Gốm sứ Zirconia đang được ưa chuộng trên thế giới ngày nay. Zirconia ở dạng tự nhiên hoặc Người xấu (ZrO2) thường là nguồn cung cấp ZrO2. Để sử dụng Zirconia trong các ứng dụng cụ thể, điều quan trọng là phải tìm hiểu về tính chất của nó. của độ bền gãy. Bài viết cung cấp cái nhìn tổng quan về độ bền gãy của gốm sứ Zirconia.
Độ bền gãy xương là gì?
Khả năng chống gãy của vật liệu gốm được gọi là độ dai gãy của gốm. Nó thường được mô tả bằng đơn vị Megapascal nhân mét vuông (MPam2). Độ dai gãy còn được gọi là hệ số cường độ ứng suất tới hạn. , được tính bằng biểu thức:
là độ bền gãy, là yếu tố hình học,
là ứng suất được áp dụng và
là chiều dài vết nứt
Có một số cách để đo lường độ bền gãy. Một trong những ứng dụng rộng rãi như vậy kiểm tra độ bền gãy là Charpy V notch. Thử nghiệm này đo tác động lên khía hình chữ V hoặc chữ U.
So sánh độ bền gãy của Zirconia
Tính chất của Zirconia rất đa dạng. Chúng hoạt động ở dải nhiệt độ từ 1500 độ C trở lên. Độ cứng Vickers của Zirconia vào khoảng 1350Kg/mm2. Nó cũng có độ dẫn nhiệt thấp và khả năng kháng hóa chất tốt.
Một đặc tính quan trọng khác của Zirconia là độ bền gãy, cho biết hiệu suất trong điều kiện ứng dụng. Ví dụ, ngay cả vật liệu gốm tốt nhất cũng không thể đảm bảo hiệu suất. Nó thường bị ảnh hưởng bởi các lỗ rỗng và khuyết tật trong mạng tinh thể hình thành trong quá trình sản xuất. Hãy cùng xem Zirconia khác biệt như thế nào về độ bền gãy.
Độ bền gãy của Alumina:
- Đối với alumina, nó nằm trong khoảng từ 3,3 đến 4,5 MPam1/2. Các giá trị có thể thay đổi tùy thuộc vào kích thước hạt của vật liệu được hình thành và phương pháp thiêu kết được sử dụng. Độ lệch trong độ bền gãy Các giá trị này cũng sẽ dẫn đến hiệu suất vật liệu khác nhau. Ví dụ, nhôm oxit được thiêu kết đặc sẽ tương đối giòn.
Độ bền gãy của kính:
- Nhìn chung, độ bền gãy của kính sẽ thấp tới 0,6 và cao tới 0,8 MPam1/2. Điều này phụ thuộc vào loại và độ dày của vật liệu thủy tinh.
Độ bền gãy của Zirconia:
- Zirconia nổi tiếng với độ bền và khả năng chống mài mòn. độ bền gãy của Zirconia khoảng 17 MPam1/2. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến giá trị độ dẻo dai, cũng như hiệu suất của zirconia. Một số yếu tố bao gồm kích thước hạt, hàm lượng Yttria, các thông số vận hành thiêu kết và sau thiêu kết.
- Ví dụ, Dao gốm Zirconia hiện đang được sử dụng thay thế cho dao thép. Chúng được làm bằng phương pháp thiêu kết thể rắn, giúp chúng bền và vượt trội hơn.
- Cho một bảng so sánh của độ bền gãy của gốm sứ. Zirconia đứng đầu danh sách, tiếp theo là Silicon Nitride.
Ứng dụng của Zirconia
Sản phẩm Zirconia được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng kỹ thuật nhờ độ bền chống gãy tuyệt hảo và nhiều đặc tính vượt trội khác. Một số ứng dụng nổi bật được mô tả dưới đây.
Zirconia trong Nha khoa
Các loại Zirconia trong nha khoa bao gồm từ cấy ghép, mão răng đến vật liệu chỉnh nha. Mão răng sứ Zirconia là một phần không thể thiếu trong các phương pháp điều trị thẩm mỹ. Răng sứ Zirconia Mão răng sứ có khả năng chống gãy cao hơn ngay cả khi độ dày chỉ 0,5 mm. Con số này vượt quá lực cắn tối đa là 1000.
Mão sứ Zirconia Ưu điểm của vật liệu này là không gây ố vàng. Nó tương thích sinh học và giúp bảo tồn răng mà không cần kim loại. Tuy nhiên, nó cũng gặp một số vấn đề nhất định. Vấn đề về mão sứ Zirconia bao gồm cả tình trạng mòn và gãy răng tức thời. Điều này đôi khi cũng gây ra tình trạng ê buốt răng ở bệnh nhân và mang lại độ trong mờ tối thiểu.
Ảnh: Mão sứ Zirconia trước và sau hình ảnh điều trị
Cầu răng sứ Zirconia so với cầu răng sứ
Khi so sánh cầu răng sứ Zirconia và cầu răng sứ, chúng ta nên cân nhắc tính thẩm mỹ, tuổi thọ và độ bền của vật liệu. Cầu răng sứ được biết đến với tính thẩm mỹ tốt, trong khi cầu răng sứ Zirconia có tuổi thọ cao hơn. Về ngoại hình, cầu răng sứ trong suốt và có màu sắc tương đồng với răng thật. Cầu răng sứ Zirconia có độ bền cao hơn, ít bị sứt mẻ và mài mòn hơn so với cầu răng sứ.
Sản phẩm Zirconia trong công nghiệp
Zirconia ổn định bằng Yttri
- Zirconia ổn định Yttrium (YSZ) YSZ sở hữu nhiều đặc tính như độ bền cơ học vượt trội. Nó sở hữu các tính chất quang học và ion tuyệt vời. YSZ được sử dụng trong sản xuất các tấm Zirconia có thể chịu được nhiệt độ từ 2000 độ trở lên. Với 8 mol% Yttria, các tấm Zirconia đánh bóng có tính trơ về mặt hóa học và khả năng chống mài mòn.
- Zirconia ổn định yttri (YSZ) cũng đóng vai trò là vật liệu chịu lửa. Nó có khả năng cách nhiệt tốt và chịu được nhiệt ở nhiệt độ cao.
- YSZ cũng được sử dụng trong sản xuất pin nhiên liệu oxit rắn. Nó có thể hoạt động ở nhiệt độ 800 – 1000 độ C và là vật liệu điện phân tốt.
- Chúng cũng tạo thành lớp phủ chống mài mòn và là thành phần của xi măng tự chế.
Chất nền Zirconium
Chất nền Zirconia là vật liệu tiên tiến, cứng chắc. Chúng được sử dụng trong vi điện tử và điện tử công suất. Chúng thường được chế tạo ở độ tinh khiết cao nhất. Chất nền zirconia ổn định ở nhiệt độ khoảng 1500 độ C trở lên.
Đế Zirconia có khả năng chịu nhiệt độ cao và cách điện tốt. Mặt khác, tổn thất điện môi rất nhỏ và giá trị hằng số điện môi cũng thấp hơn. Đế Zirconia cũng tương thích với các PCB và mạch điện tử hiện có.
Trang sức gốm sứ Zirconia
Gốm sứ Zirconia tạo nên những món trang sức nhẹ, hiện đại. Nó giúp giảm chi phí linh kiện mà không ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ. Kim cương Zirconia Mặt khác, kim cương Zirconia tiết kiệm chi phí và là lựa chọn thay thế tốt hơn kim cương thật. Mặc dù kim cương có xu hướng lấp lánh hơn, nhưng kim cương Zirconia cũng không kém phần là một lựa chọn thay thế tốt hơn cho vật liệu trang sức.
Ưu điểm của việc sử dụng trang sức Zirconia
- Trang sức gốm sứ Zirconia có giá thành hợp lý. Chúng rẻ hơn 80% so với vàng 14KT.
- Zirconia có thể được sử dụng như một vật liệu hợp thời trang lâu dài. Nó ít bị hao mòn hơn
- Nó có giá trị độ cứng khoảng 8,9. Chúng có khả năng chống trầy xước cao trong tự nhiên
- Gốm sứ Zirconia có nhiều màu sắc khác nhau. Chúng cũng thân thiện với môi trường.
Phần kết luận
Gốm sứ Zirconia là gốm sứ tiên tiến cao cấp có khả năng chống gãy vượt trội hoặc độ bền gãy. Chúng vẫn chiếm ưu thế trong ngành nhờ các đặc tính nhiệt lý vô song. Chúng thân thiện với môi trường và có độ bền cao. Nhờ khả năng chống va đập cao, chúng có thể được sử dụng trong các môi trường khắc nghiệt và nhiệt độ cao.