Диоксид циркония что это такое: Несколько причин выбрать коронки из диоксида циркония

Содержание

Несколько причин выбрать коронки из диоксида циркония

Автор статьи
врач стоматолог-ортопед Киселев-Тростянский К. М.

Несколько причин выбрать коронки из диоксида циркония.

Многие люди сталкиваются с необходимостью протезирования зубов. Перед началом ортопедического этапа лечения пациент стоит перед выбором, какой вид протезирования выбрать и каким материалам отдать предпочтение при выборе ортопедических конструкций.

Достаточно сложно сделать выбор руководствуясь только интуицией и советами лечащего доктора, когда не имеешь представления о том или ином материале, его свойствах и характеристиках. Попробуем в этом разобраться.
Что же представляет из себя диоксид циркония (ZrO2)?

Диоксид циркония - это соединение элемента циркония, встречающегося в природе, который применяется в ортопедической стоматологии уже на протяжении 10-15 лет. Он частично стабилизируется иттрием и обогащается алюминием. Это дает ему такие положительные характеристики, как прочность на изгиб, жесткость

Где еще в медицине используется диоксид циркония?

В области протезирования органов слуха и ортопедической хирургии (протезирование головок тазобедренных суставов).

Почему стоит сделать свой выбор в пользу конструкции из диоксида циркония?

1) Высокая прочность: все материалы каркасных структур подвергаются старению, включая металлы. Прочность на изгиб до старения металла составляет примерно 500 МПа, а для диоксида циркония примерно 1400 МПа. Теоретическая потеря прочности в 30% все-таки оставляет прочность значением в 980 МПа для диоксида циркония. Исследования университета Цюриха показывают абсолютно положительную работу диоксида циркония в течение долгого времени. Испытания по долговременности работы диоксида циркония впервые были начаты примерно 12 лет назад.

2) Идеальная гипоаллергенность и биосовместимость: за более чем 15 лет мирового опыта использования диоксида циркония в стоматологии не зафиксировано ни одного случая проявления аллергических реакций на данный материал. Сюда же можно отнести и более длительный опыт использования диоксида циркония в других областях медицины, который так же показывает высочайшую степень биосовместимости.

3) Высокая эстетика: Каркасные структуры из диоксида циркония прозрачные, и таким образом эстетически более совершенны по сравнению с непрозрачными металлическими каркасными структурами, за счет светопроницаемости, сходной по показателям с натуральными тканями зуба. Это обеспечивает долговечность цветовых характеристик коронки.

4) Непревзойденная точность изготовления и прилегания конструкций к опорному зубу: при изготовлении каркаса из диоксида циркония используется методика компьютерной моделировки и аппаратной фрезеровки (CAD/CAM технология), благодаря чему достигается исключительная точность изготовления. Сначала изготавливается каркас из циркония (по цвету зуба), затем на циркониевый каркас наносится керамическая масса.

5) Широкие возможности протезирования: из диоксида циркония можно создать не только одиночные зубные коронки, но и мостовидные конструкции, не только с опорой на собственные зубы, но и на дентальные имплантаты.

К недостаткам конструкций из диоксида циркония можно отнести их относительно высокую стоимость и ограниченное применение в некоторых сложных клинических ситуациях.

Сравнительная характеристика материалов для несъемного протезирования

 

Диоксид циркония. Прочность и эстетика ортопедических конструкций

В статье «Зубы, восстановленные керамикой, идеально красивы» мы рассказали, что благодаря уникальным оптическим свойствам керамики из нее получаются очень красивые реставрации зубов.

Коронки, вкладки и виниры сделанные из керамики, позволяют восстанавливать зубы так, что их невозможно отличить от натуральных.

Но есть у керамики особенность, которая накладывает ограничение на её использование. Керамика — материал очень твёрдый, но хрупкий. Поэтому в стоматологии керамику используют как правило для изготовления одиночных реставраций.

Допускается использование керамики для мостовидных протезов замещающих не более трех зубов. Устанавливаются такие конструкции в переднем отделе челюсти, где жевательная нагрузка невысока.

А что делать, если реставрация должна быть не только эстетичной, но и очень крепкой?

Прочность ортопедической конструкции важна при изготовлении коронок на боковые зубы, протяженных мостовидных конструкций (восстанавливающих несколько зубов в боковом отделе челюсти) и полных условно-съемных протезов.

Раньше, для изготовления таких реставраций использовались только металлы. Они были основой (каркасом) ортопедической конструкции, а чтобы соблюсти эстетические требования каркас покрывали керамической массой.


на фотографии три мостовидных протеза замещающих группу зубов: два из них с металлическим каркасом, а третий (с каркасом белого цвета) сделан из диоксида циркония. Все протезы облицованы керамикой.

Металлы как основа для ортопедических конструкций, активно применяются и сегодня, однако появление диоксида циркония позволило делать прочные конструкции более эстетичными.

За счет чего диоксид циркония улучшает эстетику коронок и мостовидных протезов?

Как и в случае с керамикой, эстетика ортопедических конструкций зависит от светопроницаемости материалов, из которых она изготовлена.


слева коронки из металлокерамики, справа – из диоксида циркония

Металл, как вы знаете, свет не пропускает, поэтому когда каркас протеза делают из металла, имитировать внутреннюю структуру зуба (дентин) приходится в тонком слое керамического покрытия.


так выглядит срез настоящего зуба

Сделать зуб похожим на настоящий, значит максимально точно воссоздать его структуру, а это возможно только если использовать материалы близкие по оптическим свойствам к эмали и дентину натурального зуба.

Сегодня такими материалами является керамика и диоксид циркония.

Что за материал диоксид циркония?

В медицине диоксид циркония используется давно. Его успешно применяют для изготовления протезов тазобедренных и коленных суставов.

Диоксид циркония обладает невероятной износоустойчивостью и прочностью, не вызывает аллергических реакций и биосовместим с организмом человека.

Ортопедические конструкции из диоксида циркония получаются легкими, что также важно при протезировании.

И поскольку этот материал так хорошо себя зарекомендовал в медицине, то главный вопрос его применения в стоматоматологии: достаточно ли он эстетичен, чтобы удовлетворить требования пациентов?

Эстетика реставраций из диоксида циркония

Большинство врачей-стоматологов-ортопедов сходятся во мнении, что разумный выбор между керамикой и диоксидом циркония выглядит так:

  • если для пациента важная эстетика, то реставрация из керамики – это лучший выбор
  • в случаях, где важней прочность ортопедической конструкции, выбор за диоксидом циркония

Когда эстетика и функция одинаково важны, реставрации из диоксида циркония могут быть дополнительно индивидуализированы окрашиванием или покрыты слоем керамики.

Но чтобы ортопедическая конструкция служила долго и при этом оставалась красивой, врач-ортопед должен учитывать индивидуальные особенности пациента. Поэтому, если у пациента бруксизм (непроизвольный скрежет зубов), патологическая стираемость зубов и частые сколы эмали, врач может рекомендовать полноанотомические реставрации из диоксид циркония без керамической облицовки.


коронки из диоксида циркония без керамической облицовки

мостовидный протез из диоксида циркония

Согласитесь, что коронки и мостовидный протез из диоксида циркония даже без покрытия керамикой выглядят очень достойно.

Но нет предела совершенству и сегодня производители стоматологических материалов предлагают не только одноцветный, но и послойно окрашенный диоксид циркония, в котором уровнь прозрачности меняется от режущего края до шейки зуба.

Из такого диоксида циркония можно делать эстетичные реставрации боковых зубов без нанесения керамики и фронтальные зубы с минимальной индивидуализацией окрашиванием.


«заготовка» диоксида циркония, из которой фрезерный станок выпиливает коронки и мостовидные протезы

Хотите увидеть как выглядит производство ортопедических конструкций из блоков диоксида циркония? Смотрите видео.

Высокие требования пациентов к эстетике зубов мотивируют производителей стоматологических материалов искать решения, в которых прочность будет идеально сочетается с красотой.

И несмотря на то, что пока диоксид циркония по эстетическим свойствам уступает керамике, близится время, когда не нужно будет выбирать между прочностью и эстетикой ортопедических конструкций.

Диоксид циркония в современной имплантации зубов

История открытия диоксида циркония, который применяется в современной имплантации протезов зубов связана с его минералом. Два века тому назад диоксид циркония был выделен из минерала циркон. С этим минералом связано много древних легенд. Более трех тысяч лет назад, на острове Цейлон, этот минерал использовался в качестве несовершенного алмаза и шел на изготовление женских и мужских украшений. Блестящие камни носили название «матарские алмазы», так как источником их месторождения был один из районов Цейлона - Матара. От истинных алмазов, «матарские» отличались меньшей твердостью и несколько худшей игрой цвета после огранки.

Матарский алмаз с целой палитрой красок (от бесцветного и золотисто-желтого до розового и кроваво-красного оттенка) был не что иное, как минерал циркон. Алмазы кроваво-красного цвета назывались в то время гиацинтами (по имени эпического героя Гиацинта, погибшего на спортивных состязаниях, кровь которого бог Аполлон превратил в самоцветы). В древности гиацинты носили на груди первосвященники, считавшие, что красный цвет защищает их от злых духов, болезней и помогает переносить трудности и лишения. Путешественники использовали красный камень в качестве амулета, помогающего утолять жажду и защищающего от ядов. Средневековые врачи прописывали гиацинт как средство от кручины и депрессии, а так же для просветления разума, лечили им нервные болезни, галлюцинации, расстройство сна, и даже пытались гиацинтом «воскрешать из мертвых». В Индии этим камнем старались умилостивить дракона (индийское название минерала - «рахуратка»).

В науке существует несколько версий по поводу того, кто дал современное имя «несовершенному алмазу». По одним источникам, нынешним названием полудрагоценный цейлонский алмаз обязан немецкому ученому Брюкнеру, который нарек его в 1778 году арабским словом «заркун», что значит «минерал». По другим, первооткрывателем циркона считается химик Вернер (1783 г.), давший минералу имя «царгун» от двух персидских слов «цар» - золото и «гун» - цвет. Третьи источники утверждают, что циркон -это видоизмененное от простонародного «жаргон» - «обманщик», то есть «ненастоящий алмаз». Официально в научных трудах минерал циркон стал упоминаться в восьмидесятых годах XVIII века. В 1789 г. Немецкий химик, член Берлинской Академии наук Мартин Генрих Клапрот опубликовал результаты анализа драгоценного камня, привезенного с берегов Цейлона. В ходе этого анализа было выделено вещество, которое Клапрот назвал цирконовой землей (terra circonia). Так Мартин Генрих Клапрот стал первым ученым, выделившим из минерала циркон вещество

диоксид циркония (ZrO2) [12, 39].

