Con lo sviluppo della comunicazione elettronica e il miglioramento degli standard di vita, zirconia colorata La ceramica è ampiamente utilizzata nella vita quotidiana. È apprezzata per la sua biocompatibilità, l'eccellente lucentezza metallica e le elevate proprietà meccaniche. Le applicazioni includono restauri dentali, gioielli e dispositivi mobili intelligenti. Tuttavia, aggiungere colore alla zirconia non è un compito facile.
Preparazione dell'ossido di zirconio colorato
Attualmente, la zirconia colorata che troviamo sul mercato presenta principalmente diverse tonalità dovute all'aggiunta di terre rare, metalli e ossidi. La difficoltà nella preparazione della zirconia colorata risiede nel fatto che la sua temperatura di sinterizzazione è tipicamente compresa tra 1550 °C e 1650 °C. Ad alte temperature, molti coloranti o agenti coloranti si decompongono o evaporano, perdendo la loro efficacia. Pertanto, è difficile creare ceramiche di zirconia dai colori vivaci semplicemente aggiungendo coloranti o coloranti. Inoltre, la decomposizione dei coloranti può compromettere la densità dei prodotti ceramici, riducendo significativamente la tenacità del materiale ceramico e compromettendo la qualità del prodotto finale. Di conseguenza, la preparazione di ceramiche colorate e lo sviluppo di nuove varietà di colore sono di fondamentale importanza nel settore. Le ceramiche atossiche, dai colori vivaci e con buone proprietà meccaniche hanno una prospettiva di applicazione di mercato molto ampia.
La “chiave” della ceramica colorata: controllo della polvere e tecnologia di sinterizzazione
Il controllo della qualità della polvere è la chiave
La preparazione della zirconia colorata consiste essenzialmente nel distribuire uniformemente il colorante nella matrice di zirconia. Per le ceramiche composite, in particolare le ceramiche nanocomposite, a causa delle piccole dimensione delle particelle A causa della presenza di particelle coloranti e della matrice di zirconia, dell'ampia superficie specifica e dell'elevata attrazione elettrostatica e forza di van der Waals tra le particelle, le particelle coloranti e le particelle della matrice di zirconia tendono ad agglomerarsi. Questo fenomeno non solo porta a una colorazione non uniforme delle ceramiche nanocomposite, ma ne influenza anche le proprietà meccaniche.
Quindi, come fare in modo che le particelle coloranti si disperdano uniformemente nella matrice di zirconia e preparare ceramiche di zirconia colorate con eccellenti proprietà meccaniche e cromaticità? La chiave sta nel riuscire a superare l'agglomerazione tra le particelle di polvere. Per preparare ceramiche di zirconia con buone prestazioni e diverse colorazioni, è necessario trovare un metodo di dispersione adatto. Quelli comunemente utilizzati sono i seguenti:
Metodo di miscelazione in fase solida
Questo metodo è il più utilizzato nel settore per preparare ceramiche di zirconia colorate. Le particelle di ossido, come coloranti e mineralizzanti, vengono miscelate e mulino a sfereed con nanopolveri di zirconia stabili secondo un certo chimico Rapporto. I granuli di particelle solide vengono raffinati in questo processo. Si verificano microfratture, distorsioni del reticolo e aumento dell'energia superficiale, che favoriscono reazioni chimiche a bassa temperatura. Presenta i vantaggi di un processo semplice, basso costo, funzionamento pratico e facile industrializzazione. Tuttavia, questo metodo non può superare il problema dell'agglomerazione delle nanoparticelle.
Metodo di coprecipitazione chimica
Metodo di coprecipitazione chimica: questo metodo utilizza una soluzione di sale di zirconio, sale stabilizzante e ioni coloranti per miscelarli e farli reagire con alcali o carbonato per formare una precipitazione di idrossido o carbonato. Successivamente, il sale viene riscaldato e decomposto per ottenere una polvere composita di ossido di zirconio. Questo processo è relativamente complesso, ma la polvere ottenuta presenta un'elevata purezza e prestazioni eccellenti. Allo stesso tempo, quando si utilizza il metodo di precipitazione chimica, un problema a cui prestare attenzione è la formazione di agglomerati duri.
Metodo di coprecipitazione chimica
Questo metodo utilizza una soluzione di sale di zirconio, sale stabilizzante e ioni coloranti per miscelarli e farli reagire con alcali o carbonato, formando una precipitazione di idrossido o carbonato. Successivamente, il sale viene riscaldato e decomposto per ottenere una polvere composita di ossido di zirconio. Questo processo è relativamente complesso, ma la polvere ottenuta presenta un'elevata purezza e prestazioni eccellenti. Allo stesso tempo, quando si utilizza il metodo di precipitazione chimica, un problema a cui prestare attenzione è la formazione di agglomerati duri.
Metodo di sinterizzazione
Oltre ai diversi metodi di preparazione che influenzano le prestazioni di polvere di zirconiaIl metodo di sinterizzazione influirà anche sulle prestazioni e sul colore delle ceramiche di zirconia colorate. Grazie al livello interdisciplinare e tecnologico, sono emersi molti nuovi metodi di sinterizzazione, oltre a quello tradizionale:
Metodo di sinterizzazione al plasma di scarica
Gli studiosi hanno condotto dei test. Nella preparazione della sinterizzazione al plasma di scarica, la temperatura di sinterizzazione ha il maggiore impatto sulla tenacità della zirconia, seguita dal tempo di sinterizzazione. La temperatura di sinterizzazione ottimale è di 1400 °C e il tempo di sinterizzazione ottimale è di 5 minuti. La zirconia sinterizzata con questo metodo presenta elevata durezza e tenacità alla frattura.
Sinterizzazione a microonde
La sinterizzazione a microonde offre vantaggi insostituibili rispetto ai metodi di sinterizzazione tradizionali, che rappresentano un metodo di riscaldamento olistico. Il materiale converte l'energia a microonde assorbita in energia cinetica ed energia termica tra le molecole, ottenendo l'effetto di riscaldare il materiale nel suo complesso. Il gradiente di temperatura all'interno del materiale è ridotto, quindi raramente causa crepe nel materiale dovute a un riscaldamento non uniforme. Le proprietà fisiche della zirconia preparata con questo metodo di sinterizzazione sono migliori.
Conclusione
Per soddisfare la domanda di ceramiche di zirconia colorata con colori variabili, prestazioni stabili e processi ecocompatibili, i ricercatori di tutto il mondo ne hanno sviluppate oltre una dozzina. Queste zirconia colorate non solo offrono un'estetica eccellente, ma mostrano anche un'elevata biocompatibilità, resistenza all'usura e resistenza meccanica. Sono adatte ad applicazioni mediche, orafe ed elettroniche. Gli sviluppatori stanno costantemente migliorando i processi di preparazione ed esplorando nuove tecnologie ecosostenibili per ridurre il consumo di risorse e l'impatto ambientale. Polvere EPICattrezzature, come i mulini a sfere, classificatori, E modifica della superficie I dispositivi forniscono un solido supporto tecnico per la produzione di zirconia colorata ad alte prestazioni. Con l'avanzare di queste tecnologie, le prospettive di mercato per la zirconia colorata nella produzione di fascia alta aumenteranno, rendendola un materiale innovativo molto apprezzato.