Оксид циркония как пишется

From Wikipedia, the free encyclopedia

«Zirconia» redirects here. For the related silicate mineral, see Zircon.

Zirconium dioxide

ZrO2powder.jpg
Kristallstruktur Zirconium(IV)-oxid.png
Names
IUPAC names

Zirconium dioxide
Zirconium(IV) oxide
Other names

Zirconia
Baddeleyite
Identifiers

CAS Number
  • 1314-23-4 check

3D model (JSmol)
  • Interactive image
ChemSpider
  • 56183
ECHA InfoCard 100.013.844 Edit this at Wikidata
EC Number
  • 215-227-2

PubChem CID
  • 62395
UNII
  • S38N85C5G0 check

CompTox Dashboard (EPA)
  • DTXSID1042520 Edit this at Wikidata

InChI

  • InChI=1S/2O.Zr

    Key: MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N

SMILES

  • O=[Zr]=O
Properties

Chemical formula

 ZrO
2
Molar mass 123.218 g/mol
Appearance white powder
Density 5.68 g/cm3
Melting point 2,715 °C (4,919 °F; 2,988 K)
Boiling point 4,300 °C (7,770 °F; 4,570 K)

Solubility in water

 negligible
Solubility soluble in HF, and hot H2SO4

Refractive index (nD)

 2.13
Thermochemistry

Std molar
entropy (S⦵298)

 50.3 J K−1 mol−1

Std enthalpy of
formation (ΔfH⦵298)

 –1080 kJ/mol
Hazards
GHS labelling:

Pictograms

 GHS07: Exclamation mark

Signal word

 Warning

Hazard statements

 H315, H319, H335

Precautionary statements

 P261, P264, P271, P280, P302+P352, P304+P340, P305+P351+P338, P312, P321, P332+P313, P337+P313, P362, P403+P233, P405, P501
Flash point Non-flammable
Lethal dose or concentration (LD, LC):

LD50 (median dose)

 > 8.8 g/kg (oral, rat)
Safety data sheet (SDS) MSDS
Related compounds

Other anions

 Zirconium disulfide

Other cations

 Titanium dioxide
Hafnium dioxide

Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).

check verify (what is check☒ ?)

Infobox references

Zirconium dioxide (ZrO
2) (sometimes known as zirconia, not to be confused with zircon) is a white crystalline oxide of zirconium. Its most naturally occurring form, with a monoclinic crystalline structure, is the mineral baddeleyite. A dopant stabilized cubic structured zirconia, cubic zirconia, is synthesized in various colours for use as a gemstone and a diamond simulant.[1]

Production, chemical properties, occurrence[edit]

Zirconia is produced by calcining zirconium compounds, exploiting its high thermostability.[2]

Structure[edit]

Three phases are known: monoclinic below 1170 °C, tetragonal between 1170 °C and 2370 °C, and cubic above 2370 °C.[3] The trend is for higher symmetry at higher temperatures, as is usually the case. A small percentage of the oxides of calcium or yttrium stabilize in the cubic phase.[2] The very rare mineral tazheranite, (Zr,Ti,Ca)O2, is cubic. Unlike TiO2, which features six-coordinated titanium in all phases, monoclinic zirconia consists of seven-coordinated zirconium centres. This difference is attributed to the larger size of the zirconium atom relative to the titanium atom.[4]

Chemical reactions[edit]

Zirconia is chemically unreactive. It is slowly attacked by concentrated hydrofluoric acid and sulfuric acid. When heated with carbon, it converts to zirconium carbide. When heated with carbon in the presence of chlorine, it converts to zirconium(IV) chloride. This conversion is the basis for the purification of zirconium metal and is analogous to the Kroll process.

Engineering properties[edit]

Zirconium dioxide is one of the most studied ceramic materials. ZrO2 adopts a monoclinic crystal structure at room temperature and transitions to tetragonal and cubic at higher temperatures. The change of volume caused by the structure transitions from tetragonal to monoclinic to cubic induces large stresses, causing it to crack upon cooling from high temperatures.[5] When the zirconia is blended with some other oxides, the tetragonal and/or cubic phases are stabilized. Effective dopants include magnesium oxide (MgO), yttrium oxide (Y2O3, yttria), calcium oxide (CaO), and cerium(III) oxide (Ce2O3).[6]

