Durabilidade inigualável com a cerâmica de zircônia

A zircônia oferece soluções de materiais avançados para uma ampla gama de aplicações industriais. Desde a maravilha composta do ZTA até as propriedades de resistência do Ce-TZP, sua diversidade de composição oferece soluções de alto desempenho que atendem a uma série de necessidades do setor.

Diversos fatores podem afetar o desempenho mecânico da cerâmica de zircônia fabricada aditivamente, inclusive a proporção da pasta de matéria-prima, a porosidade e os aglomerados, a conexão entre as camadas e o encolhimento.

De Corematrix (r) 3D Pro

Os blocos de cerâmica são uma opção cada vez mais popular para restaurações dentárias, pois são mais fortes e mais duráveis do que outros materiais de restauração. Os blocos de cerâmica também apresentam um coeficiente de expansão térmica mais baixo, o que significa que não se expandem nem se contraem com as variações de temperatura, o que os torna perfeitos para uso em áreas sujeitas a variações de temperatura, como coroas e facetas. Além disso, os blocos de cerâmica podem ser limpos com mais facilidade do que outros materiais - outro fator que torna a cerâmica uma opção atraente em aplicações odontológicas que exigem durabilidade.

As próteses totalmente em cerâmica fabricadas por CAD/CAM podem proporcionar aos pacientes resultados bonitos e duradouros, mas nem todas as cerâmicas são iguais. Certas cerâmicas oferecem melhor biocompatibilidade e estética do que outras, portanto, é fundamental selecionar o material ideal para as necessidades individuais de cada paciente. Atualmente, o dissilicato de lítio e a zircônia são duas opções populares quando usados em tratamentos restauradores.

Porém, com os avanços na tecnologia CAD/CAM, agora há mais opções disponíveis para os dentistas. O ZrO (zircônia estabilizada por ítria) é um material extremamente duro, com uma das mais altas propriedades mecânicas já registradas para cerâmicas dentárias, e tem uma resistência à flexão de até 100 MPa, o que significa que resiste à fratura de forma mais eficaz do que as coroas PFM ou à base de metal. Além disso, o ZrO monolítico não contém camadas vulneráveis que o fundem a materiais de subestrutura como ouro ou materiais de subestrutura de porcelana, permitindo a fabricação por meio de sistemas CAD/CAM.

Eixos ZTA

A cerâmica ZTA é um material híbrido avançado de alumina endurecida com zircônia, que apresenta os benefícios de ambos os materiais. Embora ainda possua excelente resistência à abrasão e dureza/resistência aprimorada para maior desempenho e longevidade, sua estrutura de zircônia temperada confere à ZTA resistência superior à corrosão, permitindo que ela resista a ambientes que destruiriam outras cerâmicas.

Os eixos de cerâmica ZTA, construídos com alumina e zircônia, oferecem a maior resistência ao escoamento de todas as cerâmicas industriais avançadas, o que lhes permite suportar temperaturas mais altas por longos períodos antes que ocorra uma falha. Essa vantagem torna os eixos ZTA particularmente adequados para aplicações em equipamentos mecânicos em que a pressão de desgaste causará danos por fadiga por estresse ao longo do tempo.

A zircônia com adição de ítria torna-se muito mais forte do que a alumina e o nitreto de silício padrão, proporcionando uma resistência ao impacto dez vezes maior. Se um objeto atingir um eixo de cerâmica ZTA, suas inclusões de zircônia agem como pequenas barreiras para absorver e dissipar a energia antes que se formem rachaduras em sua estrutura.

Os tubos de cerâmica ZTA têm uma série de aplicações exigentes nos setores de engenharia mecânica, refratários, químicos e metalúrgicos. Altamente resistentes a altas temperaturas, ácidos e álcalis, combinados com dureza e tenacidade superiores, são a maneira perfeita de transportar líquidos químicos ou como mangas protetoras isolantes para transportá-los. Além disso, são biocompatíveis, não tóxicos e livres de contaminantes - perfeitos para usos médicos e refratários!

