Циркониевая керамика В современном мире они востребованы. Цирконий в его природном виде или Бадделеит (ZrO2) обычно является источником ZrO2. Для использования циркония в конкретных областях важно изучить его свойства. вязкости разрушенияВ статье дается обзор трещиностойкость циркониевой керамики.
Что такое вязкость разрушения?
Способность керамического материала сопротивляться разрушению называется вязкостью разрушения. Она обычно выражается в мегапаскалях, умноженных на квадратный метр (МПам²). Вязкость разрушения также известна как критический коэффициент интенсивности напряжений. , рассчитывается по выражению:
это вязкость разрушения, геометрический фактор,
это приложенное напряжение и
длина трещины
Есть несколько способов измерения вязкость разрушения. Один из таких широко используемых испытание на вязкость разрушения является Шарпи V-образный надрез. В этом испытании измеряется удар по V- или U-образному надрезу.
Сравнение вязкости разрушения диоксида циркония
Свойства циркония Существует множество различных материалов. Они работают при температуре от 1500 °C и выше. Твёрдость циркония по Виккерсу составляет около 1350 кг/мм². Он также обладает низкой теплопроводностью и хорошей химической стойкостью.
Ещё одним важным свойством диоксида циркония является вязкость разрушения, которая характеризует его эксплуатационные характеристики в условиях эксплуатации. Например, даже самый лучший керамический материал зачастую не может гарантировать безупречные эксплуатационные характеристики. Он часто подвержен влиянию пустот и дефектов кристаллической решетки, образующихся в процессе производства. Давайте рассмотрим, чем диоксид циркония отличается с точки зрения вязкости разрушения.
Вязкость разрушения оксида алюминия:
- Для глинозема этот показатель находится в диапазоне от 3,3 до 4,5. MPam1/2Значения могут варьироваться в зависимости от размера зерна полученного материала и используемого метода спекания. Отклонение в вязкость разрушения Значения также приводят к изменению характеристик материала. Например, плотно спеченный оксид алюминия сравнительно хрупкий.
Вязкость разрушения стекла:
- Как правило, вязкость разрушения стекла составляет от 0,6 до 0,8. MPam1/2. Это зависит от типа и толщины стеклянного материала.
Вязкость разрушения циркония:
- Цирконий славится своей прочностью и износостойкостью. трещиностойкость диоксида циркония около 17 MPam1/2На прочность и эксплуатационные характеристики диоксида циркония влияют различные факторы. К ним относятся размер зерна, содержание оксида иттрия, а также рабочие параметры спекания и пост-спекания.
- Например, нож из циркониевой керамики В настоящее время используется как альтернатива стальным ножам. Они изготавливаются методом твердофазного спекания, что делает их прочными и превосходными.
- Дана сравнительная таблица вязкость разрушения керамики. Цирконий возглавляет список, за ним следует нитрид кремния.
Применение циркония
Изделия из циркония Благодаря своей непревзойденной вязкости разрушения и другим превосходным свойствам они находят применение в различных инженерных областях. Ниже описаны некоторые из наиболее важных областей применения.
Цирконий в стоматологии
Типы циркония В стоматологии применяется широкий спектр материалов: от имплантатов и коронок до ортодонтических. Циркониевые керамические коронки являются неотъемлемой частью косметических процедур. Цирконий стоматологический Коронки обеспечивают более высокую устойчивость к излому даже при толщине 0,5 мм. Это превышает максимальное значение силы прикуса в 1000.
Циркониевая керамическая коронка Он обладает такими преимуществами, как отсутствие пятен. Он биосовместим и помогает сохранить зубы без использования металла. Однако у него есть определённые недостатки. Проблемы с циркониевой коронкой включают немедленный износ и перелом зубов. Это также иногда приводит к повышенной чувствительности зубов у пациентов и обеспечивает минимальную прозрачность.
Фото: Циркониевая коронка до и после фотографии лечения
Цирконий против фарфорового моста
Сравнивая мостовидные протезы из циркония и фарфора, следует учитывать эстетику, срок службы и прочность материала. Фарфор известен своей эстетикой, тогда как циркониевые мостовидные протезы обеспечивают более длительный срок службы. Фарфоровые мостовидные протезы полупрозрачны и соответствуют цвету зубов. Цирконий прочнее и реже подвержен сколам и истиранию, чем фарфоровые мостовидные протезы.
Изделия из циркония в промышленности
Цирконий, стабилизированный иттрием
- Диоксид циркония, стабилизированный иттрием (YSZ) Обладает множеством свойств, таких как превосходная механическая прочность. Он обладает превосходными оптическими и ионными свойствами. YSZ используется для производства циркониевых пластин, выдерживающих температуру 2000 градусов и выше. Благодаря содержанию иттрия 8 моль/л, полированные циркониевые пластины химически инертны и устойчивы к истиранию.
- Цирконий, стабилизированный иттрием (YSZ) Он также служит огнеупорным материалом. Он обеспечивает хорошую теплоизоляцию и может выдерживать высокие температуры.
- YSZ Также используется в производстве твердооксидных топливных элементов. Он может работать при температуре 800–1000 °C и служит хорошим электролитом.
- Они также образуют износостойкое покрытие и используются в качестве ингредиента в составе строительного цемента.
Циркониевая подложка
Циркониевые подложки Это современный и жёсткий материал. Он используется в микроэлектронике и силовой электронике. Часто производится с максимальной чистотой. Подложки из диоксида циркония стабильны при температуре около 1500 °C и выше.
Циркониевые подложки обладают высокой термостойкостью и являются хорошими изоляторами. С другой стороны, диэлектрические потери минимальны, а значение диэлектрической проницаемости довольно низкое. Циркониевые подложки также совместимы с существующими печатными платами и электронными схемами.
Украшения из циркониевой керамики
Циркониевая керамика позволяет создавать ультрасовременные лёгкие украшения. Это снижает стоимость компонентов без ущерба для элегантности. Бриллианты из циркония С другой стороны, они экономичны и служат лучшей альтернативой натуральным бриллиантам. Хотя бриллианты, как правило, сверкают более глубоко, циркониевые бриллианты не менее привлекательны для более качественного ювелирного материала.
Преимущества использования украшений из циркония
- Украшения из циркониевой керамики выгодны по цене. Они дешевле 14-каратного золота.
- Цирконий можно носить как модный материал в течение длительного времени. Он меньше подвержен износу.
- Твёрдость составляет около 8,9. Они обладают высокой устойчивостью к царапинам.
- Керамика из диоксида циркония имеет множество цветовых вариаций. Она также экологична.
Заключение
Циркониевая керамика представляют собой высококачественную современную керамику с превосходной устойчивостью к разрушению или вязкость разрушенияОни по-прежнему занимают лидирующие позиции в отрасли благодаря своим непревзойденным теплофизическим свойствам. Они экологичны и долговечны. Благодаря высокой ударопрочности их можно использовать в условиях высокой износостойкости и высоких температур.