Surpreendentemente, existem 17 tipos diferentes de zircônia. Isso é muito mais do que 6 ou 7! Esses tipos são categorizados de acordo com certas características. Cada um deles é benéfico porque possui uma propriedade específica: resistência, não enferruja, suporta calor e permanece estável diante de desafios.
Agora é hora de saber mais sobre a zircônia. Então, continue lendo!
O que é zircônia e quantas classes diferentes ela tem?
O que é zircônia e quantos tipos ela tem?
Zircônia/Óxido de zircônio (ZrO2) É um material cerâmico de alto desempenho que pode suportar altas temperaturas. É proveniente de minerais. O cientista alemão Martin Heinrich Klaproth identificou a zircônia em 1789 enquanto trabalhava com zircão (ZrSiO₄). Ele obteve óxidos de zircão e deu-lhes o nome de zircônia. Posteriormente, em 1824, um químico sueco chamado Jöns Jakob Berzelius isolou o zircônio do zircão pela primeira vez.
A zircônia é um pó branco fino. É muito forte e não tende a quebrar quando exposta a mudanças bruscas de temperatura. Também é resistente a produtos químicos fortes.
Devido a essas características extraordinárias, a zircônia encontra aplicação em diversos campos. É utilizada na fabricação de facas de cerâmica, instrumentos médicos, máquinas industriais, peças aeroespaciais e isoladores elétricos.
Também é aplicado no desenvolvimento de outros materiais tecnologicamente avançados, como revestimentos que protegem contra o calor, conversores de escapamento de automóveis, sensores de oxigênio e membranas de células de combustível. Devido à sua compatibilidade com o corpo humano, pode ser usado na fabricação de coroas dentárias e implantes médicos.
Em temperaturas normais, a zircônia está na forma monoclínica. Mas, quando a temperatura aumenta, a zircônia sofre uma transformação de fase, alterando assim sua forma. O ponto de fusão deste material é muito alto. De fato, ele funde a 2716 graus Celsius.
Veja como ele se transforma:
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A 1170°C, torna-se zircônia tetragonal.
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A 2370°C, ele muda para uma forma cúbica. Esta forma cúbica é frequentemente usada para fazer joias que parecem diamantes.
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Acima de 2370°C, e pouco antes de derreter, a zircônia assume uma estrutura de fluorita.
Essas mudanças afetam a estabilidade da zircônia e alteram algumas de suas propriedades.
A zircônia é agrupada em tipos com base em diferentes características:
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Métodos de estabilização, como adição de minerais como ítria ou cálcio.
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Estruturas compostas.
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Misturas e usos especiais.
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Processamento e características físicas.
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Aplicações exclusivas em indústrias.
17 tipos de zircônia explicados
Existem 17 tipos de zircônia amplamente aplicados na fabricação, por exemplo, na produção de implantes dentários e instrumentos ortopédicos.
Tipos de zircônia com base em métodos de estabilização
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Zircônia Monoclínica
Esta é a forma mais pura de zircônia e a mais estável em condições normais de temperatura. Também é muito frágil e pouco resistente. Ainda é relativamente fraca; para aumentar sua resistência, precisa ser convertida em policristais de zircônia tetragonal (TZP).
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Zircônia Tetragonal
Este tipo é estável em altas temperaturas. É mais resistente e durável, sendo, portanto, adequado para instrumentos odontológicos e cerâmicas de alto desempenho.
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Zircônia Parcialmente Estabilizada (PSZ)
Este tipo possui zircônia monoclínica e tetragonal presentes no mesmo tipo. É estabilizado com ítria ou cítria, que significa cálcio. O estabilizador utilizado altera as propriedades da PSZ. Em geral, é mais difícil e durável.
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Zircônia totalmente estabilizada (FSZ)
FSZ é uma forma estável de zircônia cúbica. Possui boa estabilidade química e em altas temperaturas. Devido às características mencionadas, é aplicada em revestimentos de barreira térmica, bem como em sensores.
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Zircônia Estabilizada Ceria (CSZ)
O CSZ é preparado quando a zircônia é dopada com CeO₂. É altamente estável, quase inquebrável e também apresenta bom desempenho em baixas temperaturas. Tudo isso torna o CSZ adequado para aplicações médicas e industriais.
Tipos de zircônia baseados em estruturas compostas
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Alumina temperada com zircônia (ZTA)
ZTA é uma combinação de zircônia e alumina. Esses materiais, quando incorporados ao ZTA, resultam em um material ainda mais duro e durável. Devido a essas características, o ZTA encontra aplicação em trabalhos odontológicos, substituições de articulações, ferramentas de corte, peças de motores e equipamentos de mineração, etc.
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NanoZR
O NanoZR combina minúsculas partículas de zircônia com alumina. É uma versão aprimorada do ZTA com maior tenacidade e estabilidade em altas temperaturas. Essas qualidades tornam o NanoZR perfeito para instrumentos médicos, aplicações em altas temperaturas e implantes dentários.
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Zircônia multicamadas (M3Y, M4Y, M5Y, M6Y e variantes híbridas como M3Y-5Y, M3Y-4Y, etc.).
Esses tipos de zircônia possuem camadas de diferentes misturas de zircônia. Essa estratificação lhes confere maior translucidez, resistência e compatibilidade com o corpo. O "Y" significa ítria (Y₂O₃), e o número indica quantos mols de ítria existem em cada tipo. Por exemplo, M3Y possui 3 mols, enquanto M5Y possui 5 mols de ítria. Essas características tornam a zircônia multicamadas uma excelente escolha para implantes dentários.
