Dengan perkembangan komunikasi elektronik dan peningkatan standar hidup, zirkonia berwarna Keramik semakin banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Keramik disukai karena biokompatibilitasnya, kilau logamnya yang luar biasa, dan sifat mekaniknya yang kuat. Aplikasinya meliputi restorasi gigi, perhiasan, dan perangkat pintar seluler. Namun, menambahkan warna pada zirkonia bukanlah tugas yang mudah.
Persiapan Zirkonium Oksida Berwarna
Saat ini, zirkonia berwarna yang kita lihat di pasaran umumnya memiliki beragam warna karena penambahan berbagai unsur tanah jarang, logam, dan oksida. Kesulitan dalam pembuatan zirkonia berwarna terletak pada suhu sinteringnya yang biasanya berkisar antara 1550°C dan 1650°C. Pada suhu tinggi, banyak pewarna atau zat pewarna terurai atau menguap, sehingga kehilangan efektivitasnya. Oleh karena itu, sulit untuk membuat keramik zirkonia berwarna cerah hanya dengan menambahkan pewarna atau zat warna. Selain itu, penguraian pewarna dapat mengurangi densitas produk keramik, sehingga secara signifikan mengurangi ketangguhan material keramik dan memengaruhi kualitas produk akhir. Oleh karena itu, pembuatan keramik berwarna dan pengembangan varian warna baru menjadi perhatian utama dalam industri ini. Keramik berwarna cerah dan tidak beracun dengan sifat mekanik yang baik memiliki prospek aplikasi pasar yang sangat luas.
“Kunci” Keramik Berwarna: Kontrol Serbuk dan Teknologi Sintering
Kontrol Kualitas Bubuk adalah Kuncinya
Pembuatan zirkonia berwarna pada dasarnya bertujuan untuk mendistribusikan pewarna secara merata dalam matriks zirkonia. Untuk keramik komposit, terutama keramik nanokomposit, karena ukurannya yang kecil, ukuran partikel Karena partikel pewarna dan matriks zirkonia, luas permukaan spesifik yang besar, serta gaya tarik elektrostatik dan gaya van der Waals yang besar antar partikel, partikel pewarna dan matriks zirkonia rentan terhadap penggumpalan. Fenomena ini tidak hanya menyebabkan warna keramik nanokomposit tidak merata, tetapi juga memengaruhi sifat mekaniknya.
Lalu, bagaimana caranya agar partikel pewarna terdispersi secara merata dalam matriks zirkonia dan menghasilkan keramik zirkonia berwarna dengan sifat mekanik dan kromatisitas yang sangat baik? Kuncinya terletak pada kemampuan mengatasi aglomerasi antar partikel bubuk. Untuk menghasilkan keramik zirkonia dengan kinerja yang baik dan beragam warna, perlu ditemukan metode dispersi yang tepat. Metode-metode yang umum digunakan adalah sebagai berikut:
Metode Pencampuran Fase Padat
Metode ini merupakan metode yang paling banyak digunakan dalam industri untuk menyiapkan keramik zirkonia berwarna. Partikel oksida seperti pewarna dan mineralizer dicampur dan pabrik boladengan nanopowder zirkonia stabil sesuai dengan spesifikasi tertentu bahan kimia Rasio. Butiran partikel padat dihaluskan dalam proses ini. Retakan mikro, distorsi kisi, dan peningkatan energi permukaan terjadi, yang mendukung reaksi kimia suhu rendah. Keunggulan metode ini adalah proses yang sederhana, biaya rendah, pengoperasian yang mudah, dan industrialisasi yang mudah. Namun, metode ini tidak dapat mengatasi masalah aglomerasi nanopartikel.
Metode Kopresipitasi Kimia
Metode kopresipitasi kimia: Metode ini menggunakan garam zirkonium, garam penstabil, dan larutan garam ion pewarna untuk dicampur dan direaksikan dengan alkali atau karbonat untuk membentuk presipitasi hidroksi atau karbonat. Kemudian, larutan tersebut dipanaskan dan didekomposisi untuk menghasilkan bubuk komposit zirkonium oksida. Proses ini relatif rumit, tetapi bubuk yang dihasilkan memiliki kemurnian tinggi dan kinerja yang sangat baik. Namun, ketika menggunakan metode presipitasi kimia, salah satu masalah yang perlu diperhatikan adalah pembentukan aglomerat yang keras.
Metode Kopresipitasi Kimia
Metode ini menggunakan garam zirkonium, garam penstabil, dan larutan garam ion pewarna untuk dicampur dan direaksikan dengan alkali atau karbonat untuk membentuk presipitasi hidroksi atau karbonat. Kemudian, larutan tersebut dipanaskan dan didekomposisi untuk menghasilkan bubuk komposit zirkonium oksida. Proses ini relatif rumit, tetapi bubuk yang dihasilkan memiliki kemurnian tinggi dan kinerja yang sangat baik. Namun, ketika menggunakan metode presipitasi kimia, salah satu masalah yang perlu diperhatikan adalah pembentukan aglomerat yang keras.
Metode Sintering
Selain metode persiapan yang berbeda yang mempengaruhi kinerja bubuk zirkoniaMetode sintering juga akan memengaruhi kinerja dan warna keramik zirkonia berwarna. Dengan tingkat lintas disiplin dan teknologi, banyak metode sintering baru telah muncul selain metode sintering tradisional:
Metode Sintering Plasma Pelepasan
Para ahli telah melakukan uji coba. Dalam persiapan sintering plasma debit, suhu sintering memiliki pengaruh terbesar terhadap ketangguhan keramik zirkonia, diikuti oleh waktu sintering. Suhu sintering terbaik adalah 1400℃ dan waktu sintering terbaik adalah 5 menit. Keramik zirkonia yang disinter dengan metode ini memiliki kekerasan dan ketangguhan patah yang tinggi.
Sintering Gelombang Mikro
Sintering gelombang mikro memiliki keunggulan yang tak tergantikan dibandingkan metode sintering tradisional, yang merupakan metode pemanasan holistik. Material mengubah energi gelombang mikro yang diserap menjadi energi kinetik dan energi termal antar molekul untuk mencapai efek pemanasan material secara keseluruhan. Gradien suhu di dalam material kecil, sehingga jarang menyebabkan material retak akibat pemanasan yang tidak merata. Sifat fisik zirkonia yang dihasilkan dengan metode sintering ini lebih baik.
Kesimpulan
Untuk memenuhi permintaan keramik zirkonia berwarna dengan warna yang beragam, kinerja yang stabil, dan proses yang ramah lingkungan, para peneliti di seluruh dunia telah mengembangkan lebih dari selusin jenis. Zirkonia berwarna ini tidak hanya menawarkan estetika yang sangat baik tetapi juga menunjukkan biokompatibilitas, ketahanan aus, dan kekuatan mekanis yang sangat baik. Keramik ini cocok untuk aplikasi medis, perhiasan, dan elektronik. Para pengembang terus meningkatkan proses persiapan dan mengeksplorasi teknologi ramah lingkungan baru untuk mengurangi konsumsi sumber daya dan dampak lingkungan. Bubuk EPICperalatan, seperti ball mill, pengklasifikasi, Dan modifikasi permukaan Perangkat ini memberikan dukungan teknis yang kuat untuk memproduksi zirkonia berwarna berkinerja tinggi. Seiring kemajuan teknologi ini, prospek pasar keramik zirkonia berwarna dalam manufaktur kelas atas akan meluas, menjadikannya material inovatif yang sangat diminati.