Попытки получить металлический цирконий осуществляли разные ученые: Тромсдорф (восстановление оксида циркония химическим методом), Деви (электролитический метод получения металлического циркония) и т.п. И только в 1824 г., шведский химик Йенс Якоб Берцелиус, путем восстановления фторцирконата калия металлическим натрием, получил серебристо-серый металл.

К2 [ZrF6] + 4Na → Zr + 2KF + 2NaF

Полученный в ходе реакции восстановления металл ученый назвал

цирконием. Но «цирконий Берцелиуса» оказался очень хрупким, так как содержал значительное количество примесей, не имел металлического блеска и не поддавался механической обработке. Металлу требовалась дополнительная очистка от примесей.

В 1914 г. немецкие исследователи Лили и Гамбургер выделили довольно чистый от примесей цирконий, восстановив натрием в специальном автоклаве-бомбе дважды возогнанный тетрахлорид циркония. Через сто лет после опытов Берцелиуса в 1925 г. был разработан первый промышленный способ получения циркония: метод «наращивания». Суть метода заключалась в следующем: летучее соединение (тетрайодид циркония) подвергалось термическому распаду в вакууме и, в результате, на раскаленной нити вольфрама откладывался чистый металл. Основателями этого метода стали голландские ученые А.Е. Ван-Аркель и Д.Н. де Бур. Благодаря их открытию научный мир получил пластичный металлический цирконий, поддающийся механической обработке - ковке, вальцовке, прокатке. Образцы циркония теперь можно было прокатывать в тонкие листы, проволоку, фольгу и т.п.

Но метод «наращивания» был слишком дорогим. Усовершенствовал и удешевил процесс получения циркония немецкий химик В. Кролль. В последствии его имя легло в название данного метода (метод Кроля). Цирконий по данной технологии получался при вдвое меньших затратах, чем по методу наращивания. Схема производства металлического циркония по методу В. Кролля включала в себя две основные стадии: хлорирование двуокиси циркония в четыреххлористый цирконий и последующее восстановление полученного продукта металлическим магнием под слоем расплавленного металла в металлическую губку. Полученная в ходе процесса восстановления циркониевая губка затем переплавлялась в прутки. Метод Кроля получил широкое признание [11].  

Цирконий (Zr) - это химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; его атомный номер 40; атомная масса 91,224. Чистый цирконий существует в двух формах: кристаллическая форма - мягкий, ковкий металл серовато-белого цвета; аморфная форма - голубовато - черный порошок. Плотность 6,49 г/см3, t плавления 1852 °С (3362ºF)., t кипения 4377°С (7911ºF). Среднее содержание циркония в земной коре 1,7·10-2% по массе, в гранитах, песчаниках и глинах несколько больше 2·10-2%, чем в основных породах 1,3·10-2%. Максимальные концентрации циркония - в щелочных породах 5·10-2%. Цирконий не встречается в природе в чистом состоянии, а может быть обнаружен в соединении с оксидом силиката – минерал циркон (ZrSiO4) или в виде свободного диоксида циркония - минерал бадделеит (ZrO2) [34, 39, 43].

Минерал Циркон (ZrSiO4) является силикатом циркония. Содержит примеси железа, меди, кальция, цинка, титана, гафния, урана и тория. Призматические кристаллы, зерна, агрегаты. Твердость 7,5; плотность 4,0-4,7 г/см3. Встречается в гранитах, сиенитах, щелочных пегматитах. По цвету и прозрачности различают следующие виды циркона:

Гиацинт - прозрачный, красный, красно-оранжевый, красно-коричневый, пурпурный.

Жаргон - прозрачный, медово-желтый, дымчатый, бесцветный.

Старлит - прозрачный, голубой (получается прокаливанием).

По данным проведенных анализов оказалось, что циркон содержит в себе около 68% диоксида циркония (ZrO2) и около 3% гафния (Hf), которые трудно разделить [11, 12, 34, 39, 43].

Средний состав циркона (% по массе):

ZrO2(66-68%), Hf(1-3%), SiO2 (32-33%), Al2O3(0,2-0,8%), Fe2O3(0,03-0,08%), TiO2(0,08-0,1%), U3O8(0,02-0,03%), P2O5(0,1%),
Оксиды РЗЭ(0,5-0,6%)

Диоксид циркония (ZrO2) встречается в природе в виде минерала бадделеита. Бесцветные моноклинные кристаллы (плотность - 5,8 г/см3) или бесцветные тетрагональные кристаллы (плотность - 6,1 г/см3). Чистый диоксид циркония тугоплавок и устойчив при повышенной температуре, tпл=2680оС, tкип=4300оС. Имеет низкую удельную теплопроводность. Диамагнитен, мало растворим в воде, устойчив к действию различных химических реагентов [34, 39].

Минералы циркона и бадделеита не могут использоваться в медицине в первичном состоянии из-за содержащихся в них примесей различных металлов, придающих им непригодный для использования цвет, и примесей радионуклидов, таких как уран и торий, которые делают их радиоактивными. Для получения чистых от примесей порошков диоксида циркония требуются комплексные и длительные процессы очистки. После очищения от примесей данный материал может быть использован в качестве керамического биоматериала [39].

Минерально-сырьевая база. Производство. По оценке USGS (Геологическая служба США), мировые разведанные запасы циркония составляют 38 млн. тонн (в пересчете на ZrO2). Более 95 % запасов циркония за рубежом учитываются в современных и погребенных прибрежно-морских циркон-рутил-ильменитовых россыпях. Обычное содержание циркона в разрабатываемых россыпях - от 7-8 до 15-20 кг/м3. По данным USGS, основной объем запасов приходится на Австралию, ЮАР, США, Индию, Бразилию [9].

Россия по запасам сырья занимает четвертое место в мире. Более 50 % ее балансовых запасов связано со щелочными гранитами, 14 % - с бадделеитовыми камафоритами, 35 % -с погребенными циркон-рутил-ильменитовыми россыпями. Таким образом, минерально-сырьевая база циркония России структурно и качественно отличается от зарубежной. В России полностью отсутствуют современные цирконийсодержащие прибрежно-морские россыпи, тогда как за рубежом с ними связаны почти все запасы циркония. Погребенные россыпи отличаются от современных более сложными горно-геологическими условиями залегания и соответственно характеризуются низкой рентабельностью отработки. На месторождения циркония в щелочных гранитах за рубежом приходится 2 % запасов, и они не рассматриваются в качестве перспективного источника циркония, в то время как в России с этим типом связано более 50 % запасов (Улуг-Танзекское и  Катугинское месторождения). Освоенность минерально-сырьевой базы циркония России крайне низкая - в настоящее время разрабатывается только одно Ковдорское месторождение бадделеита (Мурманская область). Бадделеитовый концентрат в настоящее время производится только в России. В то же время цирконовый концентрат является остродефицитным сырьем и полностью импортируется в Россию [3, 4, 30].

Мировое производство диоксида циркония оценивается специалистами USGS в пределах 40-50 тыс. тонн в год. Диоксид циркония выпускается несколькими компаниями США, Японии, Франции и Италии. Интенсивно расширяются мощности по производству диоксида циркония в Японии, Австралии, ЮАР, Норвегии, Китае и других странах. Крупнейший производитель диоксида циркония - США [3, 9].  

Основные экспортеры цирконового концентрата - Австралия и  ЮАР. В последние годы объемы экспорта концентрата из Австралии сокращались, в то время как ЮАР увеличивала поставки. Главными импортерами цирконового концентрата являются страны Западной Европы (Италия, Испания, Германия, Франция, Нидерланды и Великобритания), а также Китай и Япония.  

Экспорт бадделеитового концентрата из России с 90-х г. постепенно увеличивался главным образом в Норвегию. Начиная с 2002 г. бадделеит также экспортируется в страны Юго-Восточной Азии и Западной Европы [30].

Цирконовый концентрат импортируется в Россию с Украины, очень редко - из Австралии; частично потребность удовлетворялась за счет запасов госрезерва. Объем поставок цирконового концентрата составил в 2000 г. 9,3 тысяч тонн, а в 2001 г. возрос на 11 % - до 14 тысяч тонн [3, 31].

На данный момент цены на высокочистый стабилизированный диоксид циркония, полученный химическим путем составляют:

• диоксид Zr стабилизированный (CaO) - $18,1 за 1 кг.

• диоксид Zr стабилизированный (MgO) - $19,4 за 1 кг.

• диоксид Zr стабилизированный (3% Y2O3) - $18,8 за 1 кг.

• диоксид Zr стабилизированный (8% Y2O3) - $20,1 за 1 кг [9, 37].

По оценкам специалистов потребление диоксида циркония активно растет. Основной объем использования этой продукции приходится на выпуск огнеупоров и керамических пигментов. С 2000 года наблюдается значительный рост потребления диоксида циркония для тонкой керамики при производстве оптоволоконного кабеля и других высокотехнологичных продуктов, используемых в коммуникационных сетях, а также для электронной промышленности. В мировом автомобилестроении ожидается дальнейший рост спроса на диоксид циркония для производства каталитических фильтров-нейтрализаторов выхлопных газов автомобилей вследствие ужесточения экологического законодательства в странах Азии, Южной Америки и Африки, а также ввиду введения во всех регионах более строгих правил в отношении дизельных автомобилей [9].  

Диоксид циркония получают путем удаления оксида кремния из цирконового концентрата с использованием различных процессов термической и химической диссоциации. При этом различают плавленый диоксид циркония (моноклинный и стабилизированный), получаемый термическим процессом (плавка в электрических печах цирконового концентрата). Для получения диоксида циркония помимо цирконового используются также бадделеитовый (98-99 % ZrО2) и калдаситовый (70-80 % ZrO2) концентраты. В настоящее время из бадделеита производится менее 20 % диоксида циркония, тогда как в начале 90-х гг. - более 60 % [3, 4, 9]. Высокочистый диоксид циркония производится химическим способом, при этом выделяют также моноклинный и стабилизированные сорта с полной (FSZ - Fully Stabilized Zirconia) или частичной стабилизацией (PSZ - Partially Stabilized Zirconia).

Диоксид циркония (ZrO2) существует в виде трех кристаллических фаз: моноклинной (М), тетрагональной (Т) и кубической (С). Во время нагревания диоксид циркония подвергается процессу фазового преобразования.

