خصائص زركونيا

أكثر أنظمة سيراميك الأسنان شيوعًا هي السيليكا والليوسيت وثاني سيليكات الليثيوم والألومينا والزركونيا. في الوقت الحالي ، يعد السيراميك القائم على الزركونيا أكثر الأبحاث التي تمت دراستها وتحديًا لأسباب مختلفة.

زركونيا (ثاني أكسيد الزركونيوم ، ZrO2) ، المسمى أيضًا "فولاذ السيراميك" ، له خصائص مثالية لاستخدام طب الأسنان: متانة فائقة ، وقوة ، ومقاومة التعب ، بالإضافة إلى خصائص التآكل الممتازة والتوافق الحيوي.

الزركونيوم (Zr) معدن قوي جدًا له خصائص كيميائية وفيزيائية مماثلة للتيتانيوم (Ti). بالمناسبة ، Zr و Ti هما معدنان يستخدمان بشكل شائع في زراعة الأسنان ، غالبًا لأنهما لا يثبطان الخلايا المكونة للعظام (بانيات العظم) ، والتي تعتبر ضرورية للاندماج العظمي.

غالبًا ما يكون زركونيا الأسنان عبارة عن إتريا معدلة (Y2O3) بلورات زركونيا رباعي الزركونيا (Y-TZP). يضاف الإيتريا لتثبيت تحول التركيب البلوري أثناء إطلاق النار عند درجة حرارة مرتفعة ولتحسين الخصائص الفيزيائية للزركونيا. عند التسخين ، تبدأ المرحلة أحادية الميل من الزركونيا في التحول إلى طور رباعي الزوايا عند 1187 درجة مئوية ، وتبلغ ذروتها عند 1197 درجة مئوية ، وتنتهي عند 1206 درجة مئوية. عند التبريد ، يبدأ التحول من الطور رباعي الزوايا إلى الطور أحادي الميل عند 1052 درجة مئوية ، ويبلغ ذروته عند 1048 درجة مئوية ، وينتهي عند 1020 درجة مئوية ، مما يُظهر سلوك التباطؤ. من المعروف أن تحول طور الزركونيا رباعي الزوايا إلى أحادي الميل هو تحول مارتينسي. أثناء تحول طور الزركونيا هذا ، تشغل خلية الوحدة ذات التكوين أحادي الميل حجمًا أكبر بنسبة 4٪ من التكوين رباعي الزوايا ، وهو تغيير كبير نسبيًا في الحجم. قد يؤدي هذا إلى تكوين تشققات خزفية إذا لم يتم استخدام أكاسيد مثبتة. سيريا (المدير التنفيذي2) ، yttria (Y2O3) ، الألومينا (Al2O3) ، تم استخدام المغنيسيا (MgO) والكاليسيا (CaO) كأكاسيد تثبيت. لذلك ، نظرًا لأن الطور أحادي الميل لا يتشكل في ظل ظروف التبريد العادية ، يتم الاحتفاظ بالمراحل التكعيبية والرباعية الشكل ، ويتم تجنب تكوين الشقوق ، بسبب تحول الطور. من المهم أيضًا مراعاة أن تثبيت الهياكل الرباعية الشكل والمكعبة يتطلب كميات مختلفة من المنشطات (المثبتات). تستقر المرحلة الرباعية الزوايا بتركيزات إشابة أقل من المرحلة التكعيبية. ومع ذلك ، هناك طريقة أخرى لتثبيت الطور الرباعي الزوايا في درجة حرارة الغرفة وهي تقليل حجم البلورة (متوسط ​​حجم الحبوب الحرج هو&لتر ؛ 0.3 ميكرومتر). يُعزى هذا التأثير إلى اختلاف الطاقة السطحية. وبالتالي ، فإن السيراميك القائم على الزركونيا والمستخدم للأغراض الطبية الحيوية موجود عادة كزركونيا رباعي الزوايا مستقر جزئيًا (PSZ) في درجة حرارة الغرفة. يعني الانبثاق أن الطاقة المحبوسة لا تزال موجودة داخل المادة لإعادتها إلى الطور الأحادي الميل. اتضح أن الإجهاد الموضعي للغاية قبل صدع التكاثر كافٍ لتحفيز حبيبات الزركونيا للتحول بالقرب من طرف الكراك. في هذه الحالة ، تصبح زيادة الحجم بنسبة 4٪ مفيدة ، حيث يتم الضغط على الشق لإغلاقه وزيادة المتانة ، والمعروفة باسم تقوية التحويل.