Zirconia is often more useful in its phase ‘stabilized’ state. Upon heating, zirconia undergoes disruptive phase changes. By adding small percentages of yttria, these phase changes are eliminated, and the resulting material has superior thermal, mechanical, and electrical properties. In some cases, the tetragonal phase can be metastable. If sufficient quantities of the metastable tetragonal phase is present, then an applied stress, magnified by the stress concentration at a crack tip, can cause the tetragonal phase to convert to monoclinic, with the associated volume expansion. This phase transformation can then put the crack into compression, retarding its growth, and enhancing the fracture toughness. This mechanism, known as transformation toughening, significantly extends the reliability and lifetime of products made with stabilized zirconia.[6][7]

The ZrO2 band gap is dependent on the phase (cubic, tetragonal, monoclinic, or amorphous) and preparation methods, with typical estimates from 5–7 eV.[8]

A special case of zirconia is that of tetragonal zirconia polycrystal, or TZP, which is indicative of polycrystalline zirconia composed of only the metastable tetragonal phase.

Uses[edit]

The main use of zirconia is in the production of hard ceramics, such as in dentistry,[9] with other uses including as a protective coating on particles of titanium dioxide pigments,[2] as a refractory material, in insulation, abrasives, and enamels.

Stabilized zirconia is used in oxygen sensors and fuel cell membranes because it has the ability to allow oxygen ions to move freely through the crystal structure at high temperatures. This high ionic conductivity (and a low electronic conductivity) makes it one of the most useful electroceramics.[2] Zirconium dioxide is also used as the solid electrolyte in electrochromic devices.

Zirconia is a precursor to the electroceramic lead zirconate titanate (PZT), which is a high-κ dielectric, which is found in myriad components.

Niche uses[edit]

The very low thermal conductivity of cubic phase of zirconia also has led to its use as a thermal barrier coating, or TBC, in jet and diesel engines to allow operation at higher temperatures.[10] Thermodynamically, the higher the operation temperature of an engine, the greater the possible efficiency. Another low-thermal-conductivity use is as a ceramic fiber insulation for crystal growth furnaces, fuel-cell stacks, and infrared heating systems.

This material is also used in dentistry in the manufacture of subframes for the construction of dental restorations such as crowns and bridges, which are then veneered with a conventional feldspathic porcelain for aesthetic reasons, or of strong, extremely durable dental prostheses constructed entirely from monolithic zirconia, with limited but constantly improving aesthetics.[11][12] Zirconia stabilized with yttria (yttrium oxide), known as yttria-stabilized zirconia, can be used as a strong base material in some full ceramic crown restorations.[12][13]

Transformation-toughened zirconia is used to make ceramic knives. Because of the hardness, ceramic-edged cutlery stays sharp longer than steel edged products.[14]

Due to its infusibility and brilliant luminosity when incandescent, it was used as an ingredient of sticks for limelight.[citation needed]

Zirconia has been proposed to electrolyze carbon monoxide and oxygen from the atmosphere of Mars to provide both fuel and oxidizer that could be used as a store of chemical energy for use with surface transportation on Mars. Carbon monoxide/oxygen engines have been suggested for early surface transportation use, as both carbon monoxide and oxygen can be straightforwardly produced by zirconia electrolysis without requiring use of any of the Martian water resources to obtain hydrogen, which would be needed for the production of methane or any hydrogen-based fuels.[15]

Zirconia can be used as photocatalyst[16] since its high band gap (~ 5 eV)[17] allows the generation of high energetic electrons and holes. Some studies demonstrated the activity of doped zirconia (in order to increase visible light absorption) in degrading organic compounds[18][19] and reducing Cr(VI) from wastewaters.[20]

Zirconia is also a potential high-κ dielectric material with potential applications as an insulator in transistors.

Zirconia is also employed in the deposition of optical coatings; it is a high-index material usable from the near-UV to the mid-IR, due to its low absorption in this spectral region. In such applications, it is typically deposited by PVD.[21]

In jewelry making, some watch cases are advertised as being «black zirconium oxide».[22] In 2015 Omega released a fully ZrO2 watch named «The Dark Side of The Moon»[23] with ceramic case, bezel, pushers, and clasp, advertising it as four times harder than stainless steel and therefore much more resistant to scratches during everyday use.

