Cerámica de zirconio constituyen una proporción importante de la demanda mundial de circonio. El circonio obtenido naturalmente o Baddeleyita El (ZrO₂) se utiliza para fabricar zirconio de ingeniería. Dado que la estabilidad estructural es fundamental en la ciencia moderna, la información sobre... tenacidad a la fractura de la zirconia Decide la idoneidad del material para una aplicación particular.
Propiedades mecánicas de los materiales
La vida útil de un material, cómo se deforma, cómo resiste las fallas y cómo finalmente falla, se miden utilizando las propiedades del material. Ductilidad Es una propiedad del material por la cual puede sufrir una gran cantidad de deformación plástica antes de fallar. Tenacidad Representa la resistencia del material y su grado de ductilidad. La resistencia máxima del material a cualquier tensión aplicada es resistencia a la tracción. Fatiga del metal Es la fase que precede a la fractura donde el metal se debilita debido a la aplicación de cargas repetidas.
La fractura es la fase final de un material cuando cede ante la tensión aplicada. El estudio clásico sobre este tema ha sido la teoría de la fractura de Griffith, desarrollada durante la Segunda Guerra Mundial. Este estudio aborda la conservación de la energía durante la vida útil del material.
Resistencia a la fractura, estrés y energía
Antes de saber Tenacidad a la fracturaEs importante entender Resistencia a la fractura. Resistencia a la fractura Da una idea de la resistencia que posee un material. La resistencia a la fractura es una función del enlace atómico o interatómico en los materiales, expresada en unidades de presión.
La tensión asociada con la deformación es tensión de fractura y energía de fractura es la energía absorbida por un material durante el agrietamiento. Mecánica de fracturas Delinea dos ideas principales sobre la energía: la energía de fractura, que indica la resiliencia del material, y la energía de fractura. tasa de liberación de energíaLa fuerza impulsora que facilita la propagación de grietas. Ambas energías mantienen una relación análoga.
¿Qué es la tenacidad a la fractura?
Dado que la evitación completa de defectos de fabricación es hipotética, conocer tenacidad a la fractura Ayuda a evaluar el comportamiento del material. La unidad de tenacidad a la fractura se da como megapascales por metro cuadrado (MPam2) y generalmente se calcula como unidad de fuerza por área.
Ecuación de tenacidad a la fractura
Tenacidad a la fractura También se conoce como la Crítica factor de intensidad del estrés . Conociendo el factor crítico de intensidad de tensión Es crucial conocer el valor de tensión al que un material se rompe si existe un vacío. La fórmula de tenacidad a la fractura para calcular la factor crítico de intensidad de tensión es:
Eran,
es la tenacidad a la fractura
es el factor geométrico
¿Es el estrés aplicado?
es la longitud de la grieta
Más que ser un expresión matemáticaEsto ayuda al científico a anticipar el comportamiento de un material bajo presión.
Cómo medir la tenacidad a la fractura
Hay varias formas de medir tenacidad a la fracturaLa prueba ampliamente utilizada entre todos es la prueba de entalla Charpy V método en el que una muestra con entalla en V o en U se somete a un impacto.
Tenacidad a la fractura de la cerámica
Los materiales de ingeniería se han vuelto competitivos en términos de Tenacidad a la fractura Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, comparemos el factor de tenacidad a la fractura de diferentes materiales cerámicos. Factor crítico de intensidad de tensión El coeficiente de fricción (KIC) de la cerámica fina suele ser bajo. En otras palabras, una cerámica fina fisurada es más propensa a fallar bajo tensión aplicada. Dadas las deficiencias, se ha descubierto que la cerámica avanzada es una mejor alternativa con características superiores. Tenacidad a la fractura valores.
Comparación de la tenacidad a la fractura de la zirconia y otras cerámicas
Tenacidad a la fractura de la alúmina: La tenacidad a la fractura de la alúmina rango de 3,3 a 4,5 MPam1/2Dependiendo del tamaño del grano y la sinterización, los valores generalmente presentan desviaciones. Por ejemplo, la alúmina densamente sinterizada es comparativamente más frágil que sus contrapartes.
Tenacidad a la fractura del vidrio: Las propiedades del vidrio varían según el tipo y el grosor del material. Su tenacidad a la fractura puede ser de 0,6 a 0,8. MPam1/2.
Tenacidad a la fractura de la zirconia: La zirconia ofrece una durabilidad y resistencia al desgaste extremas. Por ejemplo, actualmente se utiliza una cuchilla de cerámica de zirconia fabricada mediante sinterización en estado sólido como alternativa a las cuchillas de acero. La tenacidad a la fractura de la zirconia depende de factores como el tamaño del grano, el contenido de itria y los parámetros operativos de sinterización y post sinterización. La tenacidad a la fractura de la zirconia, como se indica, es de aproximadamente 17. MPam1/2.
Aplicaciones de la cerámica de zirconio
Productos de zirconia Encuentran un lugar en una variedad de aplicaciones de ingeniería debido a su inigualable tenacidad a la fractura y otras propiedades superiores.
Zirconia en odontología
La zirconia se utiliza en odontología para diversas aplicaciones, como implantes, coronas y otros materiales de ortodoncia.
Corona de cerámica de zirconio: Se utiliza generalmente para la conservación de los dientes en tratamientos dentales cosméticos. Zirconia dental Las coronas presentan una mayor resistencia a la fractura, incluso con un espesor de 0,5 mm. Esto es relativamente superior a la fuerza de mordida máxima de 1000. Corona de cerámica de zirconio Tiene ventajas como la resistencia a las manchas, la biocompatibilidad, la conservación de los dientes sin metal y muchos otros beneficios. Sin embargo, Problemas con las coronas de zirconio Incluyen desgaste dental inmediato, fractura, sensibilidad del paciente y translucidez mínima.
Imagen que muestra Corona de Zirconia antes y después
Puente de zirconio vs. puente de porcelana
Los puentes de zirconio tienen una vida útil de aproximadamente 20 años mayor que los de porcelana. Su apariencia translúcida los hace más atractivos. Además, son más resistentes y presentan menos problemas de astillado y desgaste que los puentes de porcelana.
Zirconia estabilizada con itrio
Zirconia estabilizada con itrio se hace cuando Óxido de itrio iii El (Y2O3) se utiliza para estabilizar la estructura cúbica cristalina de la cerámica. Zirconia estabilizada con itrio (YSZ) Ofrece numerosas propiedades, como una resistencia mecánica superior y excelentes propiedades ópticas e iónicas. También se utiliza para la fabricación de... Placas de zirconio que puede soportar temperaturas de 2000 grados o más. Con 8 mol de itria, pulido placas de zirconia Son químicamente inertes y resistentes a la abrasión.
diamantes de circonita
El diamante de zirconia es rentable y una mejor alternativa al diamante real. Si bien el diamante tiende a brillar con mayor intensidad, los diamantes de zirconia no dejan de ser una alternativa como material de joyería de mayor calidad.
Conclusión
Cerámica de zirconio Son cerámicas avanzadas de alta gama con una resistencia superior a la fractura o tenacidad a la fracturaSiguen siendo líderes en la industria gracias a sus inigualables propiedades termofísicas y su alta durabilidad. Gracias a su alta resistencia al impacto, se pueden implementar con éxito en entornos de ingeniería resistentes al desgaste y a altas temperaturas.