Zirkonia berwarna menunjukkan warna yang kaya terutamanya kerana penambahan unsur nadir bumi yang berbeza, unsur logam, oksida dan bahan lain. Berdasarkan biokompatibiliti yang baik, kilauan logam yang sangat baik, dan sifat mekanikal yang baik, seramik zirkonia berwarna telah semakin digunakan secara meluas dalam kehidupan seharian, termasuk bahan pemulihan perubatan dan pergigian, industri hiasan, dan terminal telefon pintar mudah alih dan bidang lain.
Penyediaan Seramik Zirkonia Berwarna
Penyediaan zirkonia berwarna pada asasnya supaya pewarna boleh diagihkan secara sama rata dalam matriks zirkonia. Untuk seramik komposit, terutamanya seramik nanokomposit, kerana saiz zarah yang kecil, luas permukaan khusus yang besar, dan tarikan elektrostatik yang besar dan daya van der Waals antara zarah toner dan zarah matriks zirkonium oksida, ia adalah mudah untuk zarah toner dan zirkonium. zarah matriks oksida untuk menggumpal, yang bukan sahaja akan menyebabkan warna tidak sekata seramik nanokomposit, tetapi juga menjejaskan sifat mekanikalnya.
Oleh itu, kunci untuk menyediakan seramik zirkonia berwarna dengan sifat mekanikal dan kromatik yang sangat baik terletak pada sama ada aglomerasi antara zarah serbuk dapat diatasi. Untuk menyediakan seramik zirkonia dengan prestasi yang baik dan pelbagai warna, kaedah penyebaran yang sesuai mesti dicari. Kaedah penyediaan berikut biasanya digunakan:
Pencampuran Fasa Pepejal
Kaedah ini adalah kaedah yang paling biasa digunakan dalam industri untuk menyediakan seramik zirkonia berwarna. Zarah oksida seperti pewarna dan pemineral dicampur dan dikisar dengan serbuk nano zirkonia yang stabil mengikut nisbah kimia tertentu. Zarah pepejal kemudiannya Ia ditapis semasa proses ini, dan fenomena seperti retak mikro, herotan kekisi, dan peningkatan tenaga permukaan yang bermanfaat untuk merealisasikan tindak balas kimia suhu rendah berlaku. Ia mempunyai kelebihan proses yang mudah, kos rendah, operasi yang mudah, dan perindustrian yang mudah. Namun, kaedah ini tidak dapat mengatasi masalah aglomerasi zarah nano.
Pemendakan Bersama Kimia
Kaedah ini adalah dengan menggunakan garam zirkonium, garam penstabil dan larutan garam ion berwarna untuk bercampur, bertindak balas dengan alkali atau karbonat, dsb. untuk bersama-sama menjana pemendakan hidroksida atau karbonat, dan kemudian memanaskan dan mengurai untuk mendapatkan serbuk komposit zirkonium oksida. . Prosesnya agak kompleks, tetapi serbuk yang diperolehi mempunyai ketulenan yang tinggi dan prestasi yang sangat baik. Pada masa yang sama, perhatian mesti diberikan kepada pembentukan aglomerat keras apabila menggunakan kaedah pemendakan kimia.
Penyusupan Fasa Cecair
Kelebihan kaedah ini ialah ion pewarna boleh tersebar sama rata dalam matriks zirkonia, dan bahan komposit dan bahan kecerunan boleh disediakan pada masa yang sama. Di samping itu, pengacuan suntikan boleh digunakan untuk mendapatkan badan hijau zirkonia dengan bentuk yang berbeza, dan kemudian seramik zirkonia berwarna dengan bentuk yang berbeza boleh disediakan melalui penyusupan fasa cecair.
Pensinteran Seramik Zirkonia Berwarna
Kaedah pensinteran juga mempengaruhi prestasi dan warna seramik zirkonia berwarna. Dengan disiplin silang dan peningkatan tahap saintifik dan teknologi, sebagai tambahan kepada kaedah pensinteran tradisional, banyak kaedah pensinteran baharu telah muncul:
Pensinteran Plasma Spark
Pengaruh terbesar kaedah ini terhadap keliatan seramik zirkonia ialah suhu pensinteran, diikuti dengan masa pensinteran. Selepas ujian, suhu pensinteran optimum ialah 1400 darjah dan masa pensinteran optimum ialah 5 minit. Seramik zirkonia yang disinter dengan kaedah ini mempunyai kekerasan yang tinggi dan keliatan patah.
Pensinteran Gelombang Mikro
Pensinteran gelombang mikro mempunyai kelebihan yang tidak boleh diganti berbanding kaedah pensinteran tradisional. Ia adalah kaedah pemanasan keseluruhan. Bahan tersebut menukarkan tenaga gelombang mikro yang diserap kepada tenaga kinetik antara molekul dan tenaga haba untuk mencapai kesan pemanasan keseluruhan bahan. Kecerunan suhu dalaman bahan adalah kecil, jadi ia jarang menyebabkan keretakan bahan akibat pemanasan yang tidak sekata. . Sifat fizikal zirkonia yang disediakan oleh kaedah pensinteran ini adalah lebih baik.
Klasifikasi Warna Seramik Zirkonia Berwarna
Sistem Merah
Beberapa kajian mendapati oksida besi (Fe2O3) digunakan sebagai pewarna dan 3YSZ digunakan sebagai matriks untuk menyediakan seramik zirkonia berwarna jingga-merah. Nilai kemerahan boleh mencapai sehingga 20, dan disertai dengan nilai kekuningan yang tinggi, warnanya tidak Ia tidak dapat memenuhi keperluan merah, dan penambahan oksida besi sangat mengurangkan sifat mekanikal sistem 3YSZ, sangat mengehadkan penggunaan industrinya. Oleh itu, seramik merah telah menjadi jenis seramik paling jarang yang tidak boleh dihasilkan secara besar-besaran.
Sistem Hitam
Oleh kerana bahan mentah kimia kobalt oksida adalah terhad dan mahal, untuk mengurangkan kos, orang ramai menggunakan pewarna seramik zirkonia hitam bebas kobalt yang disediakan daripada MnO2, Fe2O3, dan Cr2O3 sebagai bahan mentah untuk membakar spinel dalam tiga warna berbeza, iaitu gelap. Spinel ferrochrome coklat, spinel ferromanganese merah gelap, spinel mangan kromium hijau gelap. Dengan melaraskan perkadaran bahan untuk mengawal kandungan setiap spinel, dan tiga warna berinteraksi antara satu sama lain, pewarna hitam yang stabil boleh dihasilkan, yang sangat mengurangkan kos dan meningkatkan faedah ekonomi.
Sistem Biru
Pada masa ini, pigmen seramik biru terutamanya termasuk bahan biru vanadium-zirkonium sebagai pewarna, spinel kobalt-aluminium, spinel nikel-aluminium dan pewarna jenis spinel yang menggunakan ion lain untuk menggantikan kedudukan ion kobalt, hexaaluminate Pewarna Berkaitan yang diwakili oleh pewarna garam dan lanthanum , atas dasar memastikan prestasi pemaparan warna dan sifat mekanikal, teruskan meneroka pewarna biru yang mesra alam dan ekonomik masih menjadi tumpuan hala tuju penyelidikan semasa.
