Zirkonia keramiek zijn veeleisend in de wereld van vandaag. Zirkonia in zijn natuurlijke vorm of Baddeleyiet (ZrO2) is over het algemeen de bron voor het verkrijgen van ZrO2. Om zirkonia in specifieke toepassingen te gebruiken, is het cruciaal om de eigenschappen ervan te leren kennen. van breuktaaiheidHet artikel geeft een overzicht van breuktaaiheid van zirkoniumkeramiek.
Wat is breuktaaiheid?
Het vermogen van een keramisch materiaal om breuk te weerstaan, staat bekend als de breuktaaiheid van keramiek. Deze wordt over het algemeen beschreven in megapascal maal meter kwadraat (MPam²). Breuktaaiheid staat ook bekend als de kritische spanningsintensiteitsfactor. , berekend door de uitdrukking:
is breuktaaiheid, is de geometrische factor,
is de toegepaste spanning en
is de scheurlengte
Er zijn verschillende manieren om te meten breuktaaiheid. Een van zulke veelgebruikte breuktaaiheidstest is Charpy V-inkepingDeze test meet de impact op een V- of U-type inkeping.
Vergelijking van de breuktaaiheid van zirkonia
Eigenschappen van zirkonia Er zijn er veel. Ze werken bij temperaturen van 1500 °C en hoger. De Vickers-hardheid van zirkoniumoxide ligt rond de 1350 kg/mm². Het biedt ook een lage thermische geleidbaarheid en een goede chemische bestendigheid.
Een andere belangrijke eigenschap van zirkoniumoxide is breuktaaiheid, die ons vertelt over de prestaties onder toegepaste omstandigheden. Zelfs het beste keramische materiaal kan bijvoorbeeld vaak geen prestaties garanderen. Het is vaak onderhevig aan holtes en defecten in het rooster die tijdens de productie ontstaan. Laten we eens kijken hoe zirkoniumoxide zich onderscheidt op het gebied van breuktaaiheid.
Breuktaaiheid van aluminiumoxide:
- Voor aluminiumoxide ligt dit in het bereik van 3,3 tot 4,5 MPam1/2De waarden kunnen variëren afhankelijk van de korrelgrootte van het gevormde materiaal en de gebruikte sintermethode. De afwijking in breuktaaiheid Waarden zullen ook resulteren in variërende prestaties van het materiaal. Zo is dicht gesinterd aluminiumoxide relatief bros.
Breuktaaiheid van glas:
- Over het algemeen zal de breuktaaiheid van glas zo laag als 0,6 en zo hoog als 0,8 zijn MPam1/2Dit is afhankelijk van het type en de dikte van het glasmateriaal.
Breuktaaiheid van zirkonia:
- Zirkonia staat bekend om zijn duurzaamheid en slijtvastheid. breuktaaiheid van zirkonia is ongeveer 17 MPam1/2Er zijn factoren die de taaiheid en dus ook de prestaties van zirkoonoxide beïnvloeden. Enkele daarvan zijn korrelgrootte, yttriumoxidegehalte, en de bedrijfsparameters voor sinteren en na-sinteren.
- Bijvoorbeeld, Zirkonia keramisch mes Wordt momenteel gebruikt als alternatief voor stalen messen. Deze zijn gemaakt van solid-state sintering, wat ze duurzaam en superieur maakt.
- Gegeven is een vergelijkingstabel van breuktaaiheid van keramiekZirkonia staat bovenaan de lijst, gevolgd door siliciumnitride.
Toepassing van zirkonia
Zirkonia-producten Ze vinden hun weg naar een breed scala aan technische toepassingen dankzij hun ongeëvenaarde breuktaaiheid en andere superieure eigenschappen. Hieronder worden enkele belangrijke toepassingen beschreven.
Zirkonia in de tandheelkunde
Soorten zirkonia In de tandheelkunde varieert het van implantaten en kronen tot orthodontische materialen. Kronen van zirkoniumkeramiek vormen een integraal onderdeel van cosmetische behandelingen. Zirkonia tandheelkunde Kronen bieden een hogere breukweerstand, zelfs bij een dikte van 0,5 mm. Dit overschrijdt de maximale bijtkrachtwaarde van 1000.