Моноклинная фаза термодинамически устойчива при комнатной температуре и до 1170ºС. Свыше этой температуры происходит переход диоксида циркония в более плотную тетрагональную фазу. Тетрагональная фаза устойчива при температурах от 1170ºС до 2370ºС.   При температурах выше 2370ºС диоксид циркония переходит в кубическую фазу. При нагревании переход из моноклинной (М) в тетрагональную (Т) фазу сопровождается уменьшением объема на 5%. При охлаждении переход из тетрагональной (Т) в моноклинную фазу (М) происходит в диапазоне температур от 100ºС до 1070ºС и сопровождается увеличением объема на 3-4% [6, 7, 8, 10, 13, 14, 19, 25, 39]. 

Стабилизированный диоксид циркония.

Добавление стабилизирующих оксидов к чистому диоксиду циркония, таких как кальций (CaO), магний (MgO), церий (CeO2) и иттрий (Y2O3), может подавлять фазовые трансформации материала. В зависимости от количества стабилизирующего агента различают диоксид циркония: полностью стабилизированный (FSZ - Fully Stabilized Zirconia), частично стабилизированный (PSZ - Partially Stabilized Zirconia) [2, 19, 23, 24, 25, 39]. 

Полностью стабилизированный диоксид циркония (FSZ) получают при добавлении к нему более 16% моль CaO(7,9% веса), 16% моль MgO (5,86% веса), 8 % моль Y2O3 (13,75% веса). Он имеет кубическую форму (С). Из-за его повышенной прочности и высокой резистентности к тепловому удару этот материал успешно используется для производства огнеупоров и технической керамики [25].

Частично стабилизированный диоксид циркония (PSZ) получают добавлением меньшего количества стабилизирующих агентов, чем при получении полностью стабилизированного диоксида циркония (FSZ). Наиболее полезные механические свойства могут быть получены, когда диоксид циркония будет находиться в многофазном состоянии. Стабилизаторы позволяют получить многофазный материал при комнатной температуре, в которой кубическая (С) - главная фаза, а моноклинная (М) и тетрагональная (Т) - второстепенные фазы [25, 39, 44] .

Несколько видов частично стабилизированного диоксида циркония (PSZ) было проверено для возможного использования в качестве керамического биоматериала. Керамика на основе диоксида циркония, частично стабилизированного оксидом магния (Mg-PSZ) - одна из наиболее часто используемых видов технических керамик. Керамика Mg-PSZ рассматривалась в качестве материала для использования в медицине [52]. Остаточная пористость в материале, довольно крупный размер частиц (30-40мкм), сложность в получении Mg-PSZ без примесей - все это снизило интерес в использовании этой керамики для биомедицинских целей [33]. Известно, что механизм трансформационного упрочнения менее выражен в керамике на основе диоксида циркония, частично стабилизированного магнием (Mg-PSZ), чем у керамики на основе диоксида циркония, частично стабилизированного иттрием (Y-TZP) [39, 45].  

Керамику на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом церия (CeO2), редко рассматривали в качестве керамического биоматериала, хотя она показывает высокую трещиностойкость (до 20 МПа√м) и долговечность [18, 47, 48].  

Диоксид циркония, частично стабилизированный иттрием (Y-TZP - Yttrium-Tetragonal Zirconia Polycrystal)

В присутствии малого количества стабилизирующих оксидов возможно получить керамику на основе частично стабилизированного диоксида циркония (PSZ) при комнатной температуре только с тетрагональной фазой - тетрагональные поликристаллы диоксида циркония (TZP - Tetragonal Zirconia Polycrystals). Добавление примерно 2-3% моль иттрия (Y2O3) в качестве стабилизирующего агента к диоксиду циркония позволяет получать керамический материал, состоящий из 100% мелких метастабильных тетрагональных частиц - Y-TZP (Yttrium-Tetragonal Zirconia Polycrystal) [19].  

Добавление более 8% моль иттрия (Y2O3) к диоксиду циркония позволяет получать полностью стабилизированный диоксид циркония (FSZ) только с кубической фазой, но с меньшим сопротивлением к разрушению, чем у керамики с частичной стабилизацией (PSZ) [42].

Физические и механические свойства Y-TZP керамики

Керамика на основе диоксида циркония, частично стабилизированного иттрием (Y-TZP), показывает исключительные механические и физические свойства. Показатели прочности на изгиб и трещиностойкости превосходят характеристики всех протестированных до сих пор керамических материалов. Основные характеристики Y-TZP керамики в сравнении с керамикой на основе алюминия (Alumina) отражены в табл. 1

Таблица 1

Основные характеристики Y-TZP керамики

Свойства

Alumina

Y-TZP 

Химический состав

100% Al2O3

ZrO2+3%моль Y2O3

Плотность, г/см³

≥ 3.97

> 6

Пористость, %

< 0.1

< 0.1

Прочность на изгиб, МПа

500

900-1200

Прочность на сжатие, МПа

4100

2000

Модуль Юнга, ГПа

380

210

Трещиностойкость К МПа м-1

4

9-10

Коэффициент теплового расширения, К-1

8 х 10-6

11 х 10-6

Теплопроводность, Wm К-1

30

2

Твердость, HV 0.1

2200

1200

 

Керамика на основе диоксида циркония отличается уникальной способностью повышать свою механическую прочность под воздействием нагрузок. Это происходит за счет механизма трансформационного упрочнения.

Механизм трансформационного упрочнения Y-TZP керамики.

Высокодисперсные частицы тетрагонального диоксида циркония внутри кубической матрицы при условии, что они достаточно маленькие, могут поддерживаться в метастабильном состоянии, которое способно трансформироваться в моноклинную фазу [19]. Сжимающие напряжения жесткой матрицы на тетрагональные частицы диоксида циркония противостоят трансформации их в менее прочную моноклинную фазу. Частицы тетрагонального диоксида циркония могут трансформироваться в моноклинную фазу, когда сжимающие напряжения, которые оказываются на них матрицей, снимаются трещиной в материале [28, 39, 40].

На переднем конце трещины происходит Т→М трансформация с увеличением объема на 3-5%, которая инициирует появление сжимающих напряжений в противоположность растягивающим напряжениям, способствующих распространению трещины. Этот процесс дает начало сильному механизму, подавляющему распространение трещины и упрочняющему керамику - механизму трансформационного упрочнения. Энергия разлома рассеивается в Т→М трансформации, которая подобна мартенситному преобразованию в закаленной стали. В результате, распространение трещины подавляется и увеличивается прочность керамики.

«Старение» Y-TZP керамики

В отличие от металлов, керамические материалы обладают высокой устойчивостью к электрохимической коррозии, однако в некоторых случаях они подвержены химической коррозии (химической растворимости). Химическая коррозия может серьезно влиять на прочность керамического материала. Разрушение керамики связывают с трещинами, размеры которых увеличиваются настолько, что материал перестает сопротивляться воздействию прилагаемых к нему нагрузок. Разрушение керамики происходит в виде внезапного распада материала, такого как мгновенный раскол хрустального фужера или ветрового стекла автомобиля. Химическое взаимодействие между керамикой и окружающей средой (вода, водяной пар) в области верхушки трещины ускоряет рост трещины. Этот процесс происходит в результате воздействия воды или водяного пара на связь Si-O-Si с образованием гидроксидных соединений в области верхушки трещины кремнеземистого стекла, приводя в результате к разрушению керамического материала под воздействием приложенных нагрузок [5].

Стабильность керамики на основе диоксида циркония под длительным воздействием влаги и нагрузки представляет собой особый интерес. Свободная от кремнеземистого стекла керамика на основе диоксида циркония, частично стабилизированного иттрием, не подвержена химической коррозии, но в литературе описано низкотемпературное разрушение (LTD- Low Temperature Degradation) керамики, известное как «старение» материала. Этот процесс происходит в результате прогрессирующей спонтанной трансформации тетрагональной в моноклинную фазу (Т→М), которая приводит к уменьшению механической прочности Y-TZP керамики [15, 16, 17, 39].

Низкотемпературное разрушение («старение») керамики на основе диоксида циркония было детально изучено. Было установлено, что разрушение происходило при контакте с водой или водяным паром во время стерилизации и имело максимальное значение при температуре 250ºС [35, 41, 42].

Процессы «старения» Y-TZP керамики подробно суммировал Swab J. (1991) [46]:

Диапазон наиболее критической температуры для «старения» находится между 200-300ºС;

  1. Эффект «старения» проявляется в виде снижения прочности, плотности, трещиностойкости материала и повышением содержания в материале моноклинной фазы;
  2. Снижение механической прочности материала происходит в результате Т→М трансформации, которая сопровождается образованием микро и макро трещин в материале;
  3. Т→М трансформация начинается на поверхности и прогрессирует в тело материала;
  4. Снижение размера частиц и/или увеличение концентрации стабилизирующего агента замедляет скорость Т→М трансформации;
  5. Т→М трансформация усиливается в воде или паре.

 

Низкотемпературное разрушение («старение») керамики на основе диоксида циркония приводит в результате к разрушению поверхности материала, а именно [18]:

  1. Создание шероховатой поверхности, которое ведет к повышенному износу материала;
  2. Образование трещин, которые уменьшают срок службы материала

 

Скорость низкотемпературного разрушения («старения») Y-TZP керамики зависит от многих факторов, таких как: химический и фазовый состав материала, размер частиц материала, концентрация стабилизирующего агента, длительность воздействия «стареющей» среды и нагрузки на материал, процессы производства и обработки материала.

В работе Акимова Г.Я. и соавторов (2005) был проведен анализ зависимости прочности керамики на основе частично стабилизированного диоксида циркония (Y-TZP) от степени тетрагональности тетрагональной фазы (Т-фазы). В результате исследования было установлено, что прочность керамики на основе частично стабилизированного диоксида циркония при сравнительно высокой плотности (≈98-99% от теоретической) существенным образом зависит от присутствия (отсутствия) в ее структуре модификации Т-фазы с большим значением степени тетрагональности. Чем больше значение степени тетрагональности, тем больше прочность керамики [1].

Было высказано предположение, что количество моноклинной фазы (М-фазы) должно быть меньше 10% для каждой поверхности материала, которая контактирует со «стареющей» средой (вода, пар) [18].

Уменьшение размера частиц и/или увеличение концентрации стабилизирующего агента может уменьшить скорость спонтанной Т→М трансформации в Y-TZP керамике. Размер частиц должен быть менее 0.8 мкм. Концентрация стабилизирующего оксида иттрия (Y2O3) должна быть 3% моль [29, 38, 50].