In gas tungsten arc welding, tungsten electrodes containing 1% zirconium oxide (a.k.a. zirconia) instead of 2% thorium have good arc starting and current capacity, and are not radioactive.[24]

Diamond simulant[edit]

Brilliant-cut cubic zirconia

Single crystals of the cubic phase of zirconia are commonly used as diamond simulant in jewellery. Like diamond, cubic zirconia has a cubic crystal structure and a high index of refraction. Visually discerning a good quality cubic zirconia gem from a diamond is difficult, and most jewellers will have a thermal conductivity tester to identify cubic zirconia by its low thermal conductivity (diamond is a very good thermal conductor). This state of zirconia is commonly called cubic zirconia, CZ, or zircon by jewellers, but the last name is not chemically accurate. Zircon is actually the mineral name for naturally occurring zirconium(IV) silicate (ZrSiO4).

See also[edit]

  • Quenching
  • Sintering
  • S-type star, emitting spectral lines of zirconium monoxide
  • Yttria-stabilized zirconia

References[edit]

  1. ^ Wang, S. F.; Zhang, J.; Luo, D. W.; Gu, F.; Tang, D. Y.; Dong, Z. L.; Tan, G. E. B.; Que, W. X.; Zhang, T. S.; Li, S.; Kong, L. B. (2013-05-01). «Transparent ceramics: Processing, materials and applications». Progress in Solid State Chemistry. 41 (1): 20–54. doi:10.1016/j.progsolidstchem.2012.12.002. ISSN 0079-6786.
  2. ^ a b c d Ralph Nielsen «Zirconium and Zirconium Compounds» in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a28_543
  3. ^ R. Stevens, 1986. Introduction to Zirconia. Magnesium Elektron Publication No 113
  4. ^ Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd Edn.), Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4
  5. ^ Platt, P.; Frankel, P.; Gass, M.; Howells, R.; Preuss, M. (November 2014). «Finite element analysis of the tetragonal to monoclinic phase transformation during oxidation of zirconium alloys». Journal of Nuclear Materials. 454 (1–3): 290–297. Bibcode:2014JNuM..454..290P. doi:10.1016/j.jnucmat.2014.08.020.
  6. ^ a b Evans, A.G.; Cannon, R.M. (1986). «Toughening of brittle solids by martensitic transformations». Acta Metall. 34: 761. doi:10.1016/0001-6160(86)90052-0.
  7. ^ Porter, D.L.; Evans, A.G.; Heuer, A.H. (1979). «Transformation toughening in PSZ». Acta Metall. 27: 1649. doi:10.1016/0001-6160(79)90046-4.
  8. ^ Chang, Jane P.; You-Sheng Lin; Karen Chu (2001). «Rapid thermal chemical vapor deposition of zirconium oxide for metal–oxide–semiconductor field effect transistor application». Journal of Vacuum Science and Technology B. 19 (5): 1782–1787. Bibcode:2001JVSTB..19.1782C. doi:10.1116/1.1396639.
  9. ^ Gambogi, Joseph. «Zirconium and Hafnium Statistics and Information». USGS National Minerals Information Center. Archived from the original on 18 February 2018. Retrieved 5 May 2018.
  10. ^ «Thermal-barrier coatings for more efficient gas-turbine engines». studylib.net. Retrieved 2018-08-06.
  11. ^ Papaspyridakos, Panos; Kunal Lal (2008). «Complete arch implant rehabilitation using subtractive rapid prototyping and porcelain fused to zirconia prosthesis: A clinical report». The Journal of Prosthetic Dentistry. 100 (3): 165–172. doi:10.1016/S0022-3913(08)00110-8. PMID 18762028.
  12. ^ a b Kastyl, Jaroslav; Chlup, Zdenek; Stastny, Premysl; Trunec, Martin (2020-08-17). «Machinability and properties of zirconia ceramics prepared by gelcasting method». Advances in Applied Ceramics. 119 (5–6): 252–260. Bibcode:2020AdApC.119..252K. doi:10.1080/17436753.2019.1675402. hdl:11012/181089. ISSN 1743-6753. S2CID 210795876.
