Непревзойденная долговечность циркониевой керамики

Диоксид циркония предлагает передовые материалы для широкого спектра промышленных применений. Начиная с композитных свойств ZTA и заканчивая износостойкими свойствами Ce-TZP, разнообразие составов обеспечивает высокоэффективные решения, отвечающие самым разнообразным потребностям промышленности.

На механические характеристики аддитивно изготовленной циркониевой керамики может влиять множество факторов, включая соотношение сырьевого шлама, пористость и наличие агломератов, связь между слоями и усадку.

De Corematrix (r) 3D Pro

Керамические блоки становятся все более популярным выбором для реставрации зубов, поскольку они прочнее и долговечнее других реставрационных материалов. Керамические блоки также имеют более низкий коэффициент теплового расширения - это означает, что они не будут расширяться или сжиматься при колебаниях температуры, что делает их идеальными для использования в местах, подверженных температурным колебаниям, как коронки и виниры. Кроме того, керамические блоки легче чистятся, чем другие материалы, что делает их привлекательным вариантом для стоматологии, где требуется долговечность.

Цельнокерамические протезы, изготовленные по технологии CAD/CAM, могут обеспечить пациентам долговечный и красивый результат, но не все керамические материалы одинаковы. Некоторые виды керамики обладают лучшей биосовместимостью и эстетикой, чем другие, поэтому выбор идеального материала для индивидуальных потребностей каждого пациента является ключевым моментом. В настоящее время дисиликат лития и диоксид циркония являются двумя популярными вариантами для реставрационного лечения.

Но с развитием технологии CAD/CAM стоматологам стало доступно больше вариантов. ZrO (иттрий-стабилизированный диоксид циркония) - чрезвычайно твердый материал с одними из самых высоких механических свойств, когда-либо зарегистрированных для стоматологической керамики; его прочность на изгиб достигает 100 МПа, что означает, что он противостоит разрушению более эффективно, чем ПФМ или коронки на основе металла. Кроме того, монолитный ZrO не содержит уязвимых слоев, которые соединяют его с материалами подконструкции, такими как золото или фарфор, что позволяет изготавливать коронки с помощью систем CAD/CAM.

Валы ZTA

Керамика ZTA - это усовершенствованный гибридный материал на основе циркониевого упрочненного глинозема, обладающий преимуществами обоих материалов. Обладая превосходной износостойкостью и повышенной твердостью/жесткостью, что обеспечивает более высокую производительность и долговечность, циркониевая упрочненная структура придает ZTA превосходную коррозионную стойкость, позволяя выдерживать воздействие сред, которые могут разрушить другие керамические материалы.

Керамические валы ZTA, изготовленные из глинозема и диоксида циркония, обладают самым высоким пределом текучести среди всех современных промышленных керамик, что позволяет им выдерживать высокие температуры в течение длительного времени, прежде чем произойдет разрушение. Это преимущество делает валы ZTA особенно подходящими для применения в механическом оборудовании, где давление износа со временем приводит к усталостному повреждению.

Цирконий с добавлением иттрия становится намного прочнее стандартного глинозема и нитрида кремния, обеспечивая повышенную в десять раз ударопрочность. Если в керамический стержень ZTA попадает предмет, включения диоксида циркония действуют как крошечные барьеры, поглощая и рассеивая энергию, прежде чем в его структуре образуются трещины.

Керамические трубки ZTA находят широкое применение в машиностроении, огнеупорной, химической и металлургической промышленности. Высокая устойчивость к высоким температурам, кислотам и щелочам в сочетании с превосходной твердостью и прочностью делает их идеальным средством для транспортировки химических жидкостей или в качестве изолирующих защитных рукавов для их транспортировки. Кроме того, они биосовместимы, нетоксичны и не содержат загрязняющих веществ - идеальное применение в медицине и огнеупорной промышленности!

MSZ

Циркониевый керамический материал является одной из самых прочных керамик на рынке, обеспечивая исключительную абразивную стойкость и износостойкость, работая даже в тех условиях, в которых пластики, металлы и другие керамики не могут работать. Цирконий можно найти в таких областях применения, как структурные компоненты, втулки, гильзы поршней, направляющие изоляторы.

РЭМ-изображения поверхностей разрушения для глинозема, MSZ и YSZ демонстрируют тримодальные микроструктуры, которые существенно влияют на режим разрушения. Для YSZ эти микроструктуры указывают на межзеренный режим разрушения, а для MSZ и WO3 - на трансзеренный режим разрушения; результаты испытаний обоих материалов были близки к экспериментальным значениям разрушения для всех трех испытанных материалов.

Пористые образцы муллита, модифицированные магнезиально-стабилизированным диоксидом циркония (2,8 моль% MgO) и WO3, имеют самую высокую видимую пористость среди спеченных образцов со средней пористостью 73,2 + 2,2%. Удвоение количества WO3 снижает пористость до 66 + 2%.

Керамические образцы MSZ и WO3 отличаются высокой удельной теплоемкостью в сочетании с низкой температуропроводностью, что значительно повышает устойчивость к тепловым ударам по сравнению с цирконием, стабилизированным иттрием (8моль% Y2O3) и WO3. Испытания алюмооксида, MSZ и YSZ методом "шарик на кольце" показали, что характерная прочность находится в пределах приемлемых значений, ожидаемых для инженерной керамики, а их модули Вейбулла находятся в приемлемых диапазонах для передовой инженерной керамики.

CSZ

Частично стабилизированный иттрием диоксид циркония (Y-PSZ) долгое время был основным керамическим материалом для термобарьерных покрытий (TBC). Он обеспечивает высокую температурную стабильность, отличную прочность и низкую теплопроводность, а также не стареет при высоких температурах из-за отсутствия ионного транспорта кислорода; однако его долговечность нарушается из-за старения и уплотнения при высоких температурах; ограниченный транспорт кислорода еще больше ухудшает долговечность. Для устранения этих недостатков керамика на основе диоксида циркония, стабилизированного церием (CSZ), обеспечивает превосходную стойкость к тепловым ударам благодаря использованию диоксида циркония, стабилизированного церием, в качестве промотора окисления, а также двухслойной конструкции, которая обеспечивает большую стойкость к тепловым ударам.

По сравнению с иттрием 8 вес%, CSZ обладает превосходными характеристиками прочности и жесткости. Кроме того, он не подвергается фазовому переходу при высоких температурах и обладает превосходной устойчивостью к спеканию. Кроме того, коэффициенты теплопроводности и диффузии ионов кислорода позволяют ему лучше предотвращать окисление покрытия и подложки.

Передовые материалы, включая цирконат гадолиния (GZO), гексаалюминат лантана (LaAlO3), цирконат кальция (CaZrO3) и стабилизированный церием диоксид циркония (CSZ), используются в передовых термомеханических крышках подшипников (TBC) для защиты металлов и керамики от разрушения под воздействием высоких температур, обеспечивая более высокую защиту от износа, а также устойчивость к высокотемпературной коррозии в газотурбинных установках.

Исследователи провели испытания на горячую коррозию толстых многослойных систем CYSZ, чтобы лучше понять их поведение при высоких температурах. После проведения всестороннего анализа каждой зоны не было обнаружено повреждений, вызванных агрессивными S- и Na-содержащими солями. Более того, морфология зон TGO оставалась такой же, как и у покрытий, даже после завершения испытаний на горячую коррозию.