Процессы производства Y-TZP керамики также влияют на качество и стабильность материала. Использование порошков диоксида циркония высокой степени очистки способствует гидротермальной стабильности Y-TZP керамики. Использование метода горячего изостатического прессования (HIP - Hot Isostatic Pressing) позволяет добиться гидротермальной стабильности и уменьшению скорости спонтанной Т→М трансформации материала, тем самым, увеличивая срок службы материала [26, 39].  

Различные методы обработки Y-TZP керамики, такие как: фрезерование, пескоструйная обработка, полирование, тепловая обработка, оказывают влияние на микроструктуру материала и сопротивление «старению» материала [18].

Статья была проверена:

Если вам понравился этот пост — поделитесь им со своими друзьями и подписчиками.

Коронки из диоксида циркония плюсы и минусы в стоматологии

Диоксид циркония — материал, из которого изготавливают эстетичные современные коронки для зубов. Он имеет массу преимуществ и благодаря им пользуется повсеместным спросом.

Материал востребован для прецизионной и высокоэстетичной реставрации любых дефектов челюсти. Позволяет создавать прочные и безвредные конструкции с широкой сферой назначения — коронки зубов, циркониевые абатменты, каркас под протез.

Что собой представляет диоксид циркония?

Сырье является производным циркония (химическая формула — ZrO2). Цирконий — природный минерал, обнаруживаемый в местах залегания солей кремниевой кислоты, к которым он, собственно, и относится.

Диоксид циркония — прочный и эстетичный материал, нашедший применение во многих сферах медицины (долгое время применялся при создании головок искусственных суставов). Для нужд ортопедической стоматологии используется больше 15 лет.

Стоматологам импонирует его жесткость, прочность, невосприимчивость к нагрузкам на изгиб. Поэтому, как протезу, ему просто нет цены. Для большей стойкости его обогащают и стабилизируют дополнительными компонентами (алюминием, иттрием).

Почему диоксид циркония, а не другой материал?

Циркониевые коронки вобрали в себя самые эффектные преимущества:

  • Это универсальный материал, из которого изготавливают как коронки одного, так и нескольких зубов.
  • Его эстетические показатели настолько высоки, что искусственные зубы по степени прозрачности эмали практически не отличаются от обычных зубов.
  • Материал хорошо поддается обработке, и из него можно сделать любые конструкции.
  • Прочность и надежность циркония обеспечила ему 10-20-летний срок службы.
  • Биосовместимость — диоксид циркония не вызывает аллергии, гальванизации, не отторгается. Это природный материал, с которым комфортно.
  • Он легкий, что немаловажно для крупных конструкций. Например, при протезировании всей челюсти.

Эти и другие качества сделали диоксид циркония очень популярным и востребованным во всем мире.

Какие преимущества материала?

Точность. Основное преимущество циркониевого протеза — полностью автоматический принцип изготовления, исключающий пресловутый человеческий фактор. Протезы из диоксида циркония вытачиваются по 3D-модели специальной автоматикой и в точности до микрона соответствуют слепку.

Биоинертность. Материал имеет инертные физико-химические свойства, не отторгается, не провоцирует аллергические реакции и патологические процессы. Гипоаллергенный и применяется даже у тех, кто страдает аллергией на благородные металлы — золото, палладий, платину.

Прочность. Протез устойчив к повреждениям и хорошо выдерживает жевательные нагрузки. Не склонен к сколам.

Функциональность. Материал используется для изготовления коронок на живые зубы, коронок на имплантах, искусственных зубов в составе протезов, каркасов, культевых вкладок, абатментов.

Термозащита. Малая теплопроводность и минимальная толщина — от 0,4 мм — позволяет изготавливать тончайшие конструкции, отлично подходящие не только для имплантации, но и для протезирования «живых» зубов. При подготовке их под коронку нужно препарировать минимум тканей, плюс — зубы не будут обладать термочувствительностью.

Эстетичность. Отличное качество протезирования достигается за счет оптических характеристик материала (диоксид циркония имеет такую же светоотражающую способность и уровень прозрачности, как и эмаль зубов). Планируя протезирование, можно подобрать оттенок материала под естественный тон зубной эмали пациента и, благодаря стабильности сырья, полупрозрачность и цветовая опция сохранятся на все время эксплуатации.

Также при установке циркониевых протезов (коронок с абатментами) не нужно заводить их нижний край под десну, чтобы скрыть детали металлического абатмента. Коронки делаются вровень с десневым контуром и не повреждают мягкие ткани. При их использовании на деснах нет темных полос от контакта с металлом, гиперемии и синюшности, вызванных раздражением.

Кому подойдут циркониевые коронки?

Цельноанатомические коронки, изготовленные из единого материала, подходят для протезирования любой группы зубов — включенных, концевых, фронтальных и боковых дефектов зубного ряда. Они рекомендованы пациентам с повышенной стираемостью зубов, аллергическими реакциями на металл, рыхлыми деснами.

Применение коронок на живых зубах показано при значительных разрушениях, так как можно изготовить культевую вкладку. При протезировании на коронках требуется минимальная обточка здоровых зубов под циркониевую коронку, что позволяет сохранить больше живых тканей зуба.

Хорошо себя зарекомендовали циркониевые протезы:

  • для обновления давно реставрированных зубных дефектов;
  • когда использование других материалов не представляется возможным;
  • на фронтальных отделах челюсти, где особые требования к эстетике;
  • на боковых, когда требуется замещение жевательных зубов, испытывающих значительные нагрузки.

Результат протезирования, конечно, зависит не только от качества материала, но и умения зубного техника. В нашей клинике циркониевые протезы и коронки изготавливаются по строгим протоколам. Наши специалисты отвечают за правильность снятия слепков и придание окончательным конструкциям необходимой формы и цветовой опции.

Как изготавливают коронки из диоксида циркония? Сколько времени уходит на изготовление?

Циркониевые коронки и протезы бывают двухслойные. Внутри находится прочнейшая основа из диоксида циркония, облицованная фарфором и обожженная до спекания обоих материалов воедино.

Процесс изготовления коронок трудоемок и занимает от 1 до 2 недель. На первом этапе врач в клинике снимает слепок с челюстей пациента и передает его зубному технику. Из гипса изготавливается трехмерная модель. Дальнейший процесс создания протезов из данного материала компьютеризирован.

Применяется технология CAD/CAM. Проводится лазерное сканирование гипсовой модели, созданной по слепку. Данные переносятся в специальную программу, позволяющую смоделировать желаемые характеристики будущей коронки или моста и посмотреть, как они впишутся в зубной ряд.

После утверждения проекта задача на вытачивание передается фрезерному станку, который изготавливает протез из диоксид-циркониевой заготовки в точном соответствии с планом. С помощью цифровых технологий удается создавать тончайший облегченный материал, который особенно удобно использовать при протезировании всей челюсти.

Готовый каркас покрывают несколькими слоями фарфора, послойно обжигая его в печи при высокой температуре до спекания материала. Этим достигается высокая прочность и неделимость конструкции. Впоследствии коронка окрашивается спецкрасителем и приобретает законченный вид.

Кому противопоказано протезирование диоксидом циркония?

Благодаря высокой инертности материала, его использование практически не противопоказано за исключением нескольких случаев:

  • наличие глубокого прикуса;
  • при низкой высоте зубов и бруксизме;
  • инфекционных заболеваниях слизистых и пародонта;
  • сниженном иммунитете и наличии расстройств психики.

Сколько прослужат циркониевые коронки? Какие проблемы могут возникать при протезировании?

Срок службы протезов исчисляется десятилетиями. Этот результат достигается автоматизацией вытачивания каркаса по данным лазерного скана, микроскопическим зазором между коронкой и живым зубом (30, а не 100-300, как обычно, микрон) и рядом других технологических особенностей.

Большинство проблем связано с некачественной работой стоматолога и техника — несоблюдением протоколов обработки зубных тканей, неправильным снятием слепков. В нашей клинике мы сократили возможные риски, и добиваемся 99,9% эффективности протезирования.

Как ухаживать за коронками из диоксида циркония? Есть ли специфические требования?

Материал не подвержен влиянию извне. Он не меняет оттенок и другие характеристики в процессе эксплуатации, но стоит правильно за ним ухаживать. Обязательно нужно чистить зубы дважды в день с помощью щетки и зубной пасты.

После еды, если нет возможности обработать ирригатором и очистить межзубные промежутки зубной нитью, нужно прополоскать рот водой. Несмотря на то, что коронки из диоксида циркония очень прочные, не стоит проверять их и использовать зубы не по назначению. Например, не стоит пытаться расколоть зубами скорлупу от ореха. Нужно обязательно посещать стоматологию с профилактической целью 1-2 раза ежегодно. В этом случае ваши зубы простоят десятки лет вам на радость!

Другой полезный материал


Коронки из диоксида циркония

Коронки  из  диоксида  циркония

Диоксид (оксид) циркония – очень прочный современный материал, который широко используется для протезирования в стоматологии. Это вещество хорошо переносится организмом человека, исключает развитие различных побочных  явлений .В стоматологии  диоксид  циркония применяется для создания коронок и мостовидных протезов .

Преимущества:

1 при использовании диоксида циркония удается добиться в протезах почти полной идентичности оттенка натуральных зубов.

2 высокая прочность материала, не уступающая металлу, дает возможность протезирования на всей группе зубов

3 небольшая толщина циркониевых протезов позволяет препарировать  зубы с минимальным снятием твердых тканей

4  эстетические качества при длительном использовании протезов не меняются

5 автоматизация процесса с использованием цифровых технологий при техническом изготовлении протезов   исключает возможность ошибок, что позволяет изготовить абсолютно точную зубную конструкцию

6 высокая биосовместимость с тканями организма позволяет использовать протезы из диоксида циркония у пациентов, страдающих аллергией

Стоимость  циркониевых протезов  определяется ценой  диоксида циркония и процессом изготовления  протезов из него.

Показания использования протезов из диоксида циркония:

1 кариозные и травматические повреждения зубов

2 некариозные поражения зубов

3 дефекты зубного ряда

4 отсутствие одного, двух и более зубов

5 протезирование на имплантах

6 противопоказания к другим видам протезов

Противопоказания  использования протезов  из диоксида циркония:

1 период   беременности

2 расстройство   психики

3 ночной скрежет зубами ( бруксизм )

4 нарушение прикуса, глубокий прикус

5 воспалительные  процессы  полости  рта

6 недостаточная натуральная высота зубов

Изготовление  протезов   из  диоксида  циркония:

При изготовлении зубных протезов применяется компьютерное моделирование (технология САД/САМ) Современная компьютерная технология позволяет избежать погрешности и неточности  при  изготовлении  конструкции .  На первом этапе  обязятельно  проводится  терапевтическое  лечение  опорных  зубов  ,  пломбирование кариозных  полостей ,  каналов, замена некачественных пломб. Со слепка, сделанного врачем, с помощью лазера считывается  информация  и  передается  в  компьютер, где создается  модель  будущей  конструкции. Затем  из  диоксида  циркония   по  заданной программе  на  фрезерном  станке  выпиливается  каркас  для будущей  конструкции  протеза. Полученный  каркас   подвергается  обжигу  в  специальной  печи, прокрашивается  и  подвергается  заключительному  обжигу. В  период изготовления  протезов  пациенту  на препарированные зубы  изготавливаются  временные  пластмассовые  коронки.

