Keramik zirkonia sangat diminati di dunia saat ini. Zirkonia dalam bentuk alaminya atau Orang Baddeley (ZrO2) umumnya merupakan sumber untuk mendapatkan ZrO2. Untuk menggunakan Zirkonia dalam aplikasi yang berbeda, penting untuk mempelajari sifat-sifatnya. dari ketangguhan patahArtikel ini memberikan gambaran umum tentang ketangguhan patah keramik Zirkonia.
Apa itu Ketahanan Retak?
Kemampuan material keramik untuk menahan fraktur dikenal sebagai ketangguhan fraktur keramik. Umumnya dinyatakan dalam satuan Megapascal dikalikan meter kuadrat (MPam²). Ketangguhan fraktur juga dikenal sebagai faktor intensitas tegangan kritis. , dihitung dengan ekspresi:
adalah ketangguhan patah, adalah faktor geometri,
adalah tekanan yang diterapkan dan
adalah panjang retakan
Ada beberapa cara untuk mengukur ketahanan frakturSalah satu yang banyak digunakan uji ketangguhan patah adalah Takik Charpy VUji ini mengukur dampak pada takik tipe V atau U.
Membandingkan ketangguhan patah Zirkonia
Sifat zirkonia Zirkonia Vickers memiliki banyak jenis. Zirkonia ini dapat beroperasi pada suhu 1500 derajat Celcius ke atas. Kekerasan zirkonia Vickers berkisar pada 1350 kg/mm². Zirkonia ini juga menawarkan konduktivitas termal yang rendah dan ketahanan kimia yang baik.
Sifat penting lain dari Zirkonia adalah ketangguhan patah yang menunjukkan kinerjanya dalam kondisi tertentu. Misalnya, bahkan material keramik terbaik sekalipun seringkali tidak dapat menjamin kinerjanya. Zirkonia seringkali rentan terhadap rongga dan cacat pada kisi-kisinya yang terbentuk selama proses produksi. Mari kita lihat perbedaan Zirkonia dalam hal ketangguhan patah.
Ketahanan patah Alumina:
- Untuk alumina berada pada kisaran 3,3 sampai 4,5 MPam1/2Nilai-nilai tersebut dapat bervariasi tergantung pada ukuran butiran material yang dibentuk dan sintering yang digunakan. Deviasi dalam ketahanan fraktur Nilai-nilai ini juga akan menghasilkan kinerja material yang bervariasi. Misalnya, alumina yang disinter dengan rapat relatif rapuh.
Ketahanan retak Kaca:
- Secara umum, ketangguhan retak kaca akan serendah 0,6 dan setinggi 0,8 MPam1/2Hal ini tergantung pada jenis dan ketebalan bahan kaca.
Ketahanan patah Zirconia:
- Zirkonia terkenal dengan daya tahan dan ketahanan ausnya. ketangguhan patah Zirkonia sekitar 17 MPam1/2Terdapat beberapa faktor yang memengaruhi nilai ketangguhan, begitu pula kinerja zirkonia. Beberapa di antaranya adalah ukuran butir, kandungan Yttria, serta parameter operasi sintering dan pasca-sintering.
- Misalnya, Pisau keramik zirkonia saat ini digunakan sebagai alternatif pisau baja. Pisau ini terbuat dari sintering solid-state yang membuatnya tahan lama dan unggul.
- Diberikan tabel perbandingan ketangguhan patah keramikZirkonia menduduki puncak daftar diikuti oleh Silikon Nitrida.
Aplikasi Zirkonia
Produk zirkonia Banyak digunakan dalam berbagai aplikasi teknik karena ketahanan patahnya yang tak tertandingi dan sifat-sifat unggul lainnya. Beberapa penggunaan utamanya dijelaskan di bawah ini.
Zirkonia dalam Kedokteran Gigi
Jenis-jenis Zirkonia Dalam kedokteran gigi, berbagai macam perawatan meliputi implan, mahkota, hingga material ortodontik. Mahkota keramik zirkonia merupakan bagian integral dari perawatan kosmetik. Gigi zirkonia Mahkota gigi menawarkan ketahanan fraktur yang lebih tinggi bahkan pada ketebalan 0,5 mm. Ini melebihi nilai gaya gigit maksimum 1000.