  13. ^ Shen, James, ed. (2013). Advanced ceramics for dentistry (1st ed.). Amsterdam: Elsevier/BH. p. 271. ISBN 978-0123946195.
  14. ^ «Serrated 12cm blade Ceramic Kitchen Knives and Tools». Ceramic Kitchen Knives and Tools | Kyocera Asia-Pacific. Retrieved 4 August 2021.
  15. ^ Landis, Geoffrey A.; Linne, Diane L. (2001). «Mars Rocket Vehicle Using In Situ Propellants». Journal of Spacecraft and Rockets. 38 (5): 730–35. Bibcode:2001JSpRo..38..730L. doi:10.2514/2.3739.
  16. ^ Kohno, Yoshiumi; Tanaka, Tsunehiro; Funabiki, Takuzo; Yoshida, Satohiro (1998). «Identification and reactivity of a surface intermediate in the photoreduction of CO2 with H2 over ZrO2». Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. 94 (13): 1875–1880. doi:10.1039/a801055b.
  17. ^ Gionco, Chiara; Paganini, Maria C.; Giamello, Elio; Burgess, Robertson; Di Valentin, Cristiana; Pacchioni, Gianfranco (15 January 2014). «Cerium-Doped Zirconium Dioxide, a Visible-Light-Sensitive Photoactive Material of Third Generation». The Journal of Physical Chemistry Letters. 5 (3): 447–451. doi:10.1021/jz402731s. hdl:2318/141649. PMID 26276590.
  18. ^ Yuan, Quan; Liu, Yang; Li, Le-Le; Li, Zhen-Xing; Fang, Chen-Jie; Duan, Wen-Tao; Li, Xing-Guo; Yan, Chun-Hua (August 2009). «Highly ordered mesoporous titania–zirconia photocatalyst for applications in degradation of rhodamine-B and hydrogen evolution». Microporous and Mesoporous Materials. 124 (1–3): 169–178. doi:10.1016/j.micromeso.2009.05.006.
  19. ^ Bortot Coelho, Fabrício; Gionco, Chiara; Paganini, Maria; Calza, Paola; Magnacca, Giuliana (3 April 2019). «Control of Membrane Fouling in Organics Filtration Using Ce-Doped Zirconia and Visible Light». Nanomaterials. 9 (4): 534. doi:10.3390/nano9040534. PMC 6523972. PMID 30987140.
  20. ^ Bortot Coelho, Fabrício Eduardo; Candelario, Victor M.; Araújo, Estêvão Magno Rodrigues; Miranda, Tânia Lúcia Santos; Magnacca, Giuliana (18 April 2020). «Photocatalytic Reduction of Cr(VI) in the Presence of Humic Acid Using Immobilized Ce–ZrO2 under Visible Light». Nanomaterials. 10 (4): 779. doi:10.3390/nano10040779. ISSN 2079-4991. PMC 7221772. PMID 32325680.
  21. ^ «Zirconium Oxide Zr02 For Optical Coating». Materion. Archived from the original on October 20, 2013. Retrieved April 30, 2013.
  22. ^ «Omega Co-Axial Chronograph 44.25 mm». OMEGA Watches. Archived from the original on 2016-03-26. Retrieved 2016-03-27.
  23. ^ «Speedmaster Moonwatch Dark Side Of The Moon | OMEGA». Omega. Archived from the original on 2018-02-09. Retrieved 2018-02-08.
  24. ^ Arc-Zone.com (2009). p=2 «Tungsten Selection». Carlsbad, California: Arc-Zone.com. Retrieved 15 June 2015.

Further reading[edit]

  • Green, D. J.; Hannink, R.; Swain, M. V. (1989). Transformation Toughening of Ceramics. Boca Raton: CRC Press. ISBN 0-8493-6594-5.
  • Heuer, A.H.; Hobbs, L.W., eds. (1981). Science and Technology of Zirconia. Advances in Ceramics. Vol. 3. Columbus, OH: American Ceramic Society. p. 475.
  • Claussen, N.; Rühle, M.; Heuer, A.H., eds. (1984). Proc. 2nd Int’l Conf. on Science and Technology of Zirconia. Advances in Ceramics. Vol. 11. Columbus, OH: American Ceramic Society.

External links[edit]

  • NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
Источник

From Wikipedia, the free encyclopedia

«Zirconia» redirects here. For the related silicate mineral, see Zircon.

Zirconium dioxide

ZrO2powder.jpg
Kristallstruktur Zirconium(IV)-oxid.png
Names
IUPAC names

Zirconium dioxide
Zirconium(IV) oxide
Other names

Zirconia
Baddeleyite
Identifiers

CAS Number
  • 1314-23-4 check

3D model (JSmol)
  • Interactive image
ChemSpider
  • 56183
ECHA InfoCard 100.013.844 Edit this at Wikidata
EC