Неперевершена довговічність завдяки цирконієвій кераміці

Zirconia пропонує передові матеріали для широкого спектру промислових застосувань. Від чудо-композиту ZTA до зносостійких властивостей Ce-TZP, його композиційне розмаїття забезпечує високоефективні рішення, що задовольняють різноманітні потреби промисловості.

На механічні характеристики цирконієвої кераміки, виготовленої адитивним способом, можуть впливати численні фактори, включаючи співвідношення сировинної суспензії, пористість і агломерати, з'єднання між шарами і усадку.

De Corematrix (r) 3D Pro

Керамічні блоки стають все більш популярним вибором для реставрації зубів, оскільки вони міцніші та довговічніші за інші реставраційні матеріали. Керамічні блоки також мають нижчий коефіцієнт теплового розширення - це означає, що вони не розширюються і не стискаються при коливаннях температури, що робить їх ідеальними для використання в місцях, схильних до перепадів температури, таких як коронки та вініри. Крім того, керамічні блоки легше чистити, ніж інші матеріали - ще один фактор, який робить кераміку привабливим варіантом для стоматологічних застосувань, що вимагають довговічності.

Суцільнокерамічні протези, виготовлені за допомогою CAD/CAM, можуть забезпечити пацієнтам довготривалі та красиві результати, але не всі кераміки однакові. Певна кераміка має кращу біосумісність та естетику, ніж інші, тому вибір ідеального матеріалу для індивідуальних потреб кожного пацієнта є ключовим. Дисилікат літію та оксид цирконію наразі є двома найпопулярнішими матеріалами для реставраційного лікування.

Але з розвитком технологій CAD/CAM стоматологам стало доступно більше можливостей. ZrO (цирконій, стабілізований ітрієм) - надзвичайно твердий матеріал з одними з найвищих механічних властивостей, коли-небудь зафіксованих для стоматологічної кераміки; він має міцність на вигин до 100 МПа, що означає, що він протистоїть руйнуванню більш ефективно, ніж металокераміка або коронки на металевій основі. Крім того, монолітний ZrO не містить вразливих шарів, які з'єднують його з матеріалами субструктури, такими як золото або порцеляна, що дозволяє виготовляти його за допомогою систем CAD/CAM.

Вали ZTA

Кераміка ZTA - це вдосконалений гібридний матеріал з цирконієвим зміцненням і глиноземом, що поєднує в собі переваги обох матеріалів. Маючи відмінну стійкість до стирання та покращену твердість/міцність для підвищення продуктивності та довговічності, зміцнена цирконієм структура надає ZTA чудову корозійну стійкість, що дозволяє їй протистояти середовищам, які б зруйнували іншу кераміку.

Керамічні вали ZTA, виготовлені з глинозему та цирконію, мають найвищу межу текучості серед усіх сучасних промислових керамік, що дозволяє їм витримувати високі температури протягом тривалого часу до руйнування. Ця перевага робить вали ZTA особливо придатними для застосування в механічному обладнанні, де тиск зносу з часом спричиняє втомні пошкодження від напруги.

Цирконій з додаванням ітрію стає набагато міцнішим, ніж стандартні оксид алюмінію та нітрид кремнію, що забезпечує йому підвищену ударостійкість у десятки разів. Якщо об'єкт вдаряється об керамічний вал ZTA, його цирконієві включення діють як крихітні бар'єри, поглинаючи та розсіюючи енергію до того, як в його структурі утворяться тріщини.

Керамічні трубки ZTA знаходять широке застосування в машинобудуванні, вогнетривкій, хімічній та металургійній промисловості. Висока стійкість до високих температур, кислот і лугів у поєднанні з чудовою твердістю і міцністю робить їх ідеальним засобом для транспортування хімічних рідин або ізолюючими захисними рукавами для їх транспортування. Крім того, вони біосумісні, нетоксичні і не містять забруднювачів - ідеально підходять для медичного та вогнетривкого застосування!

MSZ

Цирконієвий керамічний матеріал є однією з найміцніших керамік на ринку, забезпечуючи виняткову стійкість до стирання та зношування/міцність, працюючи навіть в таких умовах, в яких пластмаси, метали та інші керамічні матеріали не можуть працювати. Цирконій використовується в конструкційних компонентах, втулках, втулках поршнів, напрямних та ізоляторах.

На СЕМ-зображеннях поверхонь зламу для глинозему, MSZ та YSZ спостерігаються тримодальні мікроструктури, які суттєво впливають на режим руйнування. Для YSZ ці мікроструктури вказують на міжкристалічний тип руйнування, тоді як для MSZ і WO3 вони виявляють транс-кристалічний тип руйнування; результати випробувань обох матеріалів були близькими до експериментальних значень руйнування для всіх трьох випробуваних матеріалів.

Пористі зразки муліту, які були модифіковані стабілізованим магнезією цирконієм (2,8моль% MgO) і WO3, мають найвищу видиму пористість серед спечених зразків із середньою пористістю 73,2 + 2,2%. Подвоєння кількості WO3 зменшує пористість до 66 + 2%.

Зразки кераміки MSZ та WO3 мають високу питому теплоємність у поєднанні з низькою температуропровідністю, що значно підвищує стійкість до термічних ударів порівняно з цирконієм, стабілізованим ітрієм (8mol% Y2O3) та WO3. Випробування на ударну в'язкість за методом "кулька на кільці" глинозему, MSZ та YSZ показали, що їхні характеристики міцності знаходяться в межах прийнятних значень, очікуваних від інженерної кераміки, тоді як їхні модулі Вейбулла знаходяться в межах прийнятних діапазонів для сучасної інженерної кераміки.

CSZ

Частково стабілізований цирконій ітрію (Y-PSZ) вже давно є основним керамічним матеріалом для термобар'єрних покриттів (ТБП). Він забезпечує високу термостійкість, відмінну міцність і низьку теплопровідність, а також стійкість до старіння при високих температурах через відсутність транспорту іонів кисню; однак його довговічність знижується через старіння і ущільнення при високих температурах; його обмежений транспорт кисню ще більше погіршує довговічність. Для усунення цих недоліків кераміка зі стабілізованим цирконієм (CSZ) пропонує чудову стійкість до термічних ударів завдяки використанню стабілізованого цирконію як промотора окислення, а також двошаровій конструкції, яка забезпечує більшу стійкість до термічних ударів.

Порівняно з ітрієм 1ТП3Т вагою 8, CSZ має вищі характеристики міцності та в'язкості. Крім того, він не зазнає фазового переходу при високих температурах і має чудову стійкість до спікання. Крім того, його коефіцієнти теплопередачі та дифузія іонів кисню дозволяють йому краще запобігати окисленню зв'язуючого шару та підкладки.

Передові матеріали, включаючи цирконат гадолінію (GZO), гексаалюмінат лантану (LaAlO3), цирконат кальцію (CaZrO3) і цирконій, стабілізований церієм (CSZ), використовуються в передових термомеханічних кришках підшипників (TBC) для захисту металів і кераміки від руйнування при нагріванні, забезпечуючи кращий захист від зносу, а також стійкість до високотемпературної корозії в газових турбінах.

Дослідники провели випробування на гарячу корозію товстих багатошарових систем CYSZ, щоб краще зрозуміти їхню поведінку в умовах високих температур. Після проведення детального аналізу кожної зони не було виявлено жодних пошкоджень, спричинених агресивними S- та Na-вмісними солями. Більше того, морфологія зон TGO залишалася узгодженою з морфологією покриттів навіть після завершення випробувань на гарячу корозію.