Zirkonia keramische kroon Het biedt de voordelen van geen vlekken. Het is biocompatibel en helpt de tanden te behouden zonder metaal. Het kent echter bepaalde problemen. Problemen met zirkoniakronen Dit kan leiden tot directe tandslijtage en breuk. Het kan ook tandgevoeligheid bij patiënten veroorzaken en minimale doorschijnendheid bieden.
Foto: Zirkonia kroon voor en na behandelingsfoto's
Zirkonia versus porseleinen brug
Bij het vergelijken van zirkonia en porseleinen bruggen moeten we rekening houden met de esthetiek, levensduur en sterkte van het materiaal. Porselein staat bekend om zijn mooie uiterlijk, terwijl zirkonia bruggen een langere levensduur hebben. Porseleinen bruggen zijn doorschijnend en passen bij de kleur van de bestaande tanden. Zirkonia is sterk en heeft minder last van afbrokkeling en knarsen in vergelijking met porseleinen bruggen.
Zirkonia-producten in de industrie
Yttrium-gestabiliseerd zirkonia
- Yttrium gestabiliseerd zirkonia (YSZ) Biedt talloze eigenschappen, zoals superieure mechanische sterkte. Het biedt uitstekende optische en ionische eigenschappen. YSZ wordt gebruikt bij de productie van zirkoniumplaten die temperaturen van 2000 graden Celsius of hoger aankunnen. Met 8 mol% yttriumoxide zijn gepolijste zirkoniumplaten chemisch inert en slijtvast.
- Yttrium gestabiliseerd zirkonia (YSZ) Het dient ook als vuurvast materiaal. Het biedt goede thermische isolatie en kan hitte bij hogere temperaturen aan.
- YSZ Wordt ook gebruikt bij de productie van vaste-oxide brandstofcellen. Het kan functioneren bij temperaturen van 800 tot 1000 °C en dient als een goed elektrolytmateriaal.
- Ze vormen ook een slijtvaste coating en dienen als bestanddeel van doe-het-zelfcement.
Zirkonium substraat
Zirkonia substraten Zirkoniumoxide is een geavanceerd, stijf materiaal. Het wordt gebruikt in de micro-elektronica en vermogenselektronica. Het wordt vaak met de hoogste zuiverheid geproduceerd. Zirkoniumoxidesubstraten zijn stabiel bij temperaturen rond de 1500 °C en hoger.
Zirkonia-substraten bieden een hoge temperatuurbestendigheid en zijn goede isolatoren. Daarentegen zijn de diëlektrische verliezen minimaal en is de waarde van de diëlektrische constante laag. Zirkonia-substraten bieden ook compatibiliteit met bestaande printplaten en elektronische schakelingen.
Zirkonia keramische sieraden
Zirkonia-keramiek maakt geavanceerde, lichtgewicht sieraden mogelijk. Het verlaagt de kosten van de onderdelen zonder in te leveren op elegantie. Zirkonia diamanten Aan de andere kant zijn ze kosteneffectief en vormen ze een beter alternatief voor echte diamanten. Hoewel diamanten over het algemeen dieper schitteren, vormen zirkonia-diamanten een even goed alternatief voor een beter materiaal voor sieraden.
Voordelen van het gebruik van zirkonia-sieraden
- Sieraden van zirkoniakeramiek zijn kosteneffectief. Ze zijn goedkoper dan 80% goud, vergeleken met 14 karaat goud.
- Zirkonia is een trendy materiaal dat langdurig gedragen kan worden. Het heeft minder last van slijtage.
- Het heeft een hardheidswaarde van ongeveer 8,9. Ze zijn van nature zeer krasbestendig.
- De kleurvariaties van zirkoniakeramiek zijn talrijk. Ze zijn bovendien milieuvriendelijk.
Conclusie
Zirkonia keramiek zijn hoogwaardige geavanceerde keramiek met superieure breukweerstand of breuktaaiheidZe blijven dominant in de industrie dankzij hun ongeëvenaarde thermofysische eigenschappen. Ze zijn milieuvriendelijk en duurzaam. Dankzij de hoge slagvastheid kunnen ze worden ingezet in situaties met hoge temperaturen en slijtage.