Zirkonyanın 3 farklı fazı
Zirkonya veya zirkonyum oksit (ZrO2), yttria içeriğine ve kristal yapının uniform veya hibrit bileşimine bağlı olarak çeşitli tiplerde bulunur.
Farklı zirkonya tipleri, her biri kendi kristal yapısına veya formuna sahip üç farklı 'fazdan' oluşur. Zirkonya oda sıcaklığında monoklinik bir kristal yapıya sahiptir ve daha yüksek sıcaklıklarda tetragonal ve kübik faza geçiş yapar. Monoklinik fazdan tetragonal faza ve kübik faza geçişler hacimsel değişikliklere neden olur.
Monoklinik zirkonya düşük mukavemete ve translusense sahiptir. Zirkonyanın tetragonal ve kübik fazları da oda sıcaklığında bulunabilir, bu ancak ‘dopants’ adı verilen diğer oksitlerle stabilize edildiğinde gerçekleşebilir. Katkı maddeleri arasında yitriyum oksit (Y2O3, yttria) ve kalsiyum oksit (CaO) bulunur. Az miktarda alüminyum oksit (Al2O3, alümina) de sıklıkla eklenmektedir.
Dönüşüm sertleştirme
Zirkonyanın mukavemeti
Tetragonal zirkonya, benzersiz dönüşüm tokluğu süreci prosesi sayesinde son derece dayanıklıdır. Bir çatlak oluşmaya başladığında, çatlağın etrafındaki tetragonal zirkonya monoklinik yapıya dönüşür ve bu sayede çatlağın ilerlemesi sırasında genişler ve malzemenin dayanıklılığını artırır. Kırılma tokluğunu artırırken, tekrarlanan dönüşüm döngüleri, özellikle nemli bir ortamda, zaman içinde bozulmaya yol açabilir. Bu nedenle zirkonyanın kumlama işlemi yüksek basınçta yapılmamalı ve sinterlemeden sonra aşındırılmasından kaçınılmalıdır. Bu bozulma süreci alümina içeriği ile hafifletilir.
Dayanıklılık ve translusens: karşılıklı bir denge
Materyalin oda sıcaklığında stabil kalması için yaklaşık %3 mol yttria eklenmelidir; bu nedenle bu çeşit bazen 3Y zirkonya veya 3Y-TZP (tetragonal stabil zirkonya polikristal; örn. Initial Zirconia Disk HT) olarak tanımlanır.
Yüksek yttria seviyeleri (tipik olarak %5 mol Y-TZP veya daha fazla 5Y-TZP) ve zirkonya bileşiğinde kübik faz oranı yüksek translusens özelliği verirken dayanıklılığı azaltır. (örn. Initial Zirconia Disk UHT). Kübik zirkonyada dönüşüm tokluğu özelliği görülmez ve tetragonal zirkonyadan daha kırılgandır, ancak monoklinik zirkonyadan daha güçlüdür. Çok küçük miktarlardaki Al2O3 gibi katkı maddeleri ZrO2 yapısını etkiler.
Yttria içeriği daha düşük olan zirkonya (3Y-TZP, %3 mol Y-TZP) daha iyi mekanik özelliklere ve daha az translüsense sahipken, yttria içeriği daha yüksek olan zirkonya (5Y-TZP, %5 mol Y-TZP) daha fazla translüsense sahiptir ancak mekanik özellikleri daha düşüktür. Bununla birlikte, yine de lityum disilikattan daha güçlüdür!
Zirkonya geleneksel yöntemlerle (örn. FujiCEM Evolve) ya da adeziv yöntemlerle (örn. MDP içeren G-CEM ONE) simante edilebilir.
* Daha fazlasını diğer bloglarımızda keşfedin:
Vertiprep ve BOPT uygulamaları nedir? Gelişmekte olan restorasyon yaklaşımları
Seramik restorasyonum için gereken dayanıklılık ne kadar olmalıdır? Ve bunu nasıl tespit edebilirim?
Uzun ömürlü simantasyon için ipuçları
| Tetragonal | Tetragonal/kübik | Tetragonal/kübik |
|---|---|---|
|
100% Tetragonal |
~75% Tetragonal ~25% Kübik |
~50% Tetragonal ~50% Kübik |
|
3Y-TZP/0.25 Al2O3 “1. jenerasyon” |
4Y-TZP/0.05 Al2O3 “4. jenerasyon” |
5Y-TZP/0.05 Al2O3 “3. jenerasyon” |
|
3Y-TZP/0.05 Al2O3 “2. jenerasyon” |
5Y-TZP/0.02 Al2O3 “5. jenerasyon” |
Farklı zirkonya formları. “Y ”den önceki rakam, jenerasyonu değil, yttria içeriğinin molar yüzdesini göstermektedir.
Ana zirkonya tipleri burada kısaca açıklanmış olsa da, birçok farklı form ve çeşidi bulunmaktadır. Tedavi kararı verirken zirkonya çeşitlerinden birinin diğerinden farklı olduğunu unutmamak önemlidir
- Chevalier J, Gremillard L, Virkar AV, Clarke DR. The Tetragonal-Monoclinic Transformation in Zirconia: Lessons Learned and Future Trends. J Am Ceram Soc. 2009;92(9):1901–1920.
- Belichko DR, Konstantinova TE, Volkova GK, Mirzayev MN, A.V. Maletsky AV, V.V. Burkhovetskiy VV, ADoroskevich AS, Mita C, Mardare DM, Janiska B, Nabiyev AA, Lyubchyk AI, Tatarinova AA, Popov E. Effects of YSZ ceramics doping with silica and alumina on its structure and properties. Mater Chem Phys. 2022;287:126237.