiset lohkot ovat yhä suositumpi valinta hammasproteeseihin, sillä ne ovat vahvempia ja kestävämpiä kuin muut restauraatiomateriaalit. Keraamisilla lohkoilla on myös alhaisempi lämpölaajenemiskerroin, mikä tarkoittaa, että ne eivät laajene tai supistu lämpötilan vaihdellessa, joten ne soveltuvat erinomaisesti käytettäväksi lämpötilan vaihteluille alttiilla alueilla, kuten kruunut ja viilut. Lisäksi keraamiset kappaleet voidaan puhdistaa helpommin kuin muut materiaalit - tämäkin tekee keraamisista houkuttelevan vaihtoehdon hammaslääketieteellisissä sovelluksissa, joissa vaaditaan kestävyyttä.

CAD/CAM-valmisteiset täyskeraamiset proteesit voivat tarjota potilaille pitkäikäisiä ja kauniita tuloksia, mutta kaikki keraamiset proteesit eivät ole samanlaisia. Tietyt keraamiset ovat biologisesti yhteensopivampia ja esteettisempiä kuin toiset, joten ihanteellisen materiaalin valitseminen kunkin potilaan yksilöllisiin tarpeisiin on avainasemassa. Litiumdisilikaatti ja zirkonia ovat tällä hetkellä kaksi suosittua vaihtoehtoa, kun niitä käytetään korjaavissa hoidoissa.

CAD/CAM-tekniikan kehittymisen myötä hammaslääkäreiden käytettävissä on nyt kuitenkin enemmän vaihtoehtoja. ZrO (yttriumoksidistabiloitu zirkonia) on erittäin kova materiaali, jolla on yksi hammaskeramiikan korkeimmista koskaan mitatuista mekaanisista ominaisuuksista; sen taivutuslujuus on jopa 100 MPa, mikä tarkoittaa, että se kestää murtumia tehokkaammin kuin PFM- tai metallipohjaiset kruunut. Monoliittinen ZrO ei myöskään sisällä haavoittuvia kerroksia, jotka sulauttavat sen kullan tai posliinin kaltaisiin alusrakenteisiin, mikä mahdollistaa valmistuksen CAD/CAM-järjestelmillä.

ZTA-akselit

ZTA-keramiikka on edistyksellinen zirkoniumoksidilla karkaistu alumiinioksidihybridimateriaali, jossa on molempien materiaalien edut. Vaikka ZTA-keraamisella on edelleen erinomainen kulutuskestävyys ja parannettu kovuus/kestävyys, mikä parantaa suorituskykyä ja pidentää käyttöikää, sen zirkoniumoksidilla karkaistu rakenne antaa sille erinomaisen korroosionkestävyyden, jonka ansiosta se kestää ympäristöjä, jotka tuhoaisivat muut keraamiset materiaalit.

Alumiinidioksidista ja zirkoniumoksidista valmistetut ZTA-keraamiset akselit tarjoavat kaikkien kehittyneiden teollisuuskeramiikoiden korkeimman myötölujuuden, minkä ansiosta ne kestävät korkeampia lämpötiloja pitkiä aikoja ennen vikaantumista. Tämän edun ansiosta ZTA-akselit soveltuvat erityisen hyvin mekaanisten laitteiden sovelluksiin, joissa kulumispaineet aiheuttavat ajan mittaan rasitusväsymisvaurioita.

Zirkoniumoksidista, johon on lisätty yttriumoksidia, tulee paljon vahvempaa kuin tavallisesta alumiinioksidista ja piidinitridistä, jolloin sen iskunkestävyys on kymmenkertainen. Jos esine osuu ZTA-keraamiseen akseliin, sen zirkoniumoksidisulkeumat toimivat kuin pienet esteet, jotka vaimentavat ja hajottavat energiaa ennen kuin sen rakenteeseen muodostuu halkeamia.

ZTA-keraamisilla putkilla on monia vaativia sovelluksia koneenrakennuksessa, tulenkestävässä, kemiallisessa ja metallurgisessa teollisuudessa. Erittäin kestävä korkeille lämpötiloille, hapoille ja emäksille yhdistettynä ylivoimaiseen kovuuteen ja sitkeyteen tekee siitä täydellisen tavan kuljettaa kemiallisia nesteitä tai toimia eristävinä suojahylsyinä niiden kuljetuksessa. Lisäksi ne ovat bioyhteensopivia, myrkyttömiä ja epäpuhtauksia sisältämättömiä - täydellisiä lääketieteellisiin ja tulenkestäviin käyttötarkoituksiin!

