З развіццём электронных камунікацый і паляпшэннем узроўню жыцця, каляровы цырконій Кераміка шырэй выкарыстоўваецца ў паўсядзённым жыцці. Яна аддаецца перавагу сваёй біясумяшчальнасці, выдатнаму металічнаму бляску і моцным механічным уласцівасцям. Да яе прымянення адносяцца стаматалагічныя рэстаўрацыі, ювелірныя вырабы і мабільныя разумныя прылады. Аднак дадаць колер цырконію — няпростая задача.
Атрыманне каляровага аксіду цырконія
У цяперашні час каляровы цырконій, які мы бачым на рынку, у асноўным мае розныя колеры з-за дадання розных рэдказямельных элементаў, металаў і аксідаў. Складанасць атрымання каляровага цырконія заключаецца ў тым, што тэмпература яго спякання звычайна складае ад 1550°C да 1650°C. Пры высокіх тэмпературах многія фарбавальнікі або фарбавальнікі раскладаюцца або выпараюцца, губляючы сваю эфектыўнасць. Такім чынам, складана стварыць яркую цырконіевую кераміку, проста дадаўшы фарбавальнікі або фарбавальнікі. Акрамя таго, раскладанне фарбавальнікаў можа пагоршыць шчыльнасць керамічных вырабаў, значна зніжаючы трываласць керамічнага матэрыялу і ўплываючы на якасць канчатковага прадукту. У выніку падрыхтоўка каляровай керамікі і распрацоўка новых каляровых гатункаў з'яўляюцца ключавымі праблемамі ў прамысловасці. Нетаксічная кераміка яркіх колераў з добрымі механічнымі ўласцівасцямі мае вельмі шырокія перспектывы прымянення на рынку.
«Ключ» да каляровай керамікі: кантроль парашка і тэхналогія спякання
Кантроль якасці парашка — гэта ключ да поспеху
The preparation of colored zirconia is essentially to make the colorant evenly distributed in the zirconia matrix. For composite ceramics, especially nanocomposite ceramics, due to the small particle size of the colorant particles and the zirconia matrix, large specific surface area, and large electrostatic attraction and van der Waals force between the particles, the colorant particles and the zirconia matrix particles are prone to agglomeration. This phenomenon not only leads to uneven color of nanocomposite ceramics, but also affects its mechanical properties.
Такім чынам, як жа зрабіць так, каб часціцы фарбавальніка раўнамерна размеркаваліся ў матрыцы цырконія і атрымалі каляровую цырконіевую кераміку з выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі і каляровасцю? Ключ заключаецца ў тым, ці можна пераадолець агламерацыю паміж часціцамі парашка. Каб атрымаць цырконіевую кераміку з добрымі характарыстыкамі і рознымі колерамі, неабходна знайсці прыдатны метад дысперсіі. Найбольш распаўсюджаныя з іх наступныя:
Метад змешвання цвёрдай фазы
Гэты метад з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўваным у прамысловасці для падрыхтоўкі каляровай цырконіевай керамікі. Часціцы аксіду, такія як фарбавальнікі і мінералізатары, змешваюцца і шаравая млынed with stable zirconia nanopowders according to a certain chemical ratio. The solid particle grains are refined in this process. Microcracks, lattice distortion, and increased surface energy occur, which are conducive to low-temperature chemical reactions. It has the advantages of simple process, low cost, convenient operation, and easy industrialization. However, this method cannot overcome the problem of nanoparticle agglomeration.
Метад хімічнага суасаджэння
Метад хімічнага суасаджэння: пры гэтым метадзе соль цырконія, соль-стабілізатар і раствор солі-іона фарбавальніка змешваюцца і рэагуюць са шчолаччу або карбанатам з утварэннем гідраксіду або карбанатнага асадка. Затым яго награваюць і раскладаюць, атрымліваючы кампазітны парашок аксіду цырконія. Гэты працэс адносна складаны, але атрыманы парашок мае высокую чысціню і выдатныя характарыстыкі. У той жа час пры выкарыстанні метаду хімічнага асаджэння неабходна звярнуць увагу на праблему ўтварэння цвёрдых агламератаў.
Метад хімічнага суасаджэння
У гэтым метадзе выкарыстоўваецца соль цырконія, соль-стабілізатар і раствор солі-іона фарбавальніка для змешвання і рэакцыі са шчолаччу або карбанатам з утварэннем гідраксідных або карбанатных асадкаў. Затым іх награваюць і раскладаюць, каб атрымаць кампазітны парашок аксіду цырконія. Гэты працэс адносна складаны, але атрыманы парашок мае высокую чысціню і выдатныя характарыстыкі. У той жа час, пры выкарыстанні метаду хімічнага асаджэння неабходна звярнуць увагу на праблему ўтварэння цвёрдых агламератаў.
Метад спякання
Акрамя розных метадаў падрыхтоўкі, якія ўплываюць на прадукцыйнасць парашок цырконія, метад спякання таксама паўплывае на характарыстыкі і колер каляровай цырконіевай керамікі. З міждысцыплінарным і тэхналагічным узроўнем, акрамя традыцыйнага метаду спякання, з'явілася шмат новых метадаў спякання:
Метад плазменнага спякання
Навукоўцы правялі выпрабаванні. Пры падрыхтоўцы да спякання ў плазме разраду найбольшы ўплыў на трываласць цырконіевай керамікі аказвае тэмпература спякання, за якой ідзе час спякання. Найлепшая тэмпература спякання складае 1400℃, а найлепшы час спякання — 5 хвілін. Цырконіевая кераміка, спячаная гэтым метадам, мае высокую цвёрдасць і глейкасць разлому.
Мікрахвалевае спяканне
Мікрахвалевае спяканне мае незаменныя перавагі ў параўнанні з традыцыйнымі метадамі спякання, якія з'яўляюцца метадам комплекснага нагрэву. Матэрыял пераўтварае паглынутую мікрахвалевую энергію ў кінетычную энергію і цеплавую энергію паміж малекуламі, каб дасягнуць эфекту нагрэву матэрыялу ў цэлым. Градыент тэмператур унутры матэрыялу невялікі, таму ён рэдка выклікае расколіны з-за нераўнамернага нагрэву. Фізічныя ўласцівасці цырконія, атрыманага гэтым метадам спякання, лепшыя.
Заключэнне
Каб задаволіць попыт на каляровую цырконіевую кераміку са зменнымі колерамі, стабільнымі характарыстыкамі і экалагічна чыстымі працэсамі, даследчыкі па ўсім свеце распрацавалі больш за дзесятак тыпаў. Гэты каляровы цырконій не толькі прапануе выдатную эстэтыку, але і дэманструе выдатную біясумяшчальнасць, зносаўстойлівасць і механічную трываласць. Ён падыходзіць для медыцынскага, ювелірнага і электронічнага прымянення. Распрацоўшчыкі пастаянна ўдасканальваюць працэсы падрыхтоўкі і даследуюць новыя зялёныя тэхналогіі для скарачэння спажывання рэсурсаў і ўздзеяння на навакольнае асяроддзе. EPIC парашокабсталяванне, такое як шаравыя млыны, класіфікатары, і мадыфікацыя паверхні прылады забяспечваюць моцную тэхнічную падтрымку для вытворчасці высокапрадукцыйнага каляровага цырконію. Па меры развіцця гэтых тэхналогій рынкавыя перспектывы каляровай цырконіевай керамікі ў высакаякаснай вытворчасці будуць пашырацца, што зробіць яе вельмі папулярным інавацыйным матэрыялам.