Mahkota keramik zirkonia Menawarkan manfaat bebas noda. Biokompatibel dan membantu mengawetkan gigi tanpa logam. Namun, terdapat beberapa masalah. Masalah mahkota zirkonia termasuk keausan dan fraktur gigi secara langsung. Hal ini juga terkadang menyebabkan sensitivitas gigi pada pasien dan memberikan translusensi minimal.
Gambar: Mahkota Zirkonia Sebelum dan Sesudah foto perawatan
Jembatan Zirkonia vs Porselen
Saat membandingkan jembatan zirkonia dan porselen, kita harus mempertimbangkan estetika, masa pakai, dan kekuatan materialnya. Porselen dikenal karena estetikanya yang baik, sementara jembatan zirkonia menawarkan masa pakai yang lebih lama. Secara tampilan, jembatan porselen transparan dan senada dengan warna gigi asli. Zirkonia kuat dengan lebih sedikit masalah terkelupas dan tergerus dibandingkan dengan jembatan porselen.
Produk Zirkonia dalam Industri
Zirkonia yang distabilkan oleh yttrium
- Zirkonia yang distabilkan Yttrium (YSZ) YSZ menawarkan berbagai sifat seperti kekuatan mekanis yang unggul. Ia juga menawarkan sifat optik dan ionik yang sangat baik. YSZ digunakan dalam pembuatan pelat Zirkonia yang dapat menangani suhu 2000 derajat atau lebih. Dengan 8 mol% Yttria, pelat zirkonia yang dipoles bersifat inert secara kimia dan tahan abrasi.
- Zirkonia yang distabilkan oleh itrium (YSZ) juga berfungsi sebagai bahan tahan api. Bahan ini memberikan insulasi termal yang baik dan dapat menahan panas pada suhu yang lebih tinggi.
- YSZ juga digunakan dalam pembuatan sel bahan bakar oksida padat. Sel ini dapat beroperasi pada suhu 800 – 1000 derajat Celcius dan berfungsi sebagai bahan elektrolit yang baik.
- Mereka juga membentuk lapisan tahan aus dan terbentuk sebagai bahan semen DIY.
Substrat zirkonium
Substrat zirkonia Zirkonia adalah material canggih yang kaku. Material ini digunakan dalam mikroelektronika dan elektronika daya. Zirkonia seringkali dibuat dengan kemurnian tertinggi. Substrat zirkonia stabil pada suhu sekitar 1500 derajat Celcius ke atas.
Substrat zirkonia menawarkan ketahanan suhu tinggi dan merupakan isolator yang baik. Di sisi lain, rugi-rugi dielektriknya minimal dan nilai konstanta dielektriknya cenderung lebih rendah. Substrat zirkonia juga menawarkan kompatibilitas dengan PCB dan sirkuit elektronik yang sudah ada.
Perhiasan keramik zirkonia
Keramik zirkonia menghasilkan perhiasan ringan yang canggih. Keramik ini mengurangi biaya komponen tanpa mengurangi keanggunan. Berlian zirkonia Di sisi lain, berlian zirkonia lebih hemat biaya dan berfungsi sebagai alternatif yang lebih baik daripada berlian asli. Meskipun berlian cenderung berkilau lebih dalam, berlian zirkonia juga merupakan alternatif yang lebih baik untuk bahan perhiasan.
Keuntungan menggunakan perhiasan Zirkonia
- Perhiasan keramik zirkonia hemat biaya. Harganya 80% lebih murah dibandingkan emas 14 KT.
- Zirkonia dapat dikenakan sebagai material trendi jangka panjang. Zirkonia lebih tahan lama dan tidak mudah rusak.
- Ini memiliki nilai kekerasan sekitar 8,9. Mereka sangat tahan gores di alam.
- Keramik Zirkonia memiliki banyak variasi warna. Keramik ini juga ramah lingkungan.
Kesimpulan
Keramik zirkonia adalah keramik canggih kelas atas dengan ketahanan fraktur yang unggul atau ketahanan frakturMereka tetap dominan di industri ini karena sifat termofisikanya yang tak tertandingi. Produk ini ramah lingkungan dan tahan lama. Karena ketahanan benturannya tinggi, produk ini dapat digunakan dalam kondisi tahan lama dan suhu tinggi.