Уход  за протезами  из  диоксида  циркония:

= ежедневная гигиеническая чистка зубов  щеткой  со  специальной  зубной  пастой ( 2 раза в день)

= полоскание  полости  рта  после  еды, использование зубной  нити для чистки  межзубных  промежутков

=не рекомендуется  использование  зубной  пасты  с  высокой  степенью  абразивности

=нельзя грызть твердые предметы (семечки, орехи, ногти, лед)

Восстановление  и  реабилитация:

После установки  протезов  у пациента  могут появиться  жалобы  на ощущение  дискомфорта  и  повышенную  чувствительность  зубов. Чтобы  избежать  или  уменьшить  эти  проявления , первое  время  необходимо  исключить  из  рациона  твердую  пищу. Необходимо не реже  одного  раза  в  шесть  месяцев  проходить  осмотр  у стоматолога . 

Закажите коронки из диоксида циркония в клинике Спартамед.

Материалы для изготовления современных зубных протезов сегодня.

В современной стоматологии для изготовления зубных протезов используют разнообразные материалы: пластмассы (акриловые и нейлоновые), металлокерамика, безметалловая керамика, диоксид циркония.

Пластмассы великолепно имитируют цвет и фактуру, как мягких тканей, так и зубов, но, к сожалению, пригодны только для временных съемных протезов.

Металлокерамические протезы тяжелые, требуют большого объема обтачивания зуба, подвержены сколам.

Новейшим достижением в мире зубопротезирования являются коронки из экстра прочного и эстетичного материала – диоксида циркония.

Диоксид циркония, и что мы знаем о нем?

В последнее время в стоматологии набирает обороты популярность протезирования коронками из сверхпрочного современного материала – диоксида циркония. Что же это за материал? Оксид или диоксид циркония (Zr 02) на сегодня является революционным достижением в ортопедии. Впервые он был представлен на международной стоматологической выставке в Кельне в 2002 году, и с тех пор началось его триумфальное шествие в качестве материала способного полностью заменить металлические коронки.

Из плюсов циркония стоит отметить его высочайшую прочность (в 30 раз прочнее керамики), эстетичность (белый цвет металла), а также полную биосовместимость этого материала с человеческим организмом, что подразумевает отсутствие противопоказаний и гиппоаллергенность.

Оксид циркония VS металлокерамика.

Преимущества протезирования оксидом циркония неоспоримы.

В связи с тем, что металлические конструкции, использующиеся в металлокерамики, не пропускают свет, они рано или поздно начинают просвечивать и проступать сквозь десну, выдавая тем самым наличие протеза. Тогда как циркониевые коронки великолепно пропускают свет, тем самым идеально имитируют натуральный зуб, потому являются оптимальным вариантом для восстановления, как передних зубов, так и жевательных.

Металлокерамические коронки через несколько лет могут вызвать окрашивание десны и ее рецессию (убыль)

Коронки из диоксида циркония не вызывают рецессию десны, обладают естественно прозрачностью и пропускают свет, благодаря чему выглядят как натуральные зубы

Прозрачность коронок: Безметалловая керамика пропускает свет, металлокерамическая коронка - нет

Циркониевые коронки долговечнее, чем их аналоги из металлокерамики.

Такой типичный дефект для металлокерамических коронок, как скол – нонсенс для коронки из оксида циркония, она будет служить Вам на протяжении всей своей жизни без повреждений.

Безметалловая коронка из циркония на порядок легче, чем металлокерамическая, а также застрахована от окисления, так как просто не содержит металла.

Коронка из оксида циркония не вызывает аллергических реакций, во рту никогда не будет ощущаться металлический привкус.

По сравнению с металлокерамикой, установка коронки из циркония требует минимальной обточки зуба. Коронка из диоксида циркония достаточно тонкая, что даже не всегда требует удаления нервов зуба при протезировании.

Единственным недостатком коронок из диоксида циркония является их более высокая цена. Но, если учитывать полную биологическую совместимость, минимальный риск развития кариеса под коронкой, абсолютную иллюзию натурального зуба, легкость, прочность и долговечность, то и эта дороговизна становится весьма относительной.

Металлокерамические коронки

Коронки из диоксида циркония

В чем сильные стороны коронок изготовленных из диоксида циркония?

Из циркония возможно изготовить конструкцию любой сложности – это может быть и коронка, и вкладка из оксида циркония, и виниры. Другим преимуществом протезов из диоксида циркония является их способ изготовления – они не отливаются, а вытачиваются в лаборатории Спартамед на высокоточном роботизированном  оборудовании - пятиосной CAD/CAM системе Zirkonzahn 5-TEC, что исключает любую ошибку, так как система регистрирует даже микронные отклонения.

Изготовление происходит в несколько этапов:

  • на первом этапе производят съемку зубного ряда и делают слепки;

  • в лаборатории Спартамед опытные зубные техники на основе полученных снимков и слепков создают компьютерную модель будущих зубов;

  • согласно заданным параметрам специальный фрезерный аппарат CAD/CAM вытачивает соответствующую ортопедическую конструкцию;

  • на последнем этапе снова требуется кропотливая ручная работа – техники подкрашивают коронку, подбирают нужный оттенок, придают ей соответствующий блеск, накладывают тени, придают глубину фиссурам (бороздкам).

Однако сложность процесса создания коронки из диоксида циркония не говорит о сверхдлительном сроке изготовления. Сколько бы коронок Вы ни заказали, в клинике Спартамед они будут готовы в течение 5-10 дней.

Процесс изготовления коронок из диоксида циркония

Диоксид циркония только для передних зубов?

Есть мнение, что диоксид циркония лучше использовать исключительно для зубов в зоне улыбки, потому что в отделе жевательных зубов коронки из этого материала сломаются, не выдержав высокой нагрузки. На самом деле, это не так! Не стоит забывать, что цирконий – это, прежде всего, металл, хоть и биосовместимый, отличающийся особой прочностью. Исследования показали, что твердость и прочность безметалловых коронок из диоксида циркония во многом даже превышает соответствующие показатели у коронок металлических. Поэтому Вы совершенно бесстрашно можете кусать и жевать зубами из диоксида циркония даже самую твердую и жесткую пищу.

Где еще в стоматологии применяют оксид циркония?

Коронки из диоксида циркония идеальны для имплантации: они легче, чем любая другая конструкция на металле и неотличимы от живых зубов. Устанавливаются они без цемента-композита, который может попасть под десну и вызвать аллергическую реакцию, а в результате воспаление тканей десны и даже отторжение имплантата. Все вышеперечисленные характеристики делают этот материал одним из самых востребованных в области имплантации зубов.

Сколько стоят коронки из циркония?

Стоимость изготовления и установки безметалловых коронок из циркония возможно определить только после индивидуальной консультации с нашими специалистами в клинике Спартамед.

Если коронки из диоксида циркония изготовлены на роботизированной CAD/CAM-системе, то точность прилегания коронки к зубу максимальна. Работа по изготовлению таких коронок требует высокого профессионализма врача-стоматолога ортопеда и зубного техника. Это гарантирует высокую эстетику, отсутствие воспалений в области десны и более продолжительный срок службы. Поэтому, если Вы планируете установку коронок из диоксида циркония в надежной клинике с высоким уровнем профессионализма врачей и техников, имеющей в наличии высокотехнологичное оборудование, то все это Вы сможете получить в Спартамед.

Протезирование с диоксидом циркония – DK Dent

ОСНОВНАЯ ТЕНДЕНЦИЯ СОВРЕМЕННОЙ СТОМАТОЛОГИИ-БЕЗУПРЕЧНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ ПРИ МАКСИМАЛЬНОЙ ЕСТЕСТВЕННОСТИ. 

Это стало достижимо с появлением на рынке стоматологических услуг - диоксида циркония. Если ещё несколько десятилетий назад дантисты стремились восстановить, прежде всего функцию зуба, то сегодня огромное внимание уделяется его эстетике .

Врачи нашей клиники стремятся, чтобы любые ортопедические конструкции   были неотличимы от естественных зубов. Поэтому выбирают для своей работы диоксид циркония.  Стоматологам импонирует его жесткость, прочность, невосприимчивость к нагрузкам.

По своим физическим свойствам- прозрачности, микрорельефу, диоксид циркония полностью совпадает с эмалью зубов, а широкая гамма его оттенков позволяет подобрать идеальный цвет для каждого конкретного случая и удовлетворить пожелания самых взыскательных пациентов.

Установив такую коронку, вы можете не сомневаться-никто не догадается, что ваши зубы- результат работы стоматолога

 

Протезирование зубного ряда с помощью диоксида циркония решает множество проблем

Благодаря своей прочности и эстетичности, позволяет восстанавливать как передние , так и жевательные зубы. Его используют, как для протезирования на собственных зубах , так и на имплантах,изготавливают каркасы под протезы и индивидуальные абатменты на импланты. Такие конструкции практически не имеют противопоказаний и ограничений.

 

Процесс изготовления:

Циркониевые коронки и протезы состоят из двух слоев:внутренний-прочный каркас из диоксида циркония,наружный- керамическое покрытие.

Процесс изготовления коронок трудоемок и может занимать от 3 дней до 2 недель. На первом этапе врачи в клинике с помощью внутриротового сканера снимают слепок в полости рта пациента и передает его в зуботехническую лабораторию, где изготавливается трехмерная модель. Дальнейший процесс создания протезов из данного материала компьютеризирован.

Применяется технология CAD/CAM. Проводится лазерное сканирование и моделирование будущей конструкции. Данные переносятся в специальную программу, позволяющую спрогнозировать  характеристики будущей коронки или моста и посмотреть, как они впишутся в зубной ряд.

После утверждения проекта задача  передается на фрезерный станок, который изготавливает протез из диоксид-циркониевой заготовки в точном соответствии с планом. С помощью цифровых технологий удается создавать тончайшую облегченную конструкцию каркаса, которую удобно использовать даже  при тотальном протезировании.

