Keramik Zirkonia: Bahan Super Tangguh yang Bersembunyi di Depan Mata

Pernahkah Anda menggigit sesuatu yang keras dan khawatir gigi Anda akan patah? Atau bertanya-tanya mengapa beberapa pisau tetap tajam lebih lama daripada yang lain? Di situlah peran keramik zirkonia - pembangkit tenaga listrik yang diremehkan yang tangguh, berkilau, dan muncul di semua tempat yang tak terduga. Keramik ini terbuat dari zirkonium dioksida, sebuah istilah yang bagus untuk mengatakan bahwa keramik ini berasal dari unsur zirkonium, yang berasal dari mineral seperti zirkon. Saya pertama kali menemukannya saat berbelanja jam tangan baru; bezel-nya terbuat dari zirkonia, anti gores dan berkilau seperti baru bahkan setelah dipakai bertahun-tahun. Saya tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana bahan ini memadukan kekerasan seperti berlian dengan kepraktisan di dunia nyata.

Yang membedakan zirkonia adalah kombinasi kekuatan dan ketahanannya yang luar biasa. Pada skala kekerasan Mohs, nilai kekerasannya mencapai sekitar 8,5, yang berarti setara dengan safir dan dapat menerima pukulan tanpa mudah retak. Saus rahasianya adalah "transformasi ketangguhan" - ketika stres menghantam, struktur kristal berubah sedikit, menyerap energi dan menghentikan retakan di jalurnya. Ini hampir seperti bahan yang melawan. Ditambah lagi, bahan ini nyaris tidak menghantarkan panas, menangkal korosi, dan tidak bereaksi dengan bahan kimia, sehingga sangat aman untuk kontak dengan tubuh. Meski begitu, zirkonia mentah bisa jadi rewel; ia bergeser fase pada panas tinggi, jadi kami membiusnya dengan hal-hal seperti yttria atau magnesia untuk menguncinya dalam bentuk yang stabil. Tanpa itu, zirkonia akan mengembang dan pecah karena perubahan suhu.

Sejarahnya juga cukup menarik. Zirkonium ditemukan pada tahun 1700-an dalam batu permata, tetapi zirkonia sebagai keramik yang tangguh tidak benar-benar berkembang hingga tahun 70-an. Seorang ilmuwan Australia, Ron Garvie, memecahkan kode untuk membuatnya tahan lama, dengan menjulukinya "baja keramik" karena kekuatannya yang seperti logam namun lebih ringan. Saat ini, mereka membuatnya dengan menekan bubuk zirkonium oksida ke dalam bentuk dan memanggangnya pada suhu yang sangat tinggi dalam proses yang disebut sintering. Mendapatkan bahan bakunya tidaklah mudah - sebagian besar berasal dari Australia atau Afrika Selatan, dan harganya mahal karena proses pemurnian yang diperlukan.

Anda akan menemukan zirkonia di mana-mana begitu Anda mulai mencari. Dalam dunia kedokteran gigi, ini adalah pengubah permainan: mahkota dan jembatan yang meniru gigi asli, sangat kuat, dan tidak ada alergi logam yang perlu dikhawatirkan. Dokter gigi saya beralih ke mereka bertahun-tahun yang lalu, dan pasien menyukai bagaimana mereka merasa alami. Secara medis, ini digunakan untuk penggantian sendi seperti pinggul dan lutut - dapat bertahan lebih dari 20 tahun dengan sedikit keausan. Para ahli dapur memuji pisau zirkonia; pisau ini tahan lama dan tidak akan berkarat atau ternoda. Untuk kilau, zirkonia kubik memalsukan berlian dengan meyakinkan, tetapi versi kelas atas ada pada jam tangan dan perhiasan mewah untuk polesan yang tidak ada duanya. Dari sisi teknologi, ada pada sensor oksigen mobil, sel bahan bakar yang mendorong energi hijau, dan bahkan isolator pada gadget. Dirgantara menggunakannya untuk komponen yang tahan terhadap panas terik tanpa mengalami perubahan bentuk.

Tentu saja, kamera ini memiliki keunikan. Di tempat yang lembab, bahan ini perlahan-lahan dapat rusak seiring waktu - sesuatu yang disebut degradasi suhu rendah - sehingga penyesuaian yang sedang berlangsung bertujuan untuk meningkatkan ketahanan. Daur ulang sedang meningkat untuk mengurangi dampak lingkungan, dan pencetakan 3D membuka pintu untuk bit khusus dalam segala hal, mulai dari implan medis hingga peralatan ruang angkasa.

Secara keseluruhan, keramik zirkonia adalah keramik yang tenang dan berprestasi - elegan namun tidak mudah rusak, berakar dari tanah dengan getaran teknologi tinggi. Di dunia kita yang serba cepat rusak ini, sangat menyegarkan untuk memiliki sesuatu yang dibuat untuk tahan lama. Lain kali Anda melihat cincin tanpa cela atau implan yang tahan lama, kemungkinan besar zirkonia adalah pahlawan tanpa tanda jasa yang mewujudkannya.