ジルコニアセラミック 今日の世界では、ジルコニアは天然の形であれ バデレ石 ジルコニア（ZrO2）は、一般的にZrO2の原料として使用されます。ジルコニアを特定の用途に使用するには、その特性を理解することが不可欠です。 破壊靭性のこの記事は、 ジルコニアセラミックスの破壊靭性.
破壊靭性とは何ですか?
セラミック材料の破壊抵抗力は、セラミックスの破壊靭性と呼ばれます。これは通常、メガパスカル×メートルの2乗（MPam²）で表されます。破壊靭性は、臨界応力強度係数とも呼ばれます。 、次の式で計算されます。
破壊靭性です。 は幾何学的因子であり、
適用される応力と
亀裂の長さは
測定方法はいくつかある 破壊靭性広く使われている 破壊靭性試験 は シャルピーVノッチこのテストでは、V 型または U 型のノッチへの衝撃を測定します。
ジルコニアの破壊靭性の比較
ジルコニアの特性 ジルコニアは数多く存在し、1500℃以上の温度範囲で動作します。ジルコニアのビッカース硬度は約1350Kg/mm²です。また、熱伝導率が低く、耐薬品性に優れています。
ジルコニアのもう一つの重要な特性は、破壊靭性です。これは、適用条件下での性能を示す指標です。例えば、最高のセラミック材料であっても、必ずしも性能を保証することはできません。製造過程で格子に空隙や欠陥が生じることがしばしばあります。ジルコニアが破壊靭性においてどのような特徴を持つのかを見てみましょう。
アルミナの破壊靭性：
- アルミナの場合は3.3～4.5の範囲である。 MPam1/2値は、成形される材料の粒径と焼結方法によって変化する可能性があります。 破壊靭性 値によって材料の性能も変化します。例えば、高密度に焼結されたアルミナは比較的脆くなります。
ガラスの破壊靭性：
- 一般的にガラスの破壊靭性は0.6から0.8程度である。 MPam1/2これはガラス材料の種類と厚さによって異なります。
ジルコニアの破壊靭性：
- ジルコニアは耐久性と耐摩耗性に優れていることで知られています。 ジルコニアの破壊靭性 17歳くらい MPam1/2ジルコニアの性能と同様に、靭性値に影響を与える要因がいくつかあります。例えば、粒径、イットリア含有量、焼結および焼結後の操作パラメータなどが挙げられます。
- 例えば、 ジルコニアセラミックナイフ 現在、鋼鉄製の包丁の代替品として使用されています。これらは固体焼結法で作られているため、耐久性と品質に優れています。
- 比較表は以下のとおりです。 セラミックスの破壊靭性ジルコニアがトップで、次いで窒化シリコンが続きます。
ジルコニアの応用
ジルコニア製品 比類のない破壊靭性をはじめとする優れた特性により、様々なエンジニアリング用途で使用されています。以下に、主な用途をいくつかご紹介します。
歯科におけるジルコニア
ジルコニアの種類 歯科治療におけるジルコニアセラミッククラウンは、インプラント、クラウン、矯正用材料など多岐にわたります。ジルコニアセラミッククラウンは、美容治療において不可欠な要素となっています。 ジルコニア歯科 クラウンは厚さ0.5mmでも高い耐破損性を示し、最大咬合力の1000を超えています。
ジルコニアセラミッククラウン 汚れが付かないという利点があります。生体適合性が高く、金属を使わずに歯を保存するのに役立ちます。しかし、いくつかの問題があります。 ジルコニアクラウンの問題 歯の摩耗や破損がすぐに起こります。また、歯の知覚過敏を引き起こす場合もあり、透明度は最小限に抑えられます。
写真: ジルコニアクラウンのビフォーアフター 治療写真
ジルコニアブリッジとポーセリンブリッジ
ジルコニアブリッジとポーセレンブリッジを比較する際には、審美性、寿命、そして素材の強度を考慮する必要があります。ポーセレンは審美性に優れていることで知られていますが、ジルコニアブリッジはより長寿命です。見た目は半透明で、既存の歯の色によく合います。ジルコニアは強度が高く、ポーセレンブリッジに比べて欠けや削れの問題が少ないのが特徴です。
産業におけるジルコニア製品
イットリウム安定化ジルコニア
- イットリウム安定化ジルコニア（YSZ） YSZは、優れた機械的強度など、数多くの特性を備えています。光学特性とイオン特性にも優れています。YSZは、2000度以上の高温に耐えられるジルコニアプレートの製造に使用されます。8モル/TP3Tのイットリアを含む研磨ジルコニアプレートは、化学的に不活性で耐摩耗性に優れています。
- イットリウム安定化ジルコニア（YSZ） 耐火材としても機能し、優れた断熱性を備え、高温でも耐えることができます。
- YSZ 固体酸化物燃料電池の製造にも使用されます。800～1000℃の温度で動作し、優れた電解質材料として機能します。
- また、耐摩耗性コーティングを形成し、DIY セメントの材料としても使用されます。
ジルコニウム基板
ジルコニア基板 ジルコニアは、硬質な先端材料です。マイクロエレクトロニクスやパワーエレクトロニクスに用いられています。多くの場合、最高純度で製造されます。ジルコニア基板は、約1500℃以上でも安定しています。
ジルコニア基板は耐熱性に優れ、優れた絶縁体です。一方、誘電損失は最小限に抑えられ、誘電率も低めに設定されています。また、既存のPCBや電子回路との互換性も備えています。
ジルコニアセラミックジュエリー
ジルコニアセラミックは、最先端の軽量ジュエリーを生み出します。エレガンスを損なうことなく、部品コストを削減します。 ジルコニアダイヤモンド 一方、ジルコニアダイヤモンドはコスト効率が高く、本物のダイヤモンドのより良い代替品となります。ダイヤモンドはより深く輝く傾向がありますが、ジルコニアダイヤモンドもより優れたジュエリー素材の代替品として劣りません。
ジルコニアジュエリーを使用する利点
- ジルコニアセラミックジュエリーはコストパフォーマンスに優れています。14金に比べて80%も安価です。
- ジルコニアはトレンドの素材として長く着用できます。摩耗や劣化が少ないです。
- 硬度は約8.9で、非常に傷がつきにくい性質を持っています。
- ジルコニアセラミックはカラーバリエーションが豊富で、環境にも優しい素材です。
結論
ジルコニアセラミック 優れた耐破損性を備えた高級先進セラミックまたは 破壊靭性比類のない熱物性により、業界で依然として優位に立っています。環境に優しく、耐久性にも優れています。高い耐衝撃性を備えているため、摩耗が激しく高温になる環境にも適用できます。