giới thiệu các đặc tính của gốm sứ zirconia nha khoa

với sự phát triển không ngừng của công nghệ phục hình răng, các loại vật liệu phục hồi răng cũng ngày càng đa dạng. gốm sứ đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực vật liệu phục hồi nha khoa do tính chất cơ học tốt, khả năng tương thích sinh học và độ ổn định cấu trúc. theo các loại gốm khác nhau, vật liệu toàn sứ nha khoa là sứ đúc nóng, gốm thủy tinh và gốm zirconia. đồ sứ đúc nóng và gốm thủy tinh có độ bền tương đối thấp. ngược lại, gốm zirconia có tính chất cơ học cao hơn do độ cứng của các pha đơn nghiêng và tứ giác nên thích hợp hơn để sử dụng làm vật liệu nha khoa. ngoài ra, zirconia còn có một số ưu điểm: cấu trúc ổn định, không phản ứng trong môi trường miệng, khả năng tương thích sinh học tốt và khả năng truyền ánh sáng tương đối cao. vì vậy, hơn 95% mão và cầu răng toàn sứ được làm bằng sứ zirconia.

i. tính chất cơ bản của gốm zirconia

bột zirconia có độ tinh khiết cao có màu trắng, gốm sứ zirconia có màu phấn. khối lượng phân tử tương đối 123,223g/mol, mật độ 5,85g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 2715oc. zirconia có ba cấu trúc tinh thể, pha đơn nghiêng, pha tứ giác và pha lập phương. ba cấu trúc tinh thể này có hình thái khác nhau ở các điểm nóng chảy khác nhau và được biến đổi trong những điều kiện nhiệt độ nhất định. nhiệt độ tại đó các pha đơn tà và tứ giác biến đổi thành nhau là khoảng 1150°c, và nhiệt độ mà các pha tứ giác và pha lập phương biến đổi thành nhau là khoảng 2370°c. trong quá trình chuyển đổi zirconia pha tứ giác thành zirconia pha đơn nghiêng, sự biến đổi pha martensitic xảy ra và kèm theo sự giãn nở thể tích.

ii. làm cứng gốm sứ zirconia

so với kim loại, độ bền gãy của vật liệu gốm thường thấp hơn từ 1 đến 2 bậc. gốm zirconia có thể được làm cứng theo nhiều cách khác nhau để cải thiện độ bền gãy của nó, các cơ chế làm cứng chính là: làm cứng chuyển pha do ứng suất gây ra, làm cứng vết nứt vi mô, uốn cong vi mô, làm cứng phân nhánh và làm cầu nối, làm cứng râu, làm cứng khuếch tán, tăng cường tinh thể mịn, làm cứng sợi , v.v., trong thực tế, độ dẻo dai của vật liệu gốm sứ zirconia thường là một loạt các cơ chế tăng cường độ dẻo dai thường là kết quả chung của hoạt động. hiện nay, các phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để đo độ bền gãy xương gốm zirconia trong phòng thí nghiệm là: phương pháp chùm tia rạch một bên và phương pháp thụt đầu dòng.

nghiên cứu về độ bền của gốm zirconia đã bắt đầu ngay từ những năm 1950, sau năm 1975 với việc phát hiện ra hiện tượng chuyển pha, một số nhà nghiên cứu tin rằng sự chuyển pha do ứng suất gây ra độ cứng của gốm zirconia do tác động ứng suất bên ngoài của vết nứt, đầu vết nứt của ứng suất có thể được gây ra bởi quá trình chuyển pha martensitic t → m, sự giãn nở thể tích do các hạt chuyển pha tạo ra sẽ ức chế sự giãn nở vết nứt, từ đó cải thiện độ dẻo dai của vật liệu. tuy nhiên, trong giai đoạn đầu của quá trình chuyển pha, biến dạng giãn nở tồn tại trong góc 120° của đầu vết nứt sẽ làm giảm độ dẻo dai của zirconia, sau đó sự giãn nở thể tích sẽ ức chế sự giãn nở vết nứt, do đó độ dẻo dai bị giảm sút. được cải thiện nhanh chóng và độ bền gãy tăng chậm khi vết nứt mở rộng đến 5 ~ 10h.

iii. quá trình oxy hóa ở nhiệt độ thấp của gốm sứ zirconia

trong môi trường ẩm ướt ở nhiệt độ thấp, zirconia trải qua quá trình lão hóa chuyển pha tm về cơ bản là quá trình chuyển pha martensitic: sự thay đổi cấu trúc tinh thể không nhiệt động, không khuếch tán. sự lão hóa ở nhiệt độ thấp lần đầu tiên xảy ra trên bề mặt của quá trình chuyển pha tm của vật liệu, quá trình chuyển pha đi kèm với sự giãn nở thể tích khiến bề mặt vật liệu tạo ra các va đập và vết nứt vi mô, làm suy giảm tính chất thẩm mỹ; sau đó, các phân tử nước dọc theo các vết nứt vi mô xâm nhập vào bên trong chất nền, gây ra bởi vật liệu bên trong quá trình chuyển pha zirconia tm, dẫn đến tạo ra các vết nứt vĩ mô, và cuối cùng là làm giảm tính chất cơ học, thậm chí gây ra đột ngột sự thất bại. sau một số lượng lớn các nghiên cứu thực nghiệm, các đặc điểm của quá trình lão hóa ở nhiệt độ thấp chủ yếu bao gồm bốn điểm:

1) quá trình lão hóa ở nhiệt độ thấp là một quá trình tự xúc tác không có tính dẫn nhiệt và quá trình lão hóa chuyển pha tm diễn ra thông qua cơ chế tạo mầm (ng) của pha m;
2) những thay đổi về điều kiện lão hóa (nhiệt độ, thời gian, nước hoặc hơi nước) làm tăng tốc độ lão hóa của zirconia;
3) lão hóa dẫn đến hàm lượng pha m của vật liệu tăng lên, độ dẻo dai giảm, tính thẩm mỹ bị suy giảm;

4) hàm lượng chất ổn định và kích thước hạt ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống lão hóa ở nhiệt độ thấp của zirconia.

nhấn vào đây để tìm hiểu thêm: /vật liệu/khối zirconia/