Durabilitate de neegalat cu ceramica Zirconia

Zirconia oferă soluții de materiale avansate pentru o gamă largă de aplicații industriale. De la minunăția compozită a ZTA la proprietățile de rezistență ale Ce-TZP, diversitatea sa compozițională oferă soluții de înaltă performanță care acoperă o gamă largă de nevoi industriale.

Numeroși factori pot influența performanța mecanică a ceramicii de zirconiu fabricate aditiv, inclusiv raportul de suspensie al materiei prime, porozitatea și aglomerările, legătura dintre straturi și contracția.

De Corematrix (r) 3D Pro

Blocurile ceramice sunt o alegere din ce în ce mai populară pentru restaurările dentare, deoarece sunt mai puternice și mai durabile decât alte materiale de restaurare. Blocurile ceramice au, de asemenea, un coeficient mai scăzut de dilatare termică - ceea ce înseamnă că nu se vor dilata sau contracta în funcție de fluctuațiile de temperatură, ceea ce le face perfecte pentru utilizarea în zone supuse variațiilor de temperatură, cum ar fi coroanele și fațetele. În plus, blocurile ceramice pot fi curățate mai ușor decât alte materiale - un alt factor care face din ceramică o opțiune atractivă în aplicațiile dentare care necesită durabilitate.

Protezele complet ceramice fabricate prin CAD/CAM pot oferi pacienților rezultate durabile și frumoase, însă nu toate materialele ceramice sunt egale. Anumite ceramici oferă o biocompatibilitate și o estetică mai bune decât altele, astfel încât selectarea materialului ideal pentru nevoile individuale ale fiecărui pacient este esențială. Disilicatul de litiu și zirconia sunt în prezent două opțiuni populare atunci când sunt utilizate pentru tratamente de restaurare.

Cu toate acestea, datorită progreselor înregistrate în tehnologia CAD/CAM, dentiștii au acum la dispoziție mai multe opțiuni. ZrO (zirconiu stabilizat cu ytriu) este un material extrem de dur, cu una dintre cele mai ridicate proprietăți mecanice înregistrate vreodată pentru ceramica dentară; are o rezistență la flexiune de până la 100 MPa, ceea ce înseamnă că rezistă la fractură mai eficient decât coroanele PFM sau pe bază de metal. În plus, ZrO monolitic nu conține straturi vulnerabile care îl lipesc de materialele de substructură precum aurul sau materialele de substructură din porțelan, permițând fabricarea prin intermediul sistemelor CAD/CAM.

Arbori ZTA

Ceramica ZTA este un material hibrid avansat de alumină întărită cu zirconiu, care prezintă avantajele ambelor materiale. În timp ce posedă o rezistență excelentă la abraziune și o duritate/rezistență îmbunătățită pentru o performanță mai mare și o longevitate mai mare, structura sa de zirconiu întărit oferă ZTA o rezistență superioară la coroziune, permițându-i să reziste în medii care ar distruge alte materiale ceramice.

Arborele ceramic ZTA, construit din alumină și zirconiu, oferă cea mai mare limită de elasticitate dintre toate ceramicele industriale avansate, permițându-le să reziste la temperaturi ridicate pentru perioade îndelungate înainte de a se defecta. Acest avantaj face ca arborii ZTA să fie deosebit de potriviți pentru aplicațiile echipamentelor mecanice în care presiunea de uzură și rupere va cauza deteriorarea prin oboseală în timp.

Zirconia cu adaos de ytriu devine mult mai puternică decât alumina și nitrurile de siliciu standard, oferindu-i o rezistență la impact de zece ori mai mare. Dacă un obiect lovește un arbore ceramic ZTA, incluziunile sale de zirconiu acționează ca niște bariere minuscule pentru a absorbi și disipa energia înainte de formarea fisurilor în structura sa.

Tuburile ceramice ZTA au o serie de aplicații exigente în ingineria mecanică, industria refractară, chimică și metalurgică. Rezistența ridicată la temperaturi ridicate, acizi și alcalii, combinată cu duritatea și tenacitatea superioare, le transformă în modalitatea perfectă de a transporta lichide chimice sau în manșoane izolante de protecție pentru transportul acestora. În plus, acestea sunt biocompatibile, non-toxice și fără contaminanți - perfecte pentru utilizări medicale și refractare!

