Nepārspējama izturība ar cirkonija keramiku

Cirkonijs piedāvā progresīvus materiālu risinājumus plašam rūpniecisko lietojumu klāstam. Tā sastāvu daudzveidība, sākot no ZTA kompozītu brīnumainajām īpašībām līdz Ce-TZP izturīgajām īpašībām, nodrošina augstas veiktspējas risinājumus, kas atbilst dažādām rūpniecības vajadzībām.

Piedevas veidā ražotas cirkonija keramikas mehāniskās īpašības var ietekmēt daudzi faktori, tostarp izejvielu suspensijas attiecība, porainība un aglomerāti, savienojums starp slāņiem un saraušanās.

De Corematrix (r) 3D Pro

Keramikas bloki ir arvien populārāka zobu restaurācijas izvēle, jo tie ir izturīgāki un izturīgāki nekā citi restaurācijas materiāli. Keramikas bloki var lepoties arī ar zemāku termiskās izplešanās koeficientu, kas nozīmē, ka tie neizplešas un nesašaurinās, mainoties temperatūrai, tāpēc tie ir ideāli piemēroti izmantošanai vietās, kas pakļautas temperatūras svārstībām, piemēram, kroņi un finieri. Turklāt keramikas blokus ir vieglāk tīrīt nekā citus materiālus - vēl viens faktors, kas padara keramiku par pievilcīgu risinājumu zobārstniecības vajadzībām, kurām nepieciešama izturība.

Ar CAD/CAM ražotās pilnībā keramiskās protēzes var nodrošināt pacientiem ilgstošu un skaistu rezultātu, taču ne visas keramikas ir vienādas. Dažas keramikas īpašības ir labāk bioloģiski saderīgas un estētiskas nekā citas, tāpēc ir svarīgi izvēlēties ideālu materiālu katra pacienta individuālajām vajadzībām. Litija disilikāts un cirkonija oksīds pašlaik ir divas populāras alternatīvas, ko izmanto restauratīvai ārstēšanai.

Taču, pateicoties CAD/CAM tehnoloģiju attīstībai, zobārstiem tagad ir pieejamas plašākas iespējas. ZrO (itrija stabilizēts cirkonijs) ir ārkārtīgi ciets materiāls ar vienām no augstākajām mehāniskajām īpašībām, kādas jebkad reģistrētas zobu keramikai, un tā lieces izturība sasniedz 100 MPa, kas nozīmē, ka tas ir izturīgāks pret lūzumiem nekā PFM vai uz metāla bāzes izgatavoti kroņi. Turklāt monolītais ZrO nesatur neaizsargātus slāņus, kas to sakausē ar tādiem pamata konstrukcijas materiāliem kā zelts vai porcelāna pamata konstrukcijas materiāli, kas ļauj to izgatavot, izmantojot CAD/CAM sistēmas.

ZTA vārpstas

ZTA keramika ir uzlabots cirkonija rūdīta alumīnija oksīda hibrīdmateriāls, kam piemīt abu materiālu priekšrocības. Lai gan tai joprojām piemīt izcila izturība pret nodilumu un uzlabota cietība/cietība, kas nodrošina lielāku veiktspēju un ilgāku kalpošanas laiku, tās cirkonija rūdītā struktūra nodrošina ZTA izcilu izturību pret koroziju, ļaujot tai izturēt vidi, kas varētu iznīcināt citu keramiku.

ZTA keramikas vārpstām, kas izgatavotas no alumīnija oksīda un cirkonija, ir visaugstākā padeves izturība starp visām progresīvākajām rūpnieciskajām keramikas izstrādājumiem, kas ļauj tām ilgstoši izturēt augstākas temperatūras, pirms rodas bojājumi. Šī priekšrocība padara ZTA vārpstas īpaši piemērotas mehāniskajām iekārtām, kur nodiluma un nolietojuma spiediens laika gaitā izraisa sprieguma noguruma bojājumus.

Cirkonija oksīds ar pievienotu itriju kļūst daudz izturīgāks par standarta alumīnija oksīdu un silīcija nitrīdu, nodrošinot desmit reizes lielāku triecienizturību. Ja objekts ietriecas ZTA keramikas vārpstā, cirkonija inkrustācijas darbojas kā sīkas barjeras, kas absorbē un izkliedē enerģiju, pirms tās struktūrā rodas plaisas.

ZTA keramikas caurulēm ir plašs pielietojums mašīnbūvē, ugunsizturīgajā, ķīmiskajā un metalurģijas rūpniecībā. Augsta izturība pret augstām temperatūrām, skābēm un sārmiem apvienojumā ar izcilu cietību un stingrību padara to par ideālu veidu ķīmisko šķidrumu transportēšanai vai kā izolējošus aizsargmugurus to transportēšanai. Turklāt tās ir bioloģiski saderīgas, netoksiskas un nesatur piesārņojumu - ideāli piemērotas izmantošanai medicīnā un ugunsizturīgajā rūpniecībā!

MSZ

Cirkonija keramikas materiāls ir viens no izturīgākajiem keramikas materiāliem tirgū, kas nodrošina izcilu nodilumizturību un nodilumizturību/izturību un darbojas pat tādās darba vidēs, kurās plastmasa, metāli un cita keramika to nespēj. Cirkonija keramiku var izmantot, tostarp konstrukcijas elementos, ieliktņos, virzuļu uzmavas, virzuļu uzmavas vadotņu izolatoros.

SEM attēlos ar alumīnija oksīda, MSZ un YSZ lūzuma virsmām redzamas trimodālas mikrostruktūras, kas būtiski ietekmē lūzuma veidu. YSZ gadījumā šīs mikrostruktūras norāda uz starpkristālisku bojājuma režīmu, savukārt MSZ un WO3 gadījumā tās atklāj transkristālisku bojājuma režīmu; abu materiālu testu rezultāti bija tuvi eksperimentālajām lūzuma vērtībām visiem trim testētajiem materiāliem.

Porainiem mullīta paraugiem, kas modificēti ar magnēzija stabilizētu cirkoniju (2,8mol% MgO) un WO3, ir vislielākā šķietamā porainība starp saķepinātajiem paraugiem ar vidējo porainību 73,2 + 2,2%. WO3 daudzuma dubultošana samazina porainību līdz 66 + 2%.

MSZ un WO3 keramikas paraugiem piemīt augsta īpatnējā siltuma ietilpība apvienojumā ar zemu siltuma difūzijas koeficientu, kas ievērojami palielina termisko triecienizturību, salīdzinot ar itrija stabilizēto cirkoniju (8mol% Y2O3) un WO3. Alumīnija oksīda, MSZ un YSZ TRS testos ar lodi uz gredzena tika konstatētas raksturīgās stiprības, kas atbilst inženierkeramikas pieņemamajām vērtībām, savukārt to Veibula moduļi atbilst uzlabotas inženierkeramikas pieņemamajiem diapazoniem.

CSZ

Itrija daļēji stabilizēts cirkonija oksīds (Y-PSZ) jau sen ir kļuvis par keramikas materiālu termiskajiem barjeras pārklājumiem (TBC). Tas nodrošina augstu temperatūras stabilitāti, lielisku stingrību un zemu siltumvadītspēju, kā arī novecošanu augstās temperatūrās skābekļa transporta jonu transporta trūkuma dēļ; tomēr tā ilgmūžību apdraud novecošanās un sabiezēšana augstās temperatūrās; tā ierobežotais skābekļa transports vēl vairāk pasliktina ilgmūžību. Lai novērstu šos trūkumus, ar ceriju stabilizētā cirkonija keramika (CSZ) nodrošina labāku izturību pret termiskiem triecieniem, izmantojot ar ceriju stabilizētu cirkoniju kā oksidācijas veicinātāju un divslāņu konstrukciju, kas nodrošina lielāku izturību pret termiskiem triecieniem.

Salīdzinot ar 8 svara % itrija %, CSZ nodrošina labākas izturības un stingrības īpašības. Turklāt tajā nenotiek fāžu pāreja augstās temperatūrās, un tas ir izturīgāks pret saķepināšanu. Turklāt tā siltuma caurlaidības koeficienti un skābekļa jonu difūzija ļauj labāk novērst saistvielu pārklājuma un substrāta oksidāciju.

Progresīvie materiāli, tostarp gadolīnija cirkonāts (GZO), lantāna heksalumināts (LaAlO3), kalcija cirkonāts (CaZrO3) un keramzīta stabilizēts cirkonijs (CSZ), tiek izmantoti modernākajos termo-mehāniskajos gultņu pārsegos (TBC), lai pasargātu metālus un keramiku no karstuma izraisītas degradācijas, nodrošinot lielāku aizsardzību pret nodilumu, kā arī izturību pret koroziju augstā temperatūrā gāzes turbīnu lietojumos.

Pētnieki veica biezu CYSZ daudzslāņu sistēmu karstās korozijas testēšanu, lai labāk izprastu to uzvedību karstā temperatūrā. Veicot plašas analīzes katrai zonai, agresīvo S un Na saturošo sāļu radītie bojājumi netika konstatēti. Turklāt TGO zonu morfoloģija atbilda pārklājumu morfoloģijai arī pēc karstās korozijas testu pabeigšanas.