Com o desenvolvimento da comunicação eletrônica e a melhoria dos padrões de vida, zircônia colorida As cerâmicas são amplamente utilizadas no dia a dia. São apreciadas por sua biocompatibilidade, excelente brilho metálico e fortes propriedades mecânicas. Suas aplicações incluem restaurações dentárias, joias e dispositivos móveis inteligentes. No entanto, adicionar cor à zircônia não é uma tarefa fácil.
Preparação de Óxido de Zircônio Colorido
Atualmente, a zircônia colorida que vemos no mercado apresenta principalmente várias cores devido à adição de diferentes elementos de terras raras, metais e óxidos. A dificuldade na preparação da zircônia colorida reside no fato de que sua temperatura de sinterização é tipicamente entre 1550 °C e 1650 °C. Em altas temperaturas, muitos corantes ou agentes corantes se decompõem ou evaporam, perdendo sua eficácia. Portanto, é desafiador criar cerâmicas de zircônia com cores brilhantes simplesmente adicionando corantes ou corantes. Além disso, a decomposição dos corantes pode prejudicar a densidade dos produtos cerâmicos, reduzindo significativamente a tenacidade do material cerâmico e afetando a qualidade do produto final. Como resultado, a preparação de cerâmicas coloridas e o desenvolvimento de novas variedades de cores são preocupações fundamentais na indústria. Cerâmicas atóxicas, de cores vibrantes e com boas propriedades mecânicas têm uma perspectiva de aplicação de mercado muito ampla.
A “Chave” para Cerâmicas Coloridas: Controle de Pó e Tecnologia de Sinterização
O controle de qualidade do pó é a chave
A preparação da zircônia colorida consiste essencialmente em distribuir o corante uniformemente na matriz de zircônia. Para cerâmicas compósitas, especialmente as nanocompósitas, devido ao pequeno tamanho das partículas do corante e da matriz de zircônia, à grande área superficial específica e à forte atração eletrostática e força de van der Waals entre as partículas, estas são propensas à aglomeração. Esse fenômeno não só resulta em coloração irregular das nanocompósitas, como também afeta suas propriedades mecânicas.
Então, como fazer com que as partículas corantes se dispersem uniformemente na matriz de zircônia e preparar cerâmicas de zircônia coloridas com excelentes propriedades mecânicas e cromaticidade? A chave está na capacidade de superar a aglomeração entre as partículas de pó. Para preparar cerâmicas de zircônia com bom desempenho e cores variadas, é necessário encontrar um método de dispersão adequado. Os métodos mais utilizados são os seguintes:
Método de mistura em fase sólida
Este método é o mais amplamente utilizado na indústria para preparar cerâmicas de zircônia coloridas. As partículas de óxido, como corantes e mineralizantes, são misturadas e moinho de bolasA deposição de nanopartículas de zircônia estáveis é realizada com uma determinada proporção química. Os grãos das partículas sólidas são refinados nesse processo. Microfissuras, distorção da rede cristalina e aumento da energia superficial ocorrem, o que favorece reações químicas em baixas temperaturas. O método apresenta as vantagens de ser simples, de baixo custo, de fácil operação e industrialização. No entanto, ele não consegue solucionar o problema da aglomeração de nanopartículas.
Método de Coprecipitação Química
Método de coprecipitação química: Este método utiliza sal de zircônio, sal estabilizador e solução de sal iônico corante para misturar e reagir com álcali ou carbonato para formar hidróxido ou precipitação de carbonato. Em seguida, é aquecido e decomposto para obter pó composto de óxido de zircônio. Este processo é relativamente complexo, mas o pó obtido apresenta alta pureza e excelente desempenho. Ao mesmo tempo, ao utilizar o método de precipitação química, um problema que deve ser considerado é a formação de aglomerados duros.
Método de Coprecipitação Química
Este método utiliza sal de zircônio, sal estabilizador e solução de sal iônico corante para misturar e reagir com álcali ou carbonato, formando hidróxido ou precipitação de carbonato. Em seguida, é aquecido e decomposto para obter pó composto de óxido de zircônio. Este processo é relativamente complexo, mas o pó obtido apresenta alta pureza e excelente desempenho. Ao mesmo tempo, ao utilizar o método de precipitação química, um problema que deve ser considerado é a formação de aglomerados duros.
Método de sinterização
Além dos diferentes métodos de preparação que afetam o desempenho de pó de zircôniaO método de sinterização também afetará o desempenho e a cor das cerâmicas de zircônia coloridas. Com o nível interdisciplinar e tecnológico, muitos novos métodos de sinterização surgiram, além do método tradicional:
Método de sinterização por plasma de descarga
Estudiosos realizaram testes. Na preparação para sinterização por plasma de descarga, a temperatura de sinterização tem o maior impacto na tenacidade das cerâmicas de zircônia, seguida pelo tempo de sinterização. A melhor temperatura de sinterização é de 1400°C e o melhor tempo de sinterização é de 5 minutos. As cerâmicas de zircônia sinterizadas por este método apresentam alta dureza e tenacidade à fratura.
Sinterização por micro-ondas
A sinterização por micro-ondas apresenta vantagens insubstituíveis em relação aos métodos tradicionais de sinterização, que consistem em um método de aquecimento holístico. O material converte a energia de micro-ondas absorvida em energia cinética e energia térmica entre as moléculas, obtendo o efeito de aquecimento do material como um todo. O gradiente de temperatura dentro do material é pequeno, portanto, raramente causa rachaduras devido ao aquecimento desigual. As propriedades físicas da zircônia preparada por este método de sinterização são superiores.
Conclusão
Para atender à demanda por cerâmicas de zircônia coloridas com cores variáveis, desempenho estável e processos ecologicamente corretos, pesquisadores em todo o mundo desenvolveram mais de uma dúzia de tipos. Essas zircônias coloridas não só oferecem excelente estética, mas também apresentam ótima biocompatibilidade, resistência ao desgaste e resistência mecânica. São adequadas para aplicações médicas, joalheiras e eletrônicas. Os desenvolvedores estão continuamente aprimorando os processos de preparação e explorando novas tecnologias verdes para reduzir o consumo de recursos e o impacto ambiental. Pó ÉPICOequipamentos, como moinhos de bolas, classificadores, e modificação de superfície Dispositivos, fornecem forte suporte técnico para a produção de zircônia colorida de alto desempenho. À medida que essas tecnologias avançam, as perspectivas de mercado para cerâmicas de zircônia colorida na fabricação de alta qualidade se expandirão, tornando-a um material inovador altamente valorizado.