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Zircônia temperada transformada
Este tipo é feito de zircônia tetragonal, que utiliza tensão para mudar sua fase. É extremamente durável e resistente ao desgaste, tornando-o ideal para ferramentas de corte e implantes dentários.
Tipos de composições especiais e aplicações à base de zircônia
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Policristais de zircônia tetragonal estabilizados com ítria (Y-TZP)
Y-TZP é um subtipo de zircônia modificada pela adição de ítria para torná-la resistente e durável. Isso a torna uma das formas mais resistentes de zircônia do mercado. Isso se deve à sua alta resistência e estabilidade, razão pela qual é utilizada na fabricação de diversos equipamentos odontológicos e próteses, bem como instrumentos cirúrgicos. Por essas propriedades, é adequada para uso em aplicações que exigem resistência e durabilidade.
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Zircônia monolítica
A zircônia monolítica é uma versão de camada única da zircônia Y-TZP. É um dos materiais mais resistentes e pode suportar muito uso e abuso. Isso significa que é ideal para incorporação em aplicações odontológicas, como coroas e pontes, devido à sua estabilidade. Isso a torna adequada para uso em procedimentos médicos e odontológicos, pois pode ser usada várias vezes sem se cansar.
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Zircônia estabilizada com magnésia (Mg-PSZ)
Este tipo de zircônia é então estabilizado pela incorporação de óxido de magnésio e caracteriza-se por alta tenacidade térmica e à fratura. Devido a essas propriedades, é amplamente utilizado em aplicações de alta temperatura, como a indústria aeroespacial, onde os materiais são expostos a altas temperaturas. Também é empregado em revestimentos de fornos e algumas outras aplicações industriais que exigem materiais com alta resistência ao choque térmico.
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3Y-HA
Este tipo de zircônia é uma zircônia parcialmente estabilizada com ítria e hidroxiapatita, que possui 3 mol¹TP³T de ítria. Ela duplica a estrutura hierárquica do tecido ósseo e, por isso, é utilizada em implantes ortopédicos. Essa zircônia é integrada à hidroxiapatita, o que melhora a ligação entre esse material e o osso, podendo também promover a formação de novo tecido ósseo.
Também reduz a perda de densidade óssea quando os implantes são removidos e pode ter efeitos antibacterianos. São essas propriedades que tornam a zircônia 3Y-HA adequada para uso na produção de parafusos ósseos, placas, articulações artificiais e outros componentes utilizados na fixação de fraturas em ossos que suportam carga.
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3 anos
A zircônia 3Y é outro tipo estabilizado com 3 mol% de ítria. É conhecida por sua alta resistência mecânica e reduzida translucidez. Essa combinação de propriedades a torna uma escolha popular para coroas e próteses dentárias. No entanto, aumentar a quantidade de ítria além dessa porcentagem pode levar à perda de resistência, portanto, o equilíbrio em sua composição é crucial. Este material é confiável para aplicações onde tanto a estética quanto a resistência são importantes, como em odontologia estética e próteses médicas.
Tipos especializados de zircônia com base no processamento e nas propriedades
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Zircônia de degradação em baixa temperatura (LTD)
A zircônia LTD é feita para resistir a danos causados pela umidade. Isso a torna forte e durável em condições úmidas. É frequentemente usada em implantes dentários que envelhecem com o tempo e em ferramentas industriais.
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Zircônia por prensagem isostática a quente (HIP)
A zircônia HIP é criada usando alta pressão e calor. Esse processo a torna muito densa e resistente. É usada em produtos de alta qualidade, como lâminas industriais, subanéis de folga, mangas MWD e peças para êmbolos de jato de água.
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Moldagem por injeção de cerâmica de zircônia
Para moldagem por injeção de cerâmica, são utilizados tipos como zircônia estabilizada com ítria, zircônia estabilizada com magnésio e zircônia estabilizada com céria. Durante o processo, o tamanho das partículas é mantido em torno de 1 μm. Isso melhora a resistência e a durabilidade do produto final.
Tipos adicionais baseados em aplicações específicas
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3Y-4Y, M3Y-5Y e outras variantes multicamadas como M4Y-5Y
Zircônia multicamadas Possui três camadas feitas de diferentes zircônias de ítria. Essas camadas vão do núcleo à superfície. É usada em coroas, pontes e implantes dentários de alta qualidade. A zircônia multicamadas tem aparência natural, como dentes de verdade, e é resistente. A zircônia com mais ítria é mais transparente, como dentes naturais, mas é menos flexível e menos durável.
Que tipos de zircônia são usados em odontologia?
Na odontologia, tipos especiais de zircônia são escolhidos por serem resistentes e seguros para o corpo. Os mais comuns são os policristais de zircônia tetragonal estabilizada com ítria (Y-TZP), a zircônia estabilizada com magnésia (Mg-PSZ) e a alumina temperada com zircônia (ZTA). Os dentistas utilizam esses tipos isoladamente ou como parte de zircônias em camadas.
Conclusão
Estes são os 17 principais tipos de zircônia que melhoram com o tempo. Escolher o tipo certo para o seu produto pode ser complicado. É por isso que os fabricantes de cerâmica ajudam, entendendo suas necessidades e criando o produto perfeito para você.