На готовый каркас наносится несколько слоев керамики, с последующим спеканием при высокой температуре,чем достигается высокая прочность. Впоследствии коронка или мостовидный протез окрашивается специальными красителями и приобретает вид естественных зубов.

Все перечисленные характеристики сделали диоксид циркония очень популярным и востребованным материалом во всем мире.

Свойства, производство и применение диоксида циркония

Диоксид циркония , также известный как оксид циркония и оксид циркония , представляет собой кристаллический оксид металла, нашедший свое применение в керамической промышленности. Он отличается высоким термическим сопротивлением, механической стойкостью и абразивными свойствами.

Впервые использованный в медицинской промышленности в 1969 году, диоксид циркония продемонстрировал исключительную биосовместимость, хорошие трибологические свойства, хорошие эстетические и механические свойства.Он используется в основном при стоматологических процедурах, например, в коронках из диоксида циркония и абатментах на основе диоксида циркония [1].

Одной из самых популярных форм является кубический диоксид циркония, бесцветное и механически прочное кубическое кристаллическое соединение. Благодаря своим оптически безупречным свойствам он служит недорогой альтернативой бриллиантам в ювелирной промышленности.

Диоксид циркония не следует путать с цирконием (или силикатом циркония), минералом, который также используется в керамической промышленности и огнеупорах.

Здесь вы узнаете о:

  • Что такое диоксид циркония
  • Свойства диоксида циркония
  • Как производится и обрабатывается диоксид циркония
  • Различные области применения, в которых диоксид циркония превосходит

Процесс стоматологического сверления.

Что такое диоксид циркония?

Диоксид циркония представляет собой твердое кристаллическое вещество белого цвета, но может производиться в различных цветах для использования в качестве драгоценного камня, альтернативного алмазу, или в качестве керамических зубных коронок в медицинских целях.Естественно, это полупрозрачный (иногда прозрачный) минерал , бадделеит , редкий минерал, имеющий моноклинную призматическую кристаллическую структуру; т.е. минерал, имеющий неравные векторы. Этот оксид циркония, также известный как «керамическая сталь» , химически инертен и считается одним из очень благоприятных реставрационных материалов благодаря своим превосходным механическим свойствам.

Из всех современных керамических материалов диоксид циркония имеет самую высокую вязкость и прочность при комнатной температуре.При высоких температурах диоксид циркония может существенно изменяться в объеме во время фазового превращения. В результате трудно получить стабильные продукты из диоксида циркония во время спекания, поэтому обычно требуется стабилизация диоксида циркония. Частично стабилизированный диоксид циркония (PSZ) добавляет к исключительным механическим свойствам и химической инертности высокий уровень химической стабильности даже в суровых условиях окружающей среды. Он используется в качестве заменителя оксида алюминия в биомедицинских приложениях, таких как дентальные имплантаты, благодаря своим превосходным механическим свойствам и сопоставим с зубами по механической прочности [2].Другие материалы, относящиеся к PSZ, включают диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия (YSZ) , диоксида циркония, стабилизированного кальцием (CSZ) , и диоксида циркония, стабилизированного магнезией (MSZ) .

Свойства диоксида циркония

Исключительная прочность, ударная вязкость, биосовместимость, высокая усталость и износостойкость диоксида циркония

делают его оптимальным для применения в стоматологии. В частности, цирконий (Zr) на самом деле является одним из двух наиболее часто используемых металлов в зубных имплантатах, наряду с титаном, поскольку оба они обладают очень хорошими физическими и химическими свойствами и способствуют росту остеобластов, клеток, которые фактически образуют кости. [3].Вот список наиболее заметных физических и химических свойств диоксида циркония. Обратите внимание, что эти свойства достаточно высоки, чтобы диоксид циркония мог быть эффективным материалом для многих приложений, особенно для огнеупорных материалов и стоматологии.

Высокая механическая стойкость

Диоксид циркония обладает высокой устойчивостью к растрескиванию (включая дальнейшее развитие трещин) и механическим воздействиям. Другие выдающиеся механические свойства диоксида циркония показаны в таблице ниже.

Устойчивость к высоким температурам и расширению

С температурой плавления 2700ºC и коэффициентом теплового расширения 1.08 × 10 -5 K -1 , диоксид циркония широко известен своей высокой термостойкостью. Это причина, по которой состав нашел широкое применение в огнеупорной и высокотемпературной промышленности. Вот различные температурные диапазоны точки плавления диоксида циркония в зависимости от его температурно-зависимых форм.

Температурно-зависимая форма диоксида циркония

Температура плавления

Моноклиника, бадделейте

20–1170ºC

Тетрагональный

1170 - 2370ºC

Кубический

2370 - 2700ºC

Однако при нагревании диоксид циркония может претерпевать фазовый переход, особенно в его тетрагональной форме, где возникают внутренние напряжения и начинают развиваться трещины.Чтобы устранить и исправить эту слабость, добавляются стабилизаторы, такие как оксид иттрия, для создания более стабильного оксида циркония, частично стабилизированного оксидом иттрия ( или поликристалл тетрагонального оксида циркония оксида иттрия, YTZP) [4].

Низкая теплопроводность

Диоксид циркония имеет теплопроводность 2 Вт / (м · К), что делает его идеальным для ситуаций, когда необходимо удерживать тепло.

Удельное химическое сопротивление

Вещество химически инертно и инертно, что работает в отраслях промышленности, в которых во время обработки используются несколько химикатов.Однако соединение растворяется в концентрированных кислотах, таких как серная или плавиковая кислота.

Производство и обработка диоксида циркония

Производство диоксида циркония может приводить к возникновению трех возможных фаз в зависимости от температуры: моноклинной, тетрагональной и кубической. Это уникальное свойство диоксида циркония обеспечивает гибкость использования в самых разных целях и отраслях промышленности.

Цирконий

получают посредством термической обработки или термической диссоциации , хотя выполнение этого в чистом виде может вызвать резкие фазовые изменения, которые могут привести к растрескиванию или разрушению материала.То есть, когда применяется легирование стабилизаторами, такими как оксид магния, оксид иттрия и оксид кальция, чтобы сохранить структуру нетронутой. Этот термический процесс также называется прокаливанием , при котором нагрев до высоких температур выполняется в среде кислорода или воздуха.

Цирконий

также может быть произведен путем разложения цирконового песка путем плавления с такими соединениями, как карбонат кальция, оксид кальция, карбонат натрия, оксид магния и гидроксид натрия (также известный как каустическая сода ).

Хлорирование циркона также приводит к производству диоксида циркония, при котором полученный тетрахлорид циркония кальцинируется при высокой температуре (~ 900ºC) с получением диоксида циркония технического сорта. Другой способ - растворить собранный тетрахлорид циркония в воде с образованием кристаллизованного хлорида цирконила. Полученный продукт затем подвергается термической обработке при высокой температуре для получения диоксида циркония высокой чистоты [5].

Диоксид циркония высокой чистоты является прекурсором для производства циркониевых порошков путем восстановления ZrO 2 гидратом кальция.Этот кальциотермический процесс проводится в атмосфере аргона при непрерывном нагреве при температуре около 1000 ° C.

Применение диоксида циркония

Высокие механические свойства диоксида циркония

, его химическая инертность, высокотемпературная стабильность, коррозионная стойкость и высокое качество сделали эту керамическую сталь популярной во многих отраслях промышленности и областях применения. Многие современные продукты, от огнеупоров до медицинских изделий, пигментов, электроники, покрытий и керамики, основаны на диоксиде циркония из-за его превосходных характеристик и преимуществ по сравнению с другими материалами.Некоторые из типичных применений диоксида циркония включают фильеры для экструзии горячего металла, кислородные датчики, мембраны в топливных элементах, седла клапанов глубоких скважин и уплотнения судовых насосов. Вот список некоторых из наиболее распространенных областей применения и использования диоксида циркония.

Керамика

Механическая прочность и стойкость диоксида циркония делают его подходящим компонентом для производства керамики. Сюда входят керамические ножи, которые заметно жестче столовых приборов со стальной кромкой из-за высокого коэффициента твердости диоксида циркония.

Огнеупорные цели

Благодаря высокому термическому сопротивлению диоксид циркония используется в качестве компонента в тиглях, печах и других высокотемпературных средах. Кроме того, диоксид циркония повышает огнестойкость керамики. Огнеупорные кирпичи и броневые плиты являются примерами применения огнеупоров на основе диоксида циркония. Кроме того, при добавлении к расплавленному кварцу диоксид циркония может быть использован для производства силоксидного стекла , более твердого и более устойчивого к нагрузкам стекла, чем кварцевое непрозрачное стекло [6].Диоксид циркония также может быть добавлен к оксиду алюминия для использования в компонентах процесса стального литья.

Термобарьерное покрытие (TBC)

Диоксид циркония применяется в качестве покрытия для деталей реактивных двигателей, которые подвергаются воздействию высоких температур. Это стало возможным благодаря низкой теплопроводности и высокой термостойкости компаунда. Исследования подтвердили эффективность диоксида циркония для ТБК при условии, что материал наносится правильно и равномерно.

Стоматологическая промышленность

Из-за его биосовместимости, хорошей эстетики и высоких механических свойств диоксид циркония наиболее часто используется в стоматологии, в основном для реставрации мостов, коронок и керамических виниров из полевого шпата и зубных протезов. Стабилизированный иттрием диоксид циркония также играет важную роль в производстве почти постоянных коронок из диоксида циркония.

Устойчивый к царапинам и абразивный материал

Обладая повышенной механической стабильностью и устойчивостью к истиранию, диоксид циркония используется в качестве абразивного материала.Он также полезен в качестве защитного слоя для механических деталей из-за устойчивости состава к царапинам и механическим воздействиям.

Системы, обогащенные кислородом

В то время как другие материалы могут окисляться и нарушать целостность, диоксид циркония стабилен в присутствии кислорода. Фактически, он используется в мембранах топливных элементов и механизмах определения кислорода даже при повышенных температурах.

Ювелирная промышленность

Фианит циркония, в частности, превратился в жизнеспособную альтернативу алмазу (который является чрезвычайно дорогим).Помимо своей долговечности и сильного эстетического сходства с алмазом, кубический цирконий дает огранки в отличие от алмазов и обладает оптическими безупречностями, которые невооруженным глазом кажутся совершенно бесцветными. Его обычно называют имитацией алмаза , а не синтетическим алмазом , поскольку он визуально напоминает натуральный алмаз, но не имеет таких же химических свойств. Примеры украшений на основе диоксида циркония включают кольца с фианитом и серьги с фианитом.

