A zircônia colorida apresenta cores ricas principalmente devido à adição de diferentes elementos de terras raras, elementos metálicos, óxidos e outros materiais. Com base em sua boa biocompatibilidade, excelente brilho metálico e boas propriedades mecânicas, as cerâmicas de zircônia coloridas têm sido cada vez mais utilizadas na vida diária, incluindo materiais restauradores médicos e odontológicos, indústrias de decoração e terminais móveis de smartphones e outros campos.
Preparação de Cerâmica de Zircônia Colorida
A preparação da zircônia colorida é essencialmente para que o corante possa ser distribuído uniformemente na matriz de zircônia. Para cerâmicas compostas, especialmente cerâmicas nanocompostas, devido ao pequeno tamanho de partícula, grande área de superfície específica e grande atração eletrostática e força de van der Waals entre as partículas de toner e as partículas da matriz de óxido de zircônio, é fácil para as partículas de toner e o zircônio as partículas da matriz de óxido se aglomeram, o que não só causará cor irregular da cerâmica nanocomposta, mas também afetará suas propriedades mecânicas.
Portanto, a chave para preparar cerâmicas de zircônia coloridas com excelentes propriedades mecânicas e cromaticidade reside em saber se a aglomeração entre as partículas do pó pode ser superada. Para preparar cerâmicas de zircônia com bom desempenho e diversas cores, deve-se encontrar um método de dispersão adequado. Os seguintes métodos de preparação são comumente usados:
Mistura de Fase Sólida
Este método é o método mais comumente utilizado na indústria para a preparação de cerâmicas de zircônia coloridas. Partículas de óxido, como corantes e mineralizantes, são misturadas e moídas com nanopó de zircônia estável de acordo com uma determinada proporção química. As partículas sólidas são então refinadas durante este processo, e ocorrem fenômenos como microfissuras, distorção da rede e aumento da energia superficial que são benéficos para a realização de reações químicas de baixa temperatura. Tem as vantagens de processo simples, baixo custo, operação conveniente e fácil industrialização. No entanto, este método não pode superar o problema da aglomeração de nanopartículas.
Co-Precipitação Química
Este método consiste em usar sal de zircônio, sal estabilizador e solução de sal iônico colorido para misturar, reagir com álcali ou carbonato, etc. para gerar conjuntamente precipitação de hidróxido ou carbonato e, em seguida, aquecer e decompor para obter pó composto de óxido de zircônio. . O processo é relativamente complexo, mas o pó obtido apresenta alta pureza e excelente desempenho. Ao mesmo tempo, deve-se prestar atenção à formação de aglomerados duros quando se utiliza o método de precipitação química.
Infiltração em Fase Líquida
A vantagem deste método é que os íons corantes podem ser dispersos uniformemente na matriz de zircônia e materiais compósitos e materiais gradientes podem ser preparados ao mesmo tempo. Além disso, a moldagem por injeção pode ser usada para obter corpos verdes de zircônia de diferentes formatos e, em seguida, cerâmicas de zircônia coloridas de diferentes formatos podem ser preparadas por meio de infiltração em fase líquida.
Sinterização de Cerâmica de Zircônia Colorida
O método de sinterização também afeta o desempenho e a cor da cerâmica colorida de zircônia. Com a interdisciplinaridade e a melhoria do nível científico e tecnológico, além dos métodos tradicionais de sinterização, surgiram muitos novos métodos de sinterização:
Sinterização por Plasma Spark
A maior influência deste método na tenacidade da cerâmica de zircônia é a temperatura de sinterização, seguida do tempo de sinterização. Após o teste, a temperatura ideal de sinterização é de 1400 graus e o tempo ideal de sinterização é de 5 minutos. A cerâmica de zircônia sinterizada por este método possui alta dureza e tenacidade à fratura.
Sinterização por Microondas
A sinterização por microondas tem vantagens insubstituíveis sobre os métodos tradicionais de sinterização. É um método de aquecimento geral. O material converte a energia de microondas absorvida em energia cinética intermolecular e energia térmica para obter o efeito de aquecimento geral do material. O gradiente de temperatura interna do material é pequeno, por isso raramente causa rachaduras no material devido ao aquecimento desigual. . As propriedades físicas da zircônia preparada por este método de sinterização são melhores.
Classificação de cores de cerâmica de zircônia colorida
Sistema Vermelho
Alguns estudos descobriram que o óxido de ferro (Fe2O3) é usado como corante e o 3YSZ é usado como matriz para preparar cerâmica de zircônia de cor laranja-avermelhada. O valor de vermelhidão pode chegar a 20, e acompanhado por um alto valor de amarelecimento, sua cor não atende ao requisito de vermelho, e a adição de óxido de ferro reduz bastante as propriedades mecânicas do sistema 3YSZ, limitando bastante sua aplicação industrial. Portanto, a cerâmica vermelha tornou-se o tipo mais raro de cerâmica que não pode ser produzido em massa.
Sistema Preto
Como a matéria-prima química óxido de cobalto é escassa e cara, para reduzir custos, as pessoas usam corantes cerâmicos de zircônia preta sem cobalto preparados a partir de MnO2, Fe2O3 e Cr2O3 como matéria-prima para queimar espinélio em três cores diferentes, ou seja, escuro Espinélio ferrocromo marrom, espinélio ferromanganês vermelho escuro, espinélio manganês cromo verde escuro. Ao ajustar a proporção dos ingredientes para controlar o conteúdo de cada espinélio, e as três cores interagem entre si, pode-se produzir um corante preto estável, o que reduz bastante o custo e melhora os benefícios econômicos.
Sistema Azul
Atualmente, os pigmentos cerâmicos azuis incluem principalmente material azul vanádio-zircônio como corante, espinélio cobalto-alumínio, espinélio níquel-alumínio e corantes do tipo espinélio que usam outros íons para substituir a posição do íon cobalto, hexaaluminato Corantes relacionados representados por corantes de sal e lantânio , com base na garantia do desempenho de reprodução de cores e das propriedades mecânicas, continuar a explorar corantes azuis ecologicamente corretos e econômicos ainda são o foco das atuais direções de pesquisa.