MSZ

Materialul ceramic Zirconia este unul dintre cele mai rezistente materiale ceramice de pe piață, oferind o rezistență excepțională la abraziune și la uzură / duritate, funcționând chiar și în medii de operare în care materialele plastice, metalele și alte materiale ceramice nu pot. Zirconia poate fi găsită în aplicații care includ componente structurale, bucșe, manșoane pentru pistoane, izolatoare pentru ghidaje.

Imaginile SEM ale suprafețelor de fractură pentru alumină, MSZ și YSZ prezintă toate microstructuri trimodale care influențează semnificativ modul de fractură. În cazul YSZ, aceste microstructuri indică un mod de rupere intergranular, în timp ce în cazul MSZ și WO3 acestea indică un mod de rupere transgranular; rezultatele testelor ambelor materiale au fost apropiate de valorile experimentale de rupere pentru toate cele trei materiale testate.

Probele poroase de mulită care au fost modificate cu zirconiu stabilizat cu magnezie (2,8mol% MgO) și WO3 au cea mai mare porozitate aparentă dintre probele sinterizate, cu o porozitate medie de 73,2 + 2,2%. Dublarea cantității de WO3 reduce porozitatea la 66 + 2%.

Eșantioanele ceramice MSZ și WO3 prezintă capacități termice specifice ridicate, cuplate cu difuzivități termice scăzute, care îmbunătățesc semnificativ rezistența la șocurile termice în comparație cu zirconia stabilizată cu oxid de ytriu (8mol% Y2O3) și WO3. Testele TRS cu bilă pe inel ale aluminei, MSZ și YSZ au arătat rezistențe caracteristice în limitele valorilor acceptabile așteptate de la ceramica tehnică, în timp ce modulele Weibull ale acestora se încadrează în limitele acceptabile pentru ceramica tehnică avansată.

CSZ

Zirconiul parțial stabilizat cu oxid de ytriu (Y-PSZ) a fost mult timp materialul ceramic preferat pentru acoperiri cu barieră termică (TBC). Acesta oferă stabilitate la temperaturi ridicate, tenacitate excelentă și conductivitate termică scăzută - precum și îmbătrânire la temperaturi ridicate din cauza lipsei transportului de ioni pentru transportul oxigenului; cu toate acestea, durabilitatea sa este compromisă de îmbătrânire și densificare la temperaturi ridicate; transportul limitat de oxigen afectează și mai mult durabilitatea. Pentru a remedia aceste neajunsuri, ceramica din zirconiu stabilizat cu ceriu (CSZ) oferă o rezistență superioară la șocurile termice prin utilizarea zirconiului stabilizat cu ceriu ca promotor al oxidării, plus o construcție cu două straturi care oferă o rezistență mai mare la șocurile termice.

Comparativ cu yttria % cu greutate 8, CSZ oferă caracteristici superioare de durabilitate și tenacitate. În plus, nu suferă tranziție de fază la temperaturi ridicate și oferă o rezistență superioară la sinterizare. În plus, coeficienții săi de transfer termic și difuzivitatea ionilor de oxigen îi permit să prevină mai bine oxidarea stratului de legătură și a substratului.

Materialele avansate, inclusiv zirconatul de gadoliniu (GZO), hexaluminatul de lantan (LaAlO3), zirconatul de calciu (CaZrO3) și zirconia stabilizată cu cer (CSZ), sunt utilizate în capacele de rulmenți termo-mecanici (TBC) de ultimă generație pentru a proteja metalele și ceramica de degradarea termică, oferind o mai mare protecție împotriva uzurii, precum și rezistență la coroziune la temperaturi ridicate în aplicațiile pentru turbine cu gaz.

Cercetătorii au efectuat teste de coroziune la cald pe sisteme multistrat CYSZ groase pentru a înțelege mai bine comportamentul acestora la temperaturi ridicate. După efectuarea unei analize extinse a fiecărei zone, nu au putut fi observate daune cauzate de sărurile agresive care conțin S și Na. În plus, morfologiile zonelor TGO au rămas consecvente cu cele ale straturilor chiar și după finalizarea testelor de coroziune la cald.