MSZ

Zirkoniumoksidikeraaminen materiaali on yksi markkinoiden kovimmista keraamisista materiaaleista, joka tarjoaa poikkeuksellisen hyvän kulutuskestävyyden ja kulutuskestävyyden, ja se toimii jopa käyttöympäristöissä, joissa muovit, metallit ja muut keraamiset materiaalit eivät pysty siihen. Zirkoniaa käytetään muun muassa rakennekomponenteissa, holkeissa, männänholkeissa, ohjainten eristimissä.

Alumiinioksidin, MSZ:n ja YSZ:n murtumispintojen SEM-kuvissa on kaikissa trimodaalisia mikrorakenteita, jotka vaikuttavat merkittävästi murtumistapaan. YSZ:n osalta nämä mikrorakenteet viittaavat rakeiden väliseen murtumismuotoon, kun taas MSZ:n ja WO3:n osalta ne paljastavat transgranulaarisen murtumismuodon; molempien materiaalien testaustulokset olivat lähellä kokeellisia murtumisarvoja kaikkien kolmen testatun materiaalin osalta.

Huokoisilla mulliittinäytteillä, jotka oli muunnettu magnesia-stabiloidulla zirkoniumoksidilla (2,8mol% MgO) ja WO3:lla, on suurin näennäinen huokoisuus sintrattujen näytteiden joukossa, ja niiden keskimääräinen huokoisuus on 73,2 + 2,2%. WO3:n määrän kaksinkertaistaminen vähentää huokoisuutta 66 + 2%:iin.

MSZ- ja WO3-keraamisilla näytteillä on suuret ominaislämpökapasiteetit yhdistettynä alhaisiin lämpödiffusiviteetteihin, jotka parantavat merkittävästi lämpöshokkien kestävyyttä verrattuna yttriumoksidistabiloituun zirkoniumoksidiin (8mol% Y2O3) ja WO3:een. Alumiinioksidin, MSZ:n ja YSZ:n pallo-on-rengas TRS-testit osoittivat, että niiden ominaislujuudet ovat teknisten keramiikoiden hyväksyttävissä arvoissa, kun taas niiden Weibull-moduulit ovat kehittyneiden teknisten keramiikoiden hyväksyttävissä arvoissa.

CSZ

Osittain stabiloitu yttriumoksidipitoinen zirkoniumoksidi (Y-PSZ) on jo pitkään ollut suosituin keraaminen materiaali lämpösulkupinnoitteissa (TBC). Se tarjoaa korkean lämpötilavakauden, erinomaisen sitkeyden ja alhaisen lämmönjohtavuuden - sekä ikääntymisen korkeissa lämpötiloissa hapenkuljetuksen ionikuljetuksen puutteen vuoksi; sen kestävyyttä heikentää kuitenkin ikääntyminen ja tiivistyminen korkeissa lämpötiloissa; sen rajallinen hapenkuljetus heikentää kestävyyttä entisestään. Näiden puutteiden korjaamiseksi Ceria-stabiloitu zirkonikeramiikka (CSZ) tarjoaa erinomaisen lämpöshokkikestävyyden käyttämällä Ceria-stabiloitua zirkoniumoksidia hapettumisen edistäjänä sekä kaksikerrosrakenteella, joka tarjoaa paremman lämpöshokkikestävyyden.

Verrattuna 8-painoiseen%-ytriumoksidiin CSZ tarjoaa paremmat kestävyys- ja sitkeysominaisuudet. Se ei myöskään siirry faasimuutokseen korkeissa lämpötiloissa, ja sen sintrauskestävyys on erinomainen. Lisäksi sen lämmönsiirtokertoimien ja happi-ionien diffuusiokyvyn ansiosta se estää paremmin sidoskerroksen ja substraatin hapettumisen.

Kehittyneitä materiaaleja, kuten gadoliniumzirkonaattia (GZO), lantaaniheksaluminaattia (LaAlO3), kalsiumzirkonaattia (CaZrO3) ja ceria-stabiloitua zirkoniaa (CSZ), hyödynnetään huippuluokan lämpömekaanisissa laakerisuojissa (TBC) suojaamaan metalleja ja keraameja kuumennuksen aiheuttamalta hajoamiselta, mikä parantaa kulumissuojaa ja korroosionkestävyyttä korkeissa lämpötiloissa kaasuturbiinisovelluksissa.

Tutkijat tekivät kuumakorroosiotestejä paksuille CYSZ-monikerrosjärjestelmille saadakseen paremman käsityksen niiden käyttäytymisestä kuumissa lämpötiloissa. Kun jokaiselle vyöhykkeelle oli tehty laaja analyysi, aggressiivisten S- ja Na-pitoisten suolojen aiheuttamia vaurioita ei ollut havaittavissa. Lisäksi TGO-vyöhykkeiden morfologiat pysyivät yhdenmukaisina pinnoitteiden kanssa myös kuumakorroosiotestien päättymisen jälkeen.