Нож керамический.

Диоксид циркония - Wissensplattform nanopartikel.info

Свойства и приложения
Изображение

ПЭМ товарных гранул диоксида циркония (справа). После прессования и спекания гранул получается оксид циркония (слева) © Fh IKTS

Диоксид циркония (ZrO 2 ), который также называют оксидом циркония или диоксидом циркония, представляет собой неорганический оксид металла, который в основном используется в керамических материалах. Диоксид циркония заменяет цирконий как соединение элемента циркония, который наиболее часто встречается в природе.Это тяжелый металл, 0,016% которого содержится в земной коре, и поэтому встречается чаще, чем хлор и медь. Его высокая твердость, низкая реакционная способность и высокая температура плавления сделали его самым древним минералом, который можно найти на Земле. Цирконий не встречается массово, но связан с минералами, в основном цирконием (ZrSiO 4 ).

Циркон также известен как драгоценный камень, цвет которого может варьироваться от бесцветного белого до коричневого, зеленого и т. Д., В зависимости от следов примесей.Из-за высокой оптической плотности драгоценные камни из циркона (и диоксида циркония) имеют высокие показатели преломления. Следовательно, при условии, что они чистые и достаточно большие, они подходят в качестве (более дешевых) заменителей алмазов. Ни один из природных изотопов циркона не является радиоактивным. Тем не менее, поскольку циркон относительно часто загрязнен оксидами урана и другими радиоактивными веществами, такими как соли тория, он ответственен за большую часть естественного радиоактивного излучения. Например, при определении геологического возраста с помощью радиоактивного датирования используются такие примеси.

Диоксид циркония - важнейшее соединение циркония, которое благодаря своим свойствам используется в различных продуктах. В природе ZrO 2 встречается в минеральной форме в виде бадделеита, модификации моноклинных кристаллических решеток (которая часто встречается в гравии в виде выветренной крошки). Диоксид циркония немагнитен и обладает высокой устойчивостью к кислотам, щелочам и экзогенным (химическим, термическим и механическим) воздействиям.

Диоксид циркония обладает высокой термической стабильностью.Он не плавится ниже 2680 ° C, поэтому его используют в высокотемпературной керамике, такой как тигли или печи. Поскольку, кроме того, он обладает высокой механической стабильностью и очень устойчив к истиранию, он служит, например, для улучшения свойств (особенно устойчивости к царапинам) лаков и покрытий, применяемых в качестве верхних покрытий для автомобилей или в качестве отделки паркета и мебели. . Диоксид циркония также содержится в лаках для электронных устройств, в лаках для ногтей, в чернилах для струйных принтеров и других продуктах.Кроме того, он известен как абразив и встречается (как диоксид титана) как белый пигмент в фарфоре.

Кроме того, в эндопротезах тазобедренного сустава и другой высококачественной медицинской керамике используются преимущества диоксида циркония. Стоматология использует его особые свойства при производстве коронок и мостовидных протезов, шпилек корней зубов и имплантатов, не содержащих металлов. Диоксид циркония является наиболее широко используемой оксидной керамикой после оксида алюминия. Благодаря своей электролитической проводимости она использовалась еще в 1897 году в корпусах накаливания (керамических стержнях) лампы Нернста, лампы накаливания с электрическим приводом, изобретенной немецким физиком и химиком Вальтером Нернстом.

Диоксид циркония не является самовоспламеняющимся порошком нанометрового размера. Также в виде смеси с воздухом (пылью) под воздействием источника возгорания он не воспламеняется, поэтому нет возможности взрыва пыли.

Лист технических данных NanoCare


Литература

  1. Chem-Europe.com (EN): Диоксид циркония (дата последнего доступа: февраль 2011 г.).
  2. Википедия (EN): диоксид циркония (дата последнего доступа: февраль 2011 г.).
  3. База данных IFAGESTIS по опасным веществам (ru): оксид циркония (IV) (дата последнего доступа: февраль 2011 г.).
  4. Брейер, Х (2006). dtv-Atlas Chemie - Grundlagen und Ergebnisse der modernen Chemie, Band 1, 10. Auflage, dtv-Verlag, München. ISBN 978-3-423-03217-9.
  5. Roempp Chemielexikon (1992). 9. Auflage, Falbe, F & Regnitz, M. Georg Thieme Verlag, Штутгарт, Нью-Йорк.
  6. Кац, Ф (2007). Literaturübersicht über Zirkoniumdioxid in der Zahnmedizin und Bruchbelastbarkeit am Beispiel von Slot-Inlay Brückengerüsten, инаугурационная диссертация, Фрайбургский университет, Германия.

Оксид циркония - обзор

15.8 Датчики кислорода

Важное свойство : Электрический изолятор. Термостойкий. Газонепроницаемое уплотнение.

Инновация Рона Гарви в области стабилизации диоксида циркония (см. Главу 6, раздел 6.4.1.4) привела к ряду технологически важных результатов:

(1)

Частично стабилизированный диоксид циркония (глава 6)

(2)

ZTA (Глава 7)

(3)

Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ)

(4)

Стабилизированные циркониевые ионные проводники «твердый электролит» для датчиков кислорода

ZTA такой важный биоматериал в ортопедической промышленности, который составляет всю основу главы 7 в этой книге, а также важен для главы 5 (стоматологическая керамика).Диоксид циркония имеет много промышленного применения и важен в стоматологии, но его использование в качестве ортопедического материала было проблематичным, о чем говорилось в главе 6. ТОТЭ выходят за рамки этой книги.

Последним значительным применением глинозема является результат 4 из приведенного выше списка: датчики кислорода, как показано на рис. 15.7. Твердый электролит из диоксида циркония был разработан тем же отделом материаловедения CSIRO 4 в Мельбурне, Австралия, где в 1972 году британский физик Рон Гарви, изобретатель закалки диоксида циркония, усовершенствовал свое изобретение из диоксида циркония «керамическая сталь».Это подразделение CSIRO стало теплицей для инноваций из диоксида циркония в 1970-х и 1980-х годах. В кислородном датчике используется твердый электролит из диоксида циркония, покрытый платиной с обеих сторон и обычно прикрепленный к опорной трубке из оксида алюминия. Одной из проблем при разработке раннего прототипа была локализация циркониевого электролита. Это было достигнуто путем сварки таблетки твердого электролита из стабилизированного диоксида циркония в конце трубы из оксида алюминия высокой чистоты при температуре около 2000 ° C с использованием эвтектики оксид алюминия и циркония 2000 ° C [633–635].Гарольд Каност, американский инженер по керамике, эмигрировал в Австралию в 1970 году, присоединившись к CSIRO для участия в исследованиях частично стабилизированного диоксида циркония. В 1971 году он основал компанию Ceramic Oxide Fabricators Pty Ltd., которой CSIRO позже предоставила лицензию на производство запатентованного кислородного датчика SIRO2.

Рис. 15.7. Вверху: датчики кислорода производства Ceramic Oxide Fabricators (AUST) Pty Ltd. Внизу: датчики кислорода производства австралийской Oxytrol Systems Pty Ltd.

Изображение предоставлено Ceramic Oxide Fabricators (AUST) Pty Ltd.

Ceramic Oxide Fabricators (AUST) Pty Ltd. - австралийская компания с более чем 45-летним опытом производства и экспорта керамических изделий на основе оксида алюминия и диоксида циркония. Компания является мировым лидером в производстве высокотемпературных датчиков кислорода (500–1750 ° C), используемых в науке и промышленности (см. Рис. 15.7). Датчик кислорода был изобретен CSIRO, затем коммерциализирован по лицензии Ceramic Oxide Fabricators. для производства. Приложения включают научные исследования, измерение летучести химических реакций при повышенных температурах, печи науглероживания, а также измерения кислорода в расплавленных металлах.Другие продукты компании Ceramic Oxide Fabricators (AUST) Pty Ltd. включают тигли, трубы (от печи до многоствольной), стержни, изоляторы, огнеупоры и изготовление на заказ, включая специализированные услуги по механической обработке (см. Рис. 15.1, 15.2 и 15.8–15.10). Компания поставляет керамику во многие ведущие научные учреждения мира.

Рис. 15.8. Мебель для прецизионных глиноземных печей, изготовленная на заказ для Ceramic Fuel Cells Limited компанией Ceramic Oxide Fabricators (AUST) Pty Ltd.

Изображение предоставлено Ceramic Oxide Fabricators (AUST) Pty Ltd.

Рис. 15.9. Экструзия специального глинозема. Слева: напильник для стрижки гребней обеспечивает контролируемую затупленность гребней, что позволяет стричь овец без кровотечения. Справа: изолятор прецизионного плазмотрона с возможностью подачи охлаждающего воздуха.

Изготовлено Ceramic Oxide Fabricators (AUST) Pty Ltd. Изображение предоставлено Ceramic Oxide Fabricators (AUST) Pty Ltd.

Рис. 15.10. Прецизионная линейка из глинозема с прямой кромкой, изготовленная по индивидуальному заказу для Boeing Ltd. компанией Ceramic Oxide Fabricators (AUST) Pty Ltd.

Изображение любезно предоставлено Ceramic Oxide Fabricators (AUST) Pty Ltd.

Использование и свойства оксида циркония

Оксид циркония обладает множеством полезных свойств, которые позволяют использовать его для различных целей во многих отраслях промышленности. Процессы производства и обработки диоксида циркония также позволяют компании, производящей литье диоксида циркония под давлением, изменять свои характеристики в соответствии с конкретными требованиями и потребностями широкого круга клиентов и различных приложений.

В этом отношении цирконий похож на оксид алюминия.Оксид алюминия также подходит для различных целей, и оксид алюминия можно производить и обрабатывать несколькими различными способами для удовлетворения различных потребностей. Однако способы использования, применения и характеристики, как правило, различаются. Посмотрите, для чего можно использовать диоксид циркония и насколько это сложно.

Для чего используется диоксид циркония?

Оксид циркония (ZrO2), или диоксид циркония, представляет собой современный керамический материал, наиболее часто используемый при производстве различных типов твердой керамики.Этот материал наиболее широко используется для изготовления различных дентальных имплантатов из-за его твердости, химической инертности и различных биосовместимых аспектов.

