Farget zirconia viser rike farger hovedsakelig på grunn av tilsetning av forskjellige sjeldne jordartsmetaller, metallelementer, oksider og andre materialer. Basert på sin gode biokompatibilitet, utmerkede metallglans og gode mekaniske egenskaper, har farget zirconia keramikk blitt stadig mer utbredt i dagliglivet, inkludert medisinske og dentale restaureringsmaterialer, dekorasjonsindustrier og mobile smarttelefonterminaler og andre felt.
Klargjøring av farget zirconia keramikk
Fremstillingen av farget zirkoniumoksid er i hovedsak slik at fargestoffet kan fordeles jevnt i zirkoniumoksidmatrisen. For kompositt keramikk, spesielt nanokompositt keramikk, på grunn av den lille partikkelstørrelsen, store spesifikke overflaten og stor elektrostatisk tiltrekning og van der Waals kraft mellom tonerpartiklene og zirkoniumoksidmatrisepartiklene, er det lett for tonerpartiklene og zirkoniumet. oksidmatrisepartikler å agglomerere, noe som ikke bare vil forårsake ujevn farge på nanokomposittkeramikk, men også påvirke dets mekaniske egenskaper.
Derfor ligger nøkkelen til å fremstille farget zirkoniumoksidkeramikk med utmerkede mekaniske egenskaper og kromatisitet i om agglomerasjonen mellom pulverpartikler kan overvinnes. For å fremstille zirkoniumkeramikk med god ytelse og ulike farger, må det finnes en passende dispersjonsmetode. Følgende forberedelsesmetoder brukes vanligvis:
Fastfaseblanding
Denne metoden er den mest brukte metoden i industrien for å tilberede farget zirconia keramikk. Oksydpartikler som fargestoffer og mineralisatorer blandes og kulemales med stabilt zirconia nanopowder i henhold til et visst kjemisk forhold. De faste partiklene blir deretter Det raffineres under denne prosessen, og fenomener som mikrosprekker, gitterforvrengning og overflateenergiøkning som er gunstige for å realisere kjemiske reaksjoner ved lav temperatur oppstår. Den har fordelene med enkel prosess, lav pris, praktisk drift og enkel industrialisering. Imidlertid kan denne metoden ikke overvinne problemet med agglomerering av nanopartikler.
Kjemisk samutfelling
Denne metoden er å bruke zirkoniumsalt, stabilisatorsalt og farget ionesaltløsning for å blande, reagere med alkali eller karbonat, etc. for i fellesskap å generere hydroksyd- eller karbonatutfelling, og deretter varme opp og dekomponere for å oppnå zirkoniumoksidkomposittpulver. . Prosessen er relativt kompleks, men det oppnådde pulveret har høy renhet og utmerket ytelse. Samtidig må det tas hensyn til dannelsen av harde agglomerater ved bruk av kjemisk utfellingsmetode.
Væskefaseinfiltrasjon
Fordelen med denne metoden er at fargestoffionene kan fordeles jevnt i zirkoniumoksidmatrisen, og komposittmaterialer og gradientmaterialer kan fremstilles samtidig. I tillegg kan sprøytestøping brukes for å oppnå zirkonia-grønne legemer av forskjellige former, og deretter kan farget zirkonium-keramikk av forskjellige former fremstilles gjennom væskefaseinfiltrasjon.
Sintring av farget zirconia keramikk
Sintringsmetoden påvirker også ytelsen og fargen til farget zirconia keramikk. Med tverrfagligheten og forbedringen av vitenskapelig og teknologisk nivå, i tillegg til tradisjonelle sintringsmetoder, har mange nye sintringsmetoder dukket opp:
Spark Plasma Sintring
Den største påvirkningen av denne metoden på seigheten til zirkoniakeramikk er sintringstemperaturen, etterfulgt av sintringstiden. Etter testing er den optimale sintringstemperaturen 1400 grader og den optimale sintringstiden er 5 minutter. Zirkonium-keramikken sintret ved denne metoden har høy hardhet og bruddseighet.
Mikrobølgesintring
Mikrobølgesintring har uerstattelige fordeler i forhold til tradisjonelle sintringsmetoder. Det er en generell oppvarmingsmetode. Materialet konverterer den absorberte mikrobølgeenergien til intermolekylær kinetisk energi og termisk energi for å oppnå effekten av total oppvarming av materialet. Materialets indre temperaturgradient er liten, så det forårsaker sjelden sprekker i materialet på grunn av ujevn oppvarming. . De fysiske egenskapene til zirkoniumoksid fremstilt ved denne sintringsmetoden er bedre.
Fargeklassifisering av farget zirconia keramikk
Rødt system
Noen studier har funnet at jernoksid (Fe2O3) brukes som et fargestoff og 3YSZ brukes som en matrise for å fremstille oransjerødfarget zirkoniumkeramikk. Rødhetsverdien kan nå opptil 20, og ledsaget av en høy gulhetsverdi er fargen ikke. Den kan ikke oppfylle det røde kravet, og tilsetningen av jernoksid reduserer de mekaniske egenskapene til 3YSZ-systemet kraftig, noe som begrenser dets industrielle anvendelse. Derfor har rød keramikk blitt den sjeldneste typen keramikk som ikke kan masseproduseres.
Svart system
Siden det kjemiske råmaterialet koboltoksid er lite og dyrt, for å redusere kostnadene, bruker folk koboltfrie svarte zirconia keramiske fargestoffer laget av MnO2, Fe2O3 og Cr2O3 som råmateriale for å brenne spinell i tre forskjellige farger, det vil si mørke farger. Brun ferrokrom spinell, mørk rød ferromangan spinell, mørkegrønn krom mangan spinell. Ved å justere andelen av ingrediensene for å kontrollere innholdet i hver spinell, og de tre fargene samhandler med hverandre, kan en stabil svart fargestoff produseres, noe som reduserer kostnadene og forbedrer økonomiske fordeler.
Blått system
For tiden inkluderer blå keramiske pigmenter hovedsakelig vanadium-zirkoniumblått materiale som fargestoff, kobolt-aluminiumspinell, nikkel-aluminiumspinell og fargestoffer av spinelltype som bruker andre ioner for å erstatte koboltionposisjonen, heksaluminat-relaterte fargestoffer representert av salt- og lantanfargestoffer , på grunnlag av å sikre fargegjengivelsesytelse og mekaniske egenskaper, fortsetter å utforske miljøvennlige og økonomiske blåfargestoffer er fortsatt i fokus for gjeldende forskningsretninger.