MSZ

O material cerâmico de zircônia se destaca como uma das cerâmicas mais resistentes do mercado, fornecendo excepcional resistência à abrasão e ao desgaste/resistência, com desempenho mesmo em ambientes operacionais onde plásticos, metais e outras cerâmicas não conseguem. A zircônia pode ser encontrada em aplicações que incluem componentes estruturais, buchas, mangas de pistões, isoladores de guias.

As imagens de SEM das superfícies de fratura para alumina, MSZ e YSZ exibem microestruturas trimodais que influenciam significativamente o modo de fratura. No caso da YSZ, essas microestruturas indicam o modo de falha intergranular, enquanto na MSZ e na WO3 elas revelam o modo de falha transgranular; ambos os resultados dos testes de materiais foram próximos aos valores experimentais de fratura para todos os três materiais testados.

As amostras de mulita porosa que foram modificadas com zircônia estabilizada por magnésia (2,8mol% MgO) e WO3 têm a maior porosidade aparente entre as amostras sinterizadas, com uma porosidade média de 73,2 + 2,2%. Dobrar a quantidade de WO3 reduz a porosidade para 66 + 2%.

As amostras de cerâmica MSZ e WO3 apresentam altas capacidades específicas de calor, aliadas a baixas difusividades térmicas que aumentam significativamente a resistência ao choque térmico quando comparadas à zircônia estabilizada por ítria (8mol% Y2O3) e à WO3. Os testes de TRS ball-on-ring de alumina, MSZ e YSZ mostraram resistências características dentro dos valores aceitáveis esperados para cerâmicas de engenharia, enquanto seus módulos Weibull estão dentro das faixas aceitáveis para cerâmicas de engenharia avançadas.

CSZ

A zircônia parcialmente estabilizada com ítria (Y-PSZ) é, há muito tempo, o material cerâmico preferido para revestimentos de barreira térmica (TBCs). Ele oferece estabilidade em altas temperaturas, excelente tenacidade e baixa condutividade térmica, além de envelhecer em altas temperaturas devido à falta de transporte de íons de oxigênio; no entanto, sua durabilidade é comprometida pelo envelhecimento e pela densificação em altas temperaturas; seu transporte limitado de oxigênio prejudica ainda mais a durabilidade. Para solucionar essas deficiências, a cerâmica de zircônia estabilizada com céria (CSZ) oferece resistência superior a choques térmicos por meio do uso da zircônia estabilizada com céria como promotor de oxidação e da construção de camada dupla, que oferece maior resistência a choques térmicos.

Em comparação com a ítria % de peso 8, a CSZ oferece características superiores de durabilidade e resistência. Além disso, não passa por transição de fase em altas temperaturas e oferece resistência superior à sinterização. Além disso, seus coeficientes de transferência de calor e a difusividade de íons de oxigênio permitem evitar melhor a oxidação da camada de ligação e do substrato.

Materiais avançados, incluindo zirconato de gadolínio (GZO), hexaluminato de lantânio (LaAlO3), zirconato de cálcio (CaZrO3) e zircônia estabilizada com céria (CSZ), estão sendo utilizados em coberturas de rolamentos termomecânicos (TBCs) de última geração para proteger metais e cerâmicas da degradação por aquecimento, proporcionando maior proteção contra o desgaste e resistência à corrosão em altas temperaturas em aplicações de turbinas a gás.

Os pesquisadores realizaram testes de corrosão a quente em sistemas multicamadas de CYSZ espessos para obter uma melhor compreensão de seu comportamento em temperaturas quentes. Depois de realizar uma análise extensa em cada zona, não foi possível observar nenhum dano causado por sais agressivos contendo S e Na. Além disso, as morfologias das zonas TGO permaneceram consistentes com as dos revestimentos, mesmo após a conclusão dos testes de corrosão a quente.