ジルコニア・セラミックによる比類のない耐久性

ジルコニアは、広範な産業用途に高度な材料ソリューションを提供します。ZTAのコンポジット・マーベルからCe-TZPの硬度特性まで、その組成の多様性により、さまざまな産業ニーズに対応する高性能ソリューションを提供します。

付加製造されたジルコニア・セラミックの機械的性能には、原料スラリーの比率、気孔率や凝集体、層間の接続、収縮など、数多くの要因が影響する。

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セラミックブロックは、他の修復材料よりも強度が高く、耐久性に優れているため、歯科修復の選択肢としてますます人気が高まっています。また、セラミックブロックは熱膨張係数が低く、温度変化による膨張や収縮がないため、クラウンやベニアのように温度変化の激しい部位に使用するのに最適です。さらに、セラミックブロックは他の材料よりも簡単に洗浄することができ、耐久性を必要とする歯科用途においてセラミックを魅力的な選択肢にしているもう一つの要因です。

CAD/CAMで製作されたオールセラミック補綴物は、長持ちする美しい仕上がりを患者に提供できますが、すべてのセラミックが同じではありません。ある種のセラミックは他のセラミックよりも生体親和性や審美性に優れているため、患者さんそれぞれのニーズに合った理想的な材料を選択することが鍵となります。二ケイ酸リチウムとジルコニアは、修復治療に使用される場合、現在人気のある2つの選択肢です。

しかし、CAD/CAM技術の進歩により、より多くの選択肢が歯科医師に提供されるようになりました。ZrO(イットリア安定化ジルコニア)は、歯科用セラミックとしては最高の機械的特性を持つ非常に硬い材料で、最大100MPaの曲げ強度を持ち、PFMや金属ベースのクラウンよりも効果的に破壊に抵抗します。さらに、モノリシックZrOは、金やポーセレンのような下部構造材料と融合する脆弱な層を含まないため、CAD/CAMシステムによる製作が可能です。

ZTAシャフト

ZTA セラミックは、両方の材料の利点を誇る、高度なジルコニア強化アルミナ ハイブリッド材料です。優れた耐摩耗性と、より高い性能と長寿命を実現するために改善された硬度/靭性を有する一方で、ジルコニア強化構造により、ZTAは優れた耐食性を有し、他のセラミックでは破壊されてしまうような環境にも耐えることができます。

アルミナとジルコニアから構成される ZTA セラミックシャフトは、先進的な産業用セラミックの中で最も高い降伏強度を提供し、破損が発生する前に高温に長時間耐えることができます。この利点により、ZTA シャフトは、磨耗と磨耗による圧力が時間の経過とともに応力疲労損傷を引き起こす機械装置用途に特に適しています。

イットリアを添加したジルコニアは、標準的なアルミナや窒化ケイ素よりもはるかに強くなり、10倍以上の耐衝撃性を発揮します。物体がZTAセラミック・シャフトに衝突した場合、ジルコニア介在物が小さな障壁のように作用し、その構造に亀裂が入る前にエネルギーを吸収・発散します。

ZTA セラミック管は、機械工学、耐火物、化学および冶金産業において、さまざまな厳しい用途に使用されています。高温、酸、アルカリに強く、優れた硬度と靭性を兼ね備えているため、化学液体の輸送や、輸送用の絶縁保護スリーブとして最適です。さらに、生体適合性、無毒性、汚染物質フリーであるため、医療や耐火物の用途に最適です！

MSZ

ジルコニア・セラミック材料は、市場で最も強靭なセラミックの一つとして独自の地位を確立しており、プラスチック、金属、その他のセラミックでは不可能な使用環境においても、卓越した耐摩耗性と靭性を発揮します。ジルコニアは、構造部品、ブッシング、ピストン・スリーブ、ガイド・インシュレーターなどの用途に使用されています。

アルミナ、MSZ、YSZの破壊表面のSEM画像は、いずれも破壊モードに大きく影響する三峰性の微細構造を示している。YSZでは、これらの微細構造は粒界破壊モードを示し、MSZとWO3では粒界破壊モードが明らかになった。

マグネシア安定化ジルコニア（2.8mol% MgO）とWO3で改質した多孔質ムライト試料は、平均気孔率が73.2+2.2%と、焼結試料の中で最も高い見掛け気孔率を示した。WO3の量を2倍にすると、気孔率は66+2%に減少する。

MSZおよびWO3セラミック試料は、イットリア安定化ジルコニア（8mol% Y2O3）およびWO3と比較して、低い熱拡散率と相まって高い比熱容量を特徴とし、耐熱衝撃性を著しく向上させる。アルミナ、MSZ、YSZのボール・オン・リングTRS試験は、特性強度がエンジニアリング・セラミックスに期待される許容値内であることを示し、ワイブル弾性率は高度なエンジニアリング・セラミックスの許容範囲内であることを示した。

シーエスゼット

イットリア部分安定化ジルコニア(Y-PSZ)は、遮熱コーティング(TBC)用のセラミック材料として長い間使用されてきた。Y-PSZは、高温安定性、優れた靭性、低熱伝導性、および酸素輸送イオン輸送の欠如による高温下での経年劣化を提供しますが、高温下での経年劣化と緻密化によって耐久性が損なわれます。これらの欠点に対処するため、セリア安定化ジルコニア・セラミック（CSZ）は、セリア安定化ジルコニアを酸化促進剤として使用し、さらに二層構造により耐熱衝撃性を高めることで、優れた耐熱衝撃性を提供します。

8weight%イットリアと比較して、CSZは優れた耐久性と靭性特性を有する。また、高温での相転移がなく、耐焼結性に優れています。さらに、熱伝導係数や酸素イオン拡散性により、ボンドコートや基材の酸化をより抑制することができます。

ジルコン酸ガドリニウム（GZO）、六アルミン酸ランタン（LaAlO3）、ジルコン酸カルシウム（CaZrO3）、セリア安定化ジルコニア（CSZ）などの先端材料は、最先端の熱機械軸受カバー（TBC）に利用され、金属やセラミックを加熱劣化から保護し、ガスタービン用途でより高い耐摩耗性と高温耐食性を実現しています。

研究者らは、厚いCYSZ多層膜システムの高温での挙動をより深く理解するため、高温腐食試験を実施した。各ゾーンについて広範な分析を行った結果、攻撃的なSおよびNa含有塩による損傷は見られなかった。さらに、TGOゾーンの形態は、熱間腐食試験終了後もコーティングの形態と一致していた。