Con el desarrollo de las comunicaciones electrónicas y la mejora del nivel de vida, circonita coloreada La cerámica se utiliza cada vez más en la vida cotidiana. Se la prefiere por su biocompatibilidad, excelente brillo metálico y sólidas propiedades mecánicas. Sus aplicaciones incluyen restauraciones dentales, joyería y dispositivos móviles inteligentes. Sin embargo, añadir color a la zirconia no es tarea fácil.
Preparación de óxido de circonio coloreado
Actualmente, la zirconia coloreada que vemos en el mercado presenta principalmente diversos colores debido a la adición de diferentes tierras raras, metales y óxidos. La dificultad en la preparación de zirconia coloreada radica en que su temperatura de sinterización suele estar entre 1550 °C y 1650 °C. A altas temperaturas, muchos colorantes o agentes colorantes se descomponen o evaporan, perdiendo su efectividad. Por lo tanto, es difícil crear cerámicas de zirconia de colores brillantes simplemente añadiendo colorantes o tintes. Además, la descomposición de los colorantes puede afectar la densidad de los productos cerámicos, reduciendo significativamente la tenacidad del material cerámico y afectando la calidad del producto final. Como resultado, la preparación de cerámicas coloreadas y el desarrollo de nuevas variedades de color son preocupaciones clave en la industria. Las cerámicas no tóxicas, de colores vibrantes y con buenas propiedades mecánicas tienen un amplio potencial de aplicación en el mercado.
La clave de la cerámica coloreada: control del polvo y tecnología de sinterización
El control de calidad del polvo es la clave
La preparación de la zirconia coloreada consiste esencialmente en distribuir el colorante uniformemente en la matriz de zirconia. En el caso de las cerámicas compuestas, especialmente las nanocerámicas, debido a su pequeño tamaño... tamaño de partícula Debido a la gran superficie específica de las partículas de colorante y la matriz de zirconio, así como a la gran atracción electrostática y fuerza de van der Waals entre ellas, las partículas de colorante y las de la matriz de zirconio son propensas a la aglomeración. Este fenómeno no solo produce un color desigual en las cerámicas nanocompuestas, sino que también afecta sus propiedades mecánicas.
Entonces, ¿cómo lograr que las partículas de colorante se dispersen uniformemente en la matriz de zirconio y preparar cerámica de zirconio coloreada con excelentes propiedades mecánicas y cromaticidad? La clave reside en si se puede superar la aglomeración entre las partículas de polvo. Para preparar cerámica de zirconio con buen rendimiento y diversos colores, es necesario encontrar un método de dispersión adecuado. Los métodos más comunes son los siguientes:
Método de mezcla en fase sólida
Este método es el más utilizado en la industria para preparar cerámica de zirconio coloreada. Las partículas de óxido, como colorantes y mineralizadores, se mezclan y... molino de bolasElaborado con nanopolvos de zirconio estables según un cierto químico Relación. En este proceso se refinan los granos de partículas sólidas. Se producen microfisuras, distorsión reticular y aumento de la energía superficial, lo que favorece las reacciones químicas a baja temperatura. Ofrece las ventajas de un proceso sencillo, bajo coste, fácil manejo y fácil industrialización. Sin embargo, este método no soluciona el problema de la aglomeración de nanopartículas.
Método de coprecipitación química
Método de coprecipitación química: Este método utiliza una sal de circonio, una sal estabilizadora y una solución de sal iónica colorante para mezclarla y reaccionar con álcali o carbonato para formar un precipitado de hidróxido o carbonato. Posteriormente, se calienta y se descompone para obtener un polvo compuesto de óxido de circonio. Este proceso es relativamente complejo, pero el polvo obtenido presenta alta pureza y excelente rendimiento. Sin embargo, al utilizar el método de precipitación química, un problema que debe tenerse en cuenta es la formación de aglomerados duros.
Método de coprecipitación química
Este método utiliza sal de circonio, sal estabilizadora y una solución de sal iónica colorante para mezclarla y reaccionar con álcali o carbonato para formar un precipitado de hidróxido o carbonato. Posteriormente, se calienta y se descompone para obtener polvo compuesto de óxido de circonio. Este proceso es relativamente complejo, pero el polvo obtenido presenta alta pureza y excelente rendimiento. Al mismo tiempo, al utilizar el método de precipitación química, un problema que debe tenerse en cuenta es la formación de aglomerados duros.
Método de sinterización
Además de los diferentes métodos de preparación que afectan el rendimiento de polvo de zirconiaEl método de sinterización también afectará el rendimiento y el color de la cerámica de zirconio coloreada. Gracias a la transversalidad y al nivel tecnológico, han surgido numerosos métodos de sinterización nuevos, además del método tradicional:
Método de sinterización por plasma de descarga
Los investigadores han realizado pruebas. En la preparación de la sinterización por plasma de descarga, la temperatura de sinterización tiene el mayor impacto en la tenacidad de la cerámica de zirconio, seguida del tiempo de sinterización. La temperatura óptima de sinterización es de 1400 °C y el tiempo óptimo es de 5 minutos. La cerámica de zirconio sinterizada mediante este método presenta alta dureza y tenacidad a la fractura.
Sinterización por microondas
La sinterización por microondas presenta ventajas irremplazables sobre los métodos de sinterización tradicionales, que consisten en un método de calentamiento integral. El material convierte la energía de microondas absorbida en energía cinética y térmica entre moléculas para lograr el efecto de calentar el material en su conjunto. El gradiente de temperatura en el interior del material es pequeño, por lo que rara vez provoca grietas debido a un calentamiento desigual. Las propiedades físicas del zirconio preparado mediante este método de sinterización son mejores.
Conclusión
Para satisfacer la demanda de cerámica de zirconio coloreada con colores variables, rendimiento estable y procesos ecológicos, investigadores de todo el mundo han desarrollado más de una docena de tipos. Estas zirconias coloreadas no solo ofrecen una excelente estética, sino que también muestran gran biocompatibilidad, resistencia al desgaste y resistencia mecánica. Son aptas para aplicaciones médicas, de joyería y electrónicas. Los desarrolladores mejoran continuamente los procesos de preparación y exploran nuevas tecnologías ecológicas para reducir el consumo de recursos y el impacto ambiental. Polvo ÉPICOLos equipos de molienda, como los molinos de bolas, clasificadores, y modificacion superficial Los dispositivos ofrecen un sólido soporte técnico para la producción de zirconio coloreado de alto rendimiento. A medida que estas tecnologías avancen, las perspectivas de mercado para la cerámica de zirconio coloreado en la fabricación de alta gama se ampliarán, convirtiéndola en un material innovador muy valorado.