Однако использование диоксида циркония в стоматологии - только наиболее известное применение этого передового керамического материала. Есть и другие свойства, которые делают диоксид циркония подходящим для различных применений. Эти свойства включают:

  • Отличная устойчивость к коррозии и различным химическим веществам
  • Отсутствие врожденной хрупкости некоторых других типов технической керамики
  • Очень высокая прочность при комнатной температуре
  • Очень высокая вязкость разрушения
  • Высокая твердость и плотность
  • Очень хорошая износостойкость
  • Хорошие фрикционные свойства
  • Низкая теплопроводность
  • Твердая электрическая изоляция

Именно эти и другие характеристики диоксида циркония сделали его обычным выбором не только в качестве широко распространенного материала для стоматологических каркасов, но и также в других отраслях.Цирконий также используется в:

  • Обработка жидкостей
  • Компоненты аэрокосмической промышленности
  • Режущие инструменты
  • Биомедицинские приложения
  • Микротехника
  • Детали электроники
  • Волоконная оптика
  • Сопла для распыления и экструзии
  • Детали, требующие приятного эстетического вида
  • Компоненты, требующие износостойкости и высокой прочности

Именно такая универсальность делает диоксид циркония одним из наиболее широко используемых современных керамических материалов.Более того, компании могут производить множество различных деталей и компонентов из диоксида циркония, используя литье под давлением, что позволяет ему стать еще более распространенным материалом.

Насколько твердый оксид циркония?

Оксид циркония - чрезвычайно прочный материал, который также очень ковкий и пластичный. Оксид циркония имеет много общих физических и химических свойств с титаном, что показывает, насколько твердым и износостойким может быть оксид циркония.

Например, по сравнению с фарфором оксид циркония более чем в пять раз прочнее, что является одной из причин, по которой он почти полностью заменил фарфор в стоматологической промышленности.В сочетании с другими свойствами, такими как коррозионная стойкость и износостойкость, цирконий становится материалом, который практически не поддается разрушению при повседневном использовании.

Что такое компания №1 по литью циркония под давлением?

В Wunder Mold мы пользуемся преимуществами последних технологических достижений в области литья под давлением диоксида циркония и используем самое современное оборудование вместе с проверенными процедурами формования, чтобы предоставить всем нашим клиентам высококачественные детали и продукты в соответствии с их спецификациями. Наш персонал состоит из преданных своему делу, опытных и знающих профессионалов в области литья под давлением диоксида циркония, которые обратят внимание на ваши конкретные требования, чтобы предоставить вам конечный продукт, который будет идеально соответствовать вашей конкретной цели.

Наш двадцатипятилетний опыт работы в индустрии литья под давлением оксида алюминия и диоксида циркония дал нам опыт, необходимый для удовлетворения особых требований наших клиентов из самых разных отраслей. Свяжитесь с нами по телефону (707) 448-2349 или отправьте нам электронное письмо по адресу [email protected]

Диоксид циркония

Альтернативные названия : Цирконий, ZrO 2 , оксид циркония

Примечания

Диоксид циркония или диоксид циркония (ZrO 2 ) представляет собой оксид металла, полученный из минерального бадделеита (оксид циркония) или извлеченный из силикатного песка циркония.Несмотря на наличие большого количества сырья (в основном из Австралии и Южной Африки), процессы извлечения ZrO 2 разнообразны и дороги (например, плавление, выщелачивание, плазменная дуга, растворение и осаждение). Чистота колеблется от 75 до> 99%. Каждый процесс производит диоксид циркония, который имеет свои уникальные свойства. Ежегодно используется значительное количество диоксида циркония (10 из 1000 тонн), намного больше, чем высокотехнологичных материалов, используемых для аналогичных целей.

Форма, в которой существуют кристаллы диоксида циркония, изменяется с температурой (моноклинная до 1170 ° C, тетрагональная до 2370 ° C, кубическая до плавления при 2880 ° C).

В керамике диоксид циркония используется для ряда целей:

- Он используется в составах красителей для стабилизации и улучшения определенных цветов.
-Он добавляется к неоксидной керамике в качестве вспомогательного средства для спекания (чтобы помочь склеить частицы вместе).
-Добавлен в составы для тела и глазури для повышения твердости.
-Используется в тиглях, форсунках, клапанах и даже в огнеупорных кирпичах, чтобы противостоять атакам расплавленных металлов.
-Используется в качестве глушителя в глазури и фриттах (делает прозрачные пленки белыми).Эффект непрозрачности аналогичен силикату циркония (6-9% для полупрозрачности, 10-15% для полной непрозрачности).
-Используется как отбеливатель в фарфоре.

Диоксид циркония также имеет другие интересные применения:

-Он обладает химической и коррозионной стойкостью при температурах, значительно превышающих точку плавления оксида алюминия. Его твердость и устойчивость к нагреванию делают его пригодным для использования в абразивных материалах, режущих инструментах и ​​деталях двигателя.
-Это полезно в качестве материала для медицинских имплантатов.
-Ионная проводимость делает его ценным в датчиках и топливных элементах.

В чистом виде механическая прочность ограничена, но очень высокая прочность и твердость могут быть получены путем добавления стабилизатора. В частично стабилизированный диоксид циркония (PSZ) добавляют небольшое количество извести, иттрия или магнезии для создания сверхпрочной многофазной матрицы.

Связанная информация

Links

Технический керамический материал с множеством уникальных свойств

Материалы…


Диоксид циркония (ZrO 2 или оксид циркония) Трансформация ужесточилась

Диоксид циркония - один из наиболее изученных керамических материалов.Диоксид циркония (в наиболее встречающаяся в природе форма) является минералом бадделеит. Цирконий начинает свою жизнь после процесса термической обработки. (прокаливание) циркония диоксид. Этот диоксид циркония в дальнейшем перерабатывается в различные формы, в том числе в порошок. В составах диоксида циркония Ceramco используется готовый к печати тип порошок диоксида циркония для его формирование около сети производственный процесс.

Жесткий… Жесткий

Чистый диоксид циркония с температурой плавления 2715 ° C и температурой кипения 4300 ° C чрезвычайно жесткий. Однако при нагревании фазовые изменения его физических характеристик обнаруживают слабость. В его тетрагональной фазе расширение части чистого диоксида циркония приводит к внутренние напряжения, приводящие к трещинам. Эта врожденная слабость исправляется добавлением стабилизатора, такого как иттрия (оксид иттрия, Y 2 O 3 ), производя YTZP, оксид циркония, частично стабилизированный оксидом иттрия.

Деталь из диоксида циркония YTZP остается стабильным, поскольку переходит из моноклинной (комнатной температуры) фазы в тетрагональную (нагретая) фаза и обратно, что приводит к меньшему расширению и минимальному распространению трещин. Эти изменения называются Преобразование ужесточение.

Ceramco производит OEM керамические детали из диоксида циркония YTZP для различных рынков с одинаковым разные среды.Тем не менее, были обнаружены общие резьбы, делающие цирконий YTZP материалом на выбор часто входят:

  1. Устойчивость к истиранию
  1. Коэффициент теплового расширения аналогичен стали

Среды, в которых YTZP может не подходить, включая длительное погружение в воду и температуру 500 ° C (и выше), в этом случае следует избегать электропроводности.Как и вся керамика Ceramco OEM заказы по частям, мы тесно сотрудничаем с клиентом, чтобы получить керамический состав, который не только соответствует спецификации, но также позволяет избежать таких нежелательных обстоятельств.

Больше чем “ Обычная ваниль »

Цирконий бывает разных вкусов. YTZP доступен во множестве эстетических привлекательные цвета, которые можно отполировать до блеска.В зависимости от элементов и используемые добавки (оксид иттрия, MgO, оксид церия, оксид алюминия и т. д.). Технические характеристики диоксида циркония могут быть отрегулированным для использования в качестве датчика кислорода или в композитах, таких как ZTA (закаленный диоксид циркония оксид алюминия).

Технические характеристики наших материалов отображать только частичный список керамических составов из диоксида циркония тщательно задокументированные, доступные клиентам Ceramco.

Люди добиваются успеха

За более чем 30 лет производства керамических деталей OEM Ceramco также изменила и ужесточился в процессе. Хотя сейчас мы обслуживаем клиентов по всему миру, производя заказов свыше 50 000 штук в год, наш высококвалифицированный персонал остается чувствителен к вашим потребностям независимо от размера вашей компании или вашего заказа. Ceramco - это готовы превратить вас в еще одного довольного клиента.

Все готово для вас

Вам нужно расценки на печать для керамической детали OEM? Свяжитесь с Ceramco. Вас встретит вежливый специалист по обслуживанию клиентов, готовый оказать незамедлительную индивидуальную помощь. Ceramco специализируется на производстве OEM керамических деталей сложной геометрии, соответствующих соответствующий процесс формирования в соответствии со спецификациями и количеством вашего заказа:

Методы формования Ceramco

ЛПИМ

Полуавтоматический, от малого до среднего
Объемное литье под давлением

HPIM

Полностью автоматизированный, большой объем
литье под давлением

microPIM

Полуавтоматическое литье под давлением большого объема
≥ 0.05 грамм

3D-печать

LCM, или аддитивное производство…
прототипов и объемы производства

Диоксид циркония (оксид циркония, ZrO2) | Fine Ceramics (Продвинутая керамика)

Цирконий, в основном состоящий из ZrO 2 , имеет самую высокую механическую прочность и вязкость разрушения при комнатной температуре среди всех основных видов тонкой керамики.Из него делают режущие лезвия, ножницы и ножи. Он также используется для деталей насосов из-за превосходной гладкости поверхности.

Товары, связанные с цирконием

Характеристики

Цирконий обладает превосходными механическими свойствами, более высокой прочностью и вязкостью разрушения, чем оксид алюминия.

Он также используется в фрезерных станках, деталях скольжения и режущих дисках.

Цирконий демонстрирует отличную теплоизоляцию, так как его теплопроводность составляет менее 1/10 теплопроводности другой керамики.

Конфигурация

Точность размеров достигается механической обработкой

Когда требуется точность размеров для обработанной керамики, Kyocera может обеспечить допуски, указанные в таблице ниже. Если требуются большие допуски, проконсультируйтесь с нами.

РАЗМЕР ОБРАБОТКИ

(Данные в мм, если не указано иное)
1. Керамические блоки и плиты шлифованные
2.Пруток круглый и квадратный
ИЗДЕЛИЯ С ТОЧНОЙ ОБРАБОТКОЙ

Сверхточность возможна благодаря уникальным методам Kyocera.

На прецизионную обработку влияют форма и материал.

Некоторые практические примеры показаны в таблице ниже.

* Шероховатость поверхности зависит от материала. Представленные здесь данные указывают, где используется оксид алюминия.

Объект

* Значения являются типичными свойствами материала и могут варьироваться в зависимости от конфигурации продукта и производственного процесса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *