Sorprendentemente, existen 17 tipos diferentes de zirconia. ¡Mucho más que 6 o 7! Estos tipos se clasifican según ciertas características. Cada uno es beneficioso porque posee una propiedad específica: resistencia, no se oxida, resiste el calor y se mantiene estable ante los desafíos.
Ahora es el momento de saber más sobre la zirconia. ¡Sigue leyendo!
¿Qué es la zirconia y cuántas clases diferentes tiene?
¿Qué es la zirconia y cuántos tipos hay?
Zirconia/Óxido de circonio (ZrO2) Es un material cerámico de alto rendimiento que soporta altas temperaturas. Proviene de minerales. El científico alemán Martin Heinrich Klaproth identificó la zirconia en 1789 mientras trabajaba con circón (ZrSiO₄). Obtuvo óxidos del circón y los denominó zirconia. Posteriormente, en 1824, el químico sueco Jöns Jakob Berzelius aisló el zirconio del circón por primera vez.
La zirconia es un polvo blanco fino. Es muy resistente y no tiende a romperse al exponerse a cambios bruscos de temperatura. También es resistente a productos químicos fuertes.
Gracias a estas excelentes características, la zirconia se aplica en numerosos campos. Se utiliza en la fabricación de cuchillos de cerámica, instrumentos médicos, maquinaria industrial, piezas aeroespaciales y aislantes eléctricos.
También se aplica en el desarrollo de otros materiales tecnológicamente avanzados, como recubrimientos que protegen contra el calor, convertidores de gases de escape de automóviles, sensores de oxígeno y membranas para pilas de combustible. Gracias a su compatibilidad con el cuerpo humano, puede utilizarse en la fabricación de coronas dentales e implantes médicos.
A temperatura ambiente, la zirconia se encuentra en forma monoclínica. Sin embargo, al aumentar la temperatura, la zirconia experimenta una transformación de fase, modificando así su forma. El punto de fusión de este material es muy alto. De hecho, se funde a 2716 grados Celsius.
Así es como se transforma:
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A 1170°C se convierte en zirconia tetragonal.
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A 2370 °C, adopta una forma cúbica. Esta forma cúbica se utiliza a menudo para Hacer joyas que parezcan diamantes.
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Por encima de 2370 °C, y justo antes de fundirse, la zirconia adquiere una estructura de fluorita.
Estos cambios afectan la estabilidad de la zirconia y cambian algunas de sus propiedades.
La zirconia se agrupa en tipos según diferentes características:
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Métodos de estabilización, como la adición de minerales como itria o calcio.
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Estructuras compuestas.
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Mezclas y usos especiales.
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Procesamiento y rasgos físicos.
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Aplicaciones únicas en las industrias.
17 tipos de zirconia explicados
Hay 17 tipos de zirconio ampliamente aplicados en la fabricación, por ejemplo, en la producción de implantes dentales e instrumentos ortopédicos.
Tipos de zirconia según métodos de estabilización
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Zirconia monoclínica
Esta es la forma más pura de zirconia y la más estable a temperatura ambiente. Además, es muy frágil y poco resistente. Aún es relativamente débil, por lo que para aumentar su resistencia debe convertirse en policristales de zirconia tetragonal (TZP).
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Zirconia tetragonal
Este tipo es estable a altas temperaturas. Es más resistente y duradero, por lo que es adecuado para herramientas dentales y cerámicas de alto rendimiento.
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Zirconia parcialmente estabilizada (PSZ)
Este tipo contiene zirconia monoclínica y tetragonal. Se estabiliza con itria o calcio. El estabilizador utilizado altera las propiedades de la zirconia PSZ. En general, es más resistente y duradera.
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Zirconia totalmente estabilizada (FSZ)
El FSZ es una forma estable de zirconio cúbico. Presenta buena estabilidad química y a altas temperaturas. Gracias a estas características, se utiliza en recubrimientos de barrera térmica y en sensores.
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Circonio estabilizado con ceria (CSZ)
El CSZ se prepara dopando la zirconia con CeO₂. Es muy estable, prácticamente irrompible y ofrece un buen rendimiento a bajas temperaturas. Todo esto lo hace adecuado para aplicaciones médicas e industriales.
Tipos de zirconia según estructuras compuestas
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Alúmina endurecida con zirconio (ZTA)
El ZTA es una combinación de zirconio y alúmina. Al incorporar estos materiales al ZTA, se obtiene un material aún más duro y duradero. Gracias a estas características, el ZTA se utiliza en odontología, prótesis articulares, herramientas de corte, piezas de motor y equipos de minería, entre otros.
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NanoZR
NanoZR combina diminutas partículas de zirconio con alúmina. Es una versión mejorada de ZTA con mayor dureza y estabilidad a altas temperaturas. Estas cualidades hacen que NanoZR sea perfecto para herramientas médicas, usos a altas temperaturas e implantes dentales.
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Zirconia multicapa (M3Y, M4Y, M5Y, M6Y y variantes híbridas como M3Y-5Y, M3Y-4Y, etc.).
Estos tipos de zirconia tienen capas de diferentes mezclas de zirconia. Esta estratificación les proporciona mayor translucidez, resistencia y compatibilidad con el cuerpo. La "Y" representa itria (Y₂O₃), y el número indica cuántos moles de itria hay en cada tipo. Por ejemplo, M3Y tiene 3 moles de itria, mientras que M5Y tiene 5 moles. Estas características hacen de la zirconia multicapa una excelente opción para implantes dentales.
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Zirconia endurecida transformada
Este tipo se fabrica a partir de zirconia tetragonal mediante tensión para cambiar su fase. Es extremadamente durable y resistente al desgaste, lo que lo hace ideal para herramientas de corte e implantes dentales.
Tipos de composiciones especiales y aplicaciones basadas en zirconia
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Policristales de zirconia tetragonal estabilizada con itria (Y-TZP)
El Y-TZP es un subtipo de zirconio modificado mediante la adición de itria para hacerlo resistente y duradero. Esto lo convierte en uno de los tipos de zirconio más resistentes del mercado. Gracias a su alta resistencia y estabilidad, se utiliza para la fabricación de diversos equipos dentales y prótesis, así como instrumental quirúrgico. Por estas propiedades, es ideal para aplicaciones que requieren resistencia y durabilidad.
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Zirconia monolítica
La zirconia monolítica es una versión monocapa de la zirconia Y-TZP. Es uno de los materiales más resistentes y soporta un uso intensivo. Esto la hace ideal para su incorporación en aplicaciones dentales, como coronas y puentes, gracias a su estabilidad. Esto la hace adecuada para su uso en cirugías médicas y dentales, ya que puede utilizarse repetidamente sin cansarse.
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Zirconia estabilizada con magnesia (Mg-PSZ)
Este tipo de zirconio se estabiliza mediante la incorporación de óxido de magnesio y se caracteriza por su alta tenacidad térmica y a la fractura. Gracias a estas propiedades, se utiliza ampliamente en aplicaciones de alta temperatura, como la industria aeroespacial, donde los materiales están expuestos a altas temperaturas. También se emplea en revestimientos de hornos y otras aplicaciones industriales donde se requiere un material con alta resistencia al choque térmico.
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3 años de edad
Este tipo de zirconia es zirconia parcialmente estabilizada con itria e hidroxiapatita, que contiene 3 mol de itria. Duplica la estructura jerárquica del tejido óseo, por lo que se utiliza en implantes ortopédicos. Esta zirconia está integrada con hidroxiapatita, lo que mejora la unión entre este material y el hueso y también puede promover la formación de nuevo tejido óseo.
También reduce la pérdida de densidad ósea al extraer los implantes y puede tener efectos antibacterianos. Estas propiedades hacen que la zirconia 3Y-HA sea adecuada para la producción de tornillos óseos, placas, prótesis articulares y otros componentes utilizados en la fijación de fracturas de huesos que soportan carga.
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3 años
La zirconia 3Y es otro tipo estabilizado con 3 mol de itria. Es conocida por su alta resistencia mecánica y baja translucidez. Esta combinación de propiedades la convierte en una opción popular para coronas dentales y prótesis. Sin embargo, aumentar la cantidad de itria por encima de este porcentaje puede provocar una pérdida de resistencia, por lo que el equilibrio en su composición es crucial. Este material es de confianza para aplicaciones donde la estética y la resistencia son importantes, como en odontología cosmética y prótesis médicas.
Tipos de zirconia especializados según el procesamiento y las propiedades
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Zirconia de degradación a baja temperatura (LTD)
El zirconio LTD está diseñado para resistir los daños causados por la humedad. Esto lo hace fuerte y duradero en condiciones de humedad. Se utiliza a menudo en implantes dentales que envejecen con el tiempo y en herramientas industriales.
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Zirconia prensada isostáticamente en caliente (HIP)
La zirconia HIP se crea mediante alta presión y calor. Este proceso la hace muy densa y resistente. Se utiliza en productos de alta calidad como cuchillas industriales, subanillos de separación, manguitos MWD y piezas de émbolo para chorro de agua.
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Zirconia de moldeo por inyección de cerámica
Para el moldeo por inyección de cerámica, se utilizan tipos como zirconio estabilizado con itrio, zirconio estabilizado con magnesio y zirconio estabilizado con ceria. Durante el proceso, el tamaño de partícula se mantiene en torno a 1 μm. Esto mejora la resistencia y la durabilidad del producto final.
Tipos adicionales según aplicaciones específicas
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3Y-4Y, M3Y-5Y y otras variantes multicapa como M4Y-5Y
Zirconia multicapa Tiene tres capas de diferentes zirconias de itria. Estas capas van desde el núcleo hasta la superficie. Se utiliza en coronas, puentes e implantes dentales de alta calidad. La zirconia multicapa tiene un aspecto natural, similar al de los dientes reales, y es resistente. La zirconia con más itria es más transparente, similar al de los dientes naturales, pero es menos flexible y menos duradera.
¿Qué tipos de zirconio se utilizan en odontología?
En odontología, se eligen tipos especiales de zirconio por su resistencia y seguridad para el cuerpo. Los más comunes son los policristales de zirconio tetragonal estabilizado con itria (Y-TZP), el zirconio estabilizado con magnesia (Mg-PSZ) y la alúmina endurecida con zirconio (ZTA). Los dentistas utilizan estos tipos solos o como parte de zirconio estratificado.
Conclusión
Estos son los 17 tipos principales de zirconio que siguen mejorando con el tiempo. Elegir el tipo adecuado para su producto puede ser complicado. Por eso, los fabricantes de cerámica le ayudan a comprender sus necesidades y a crear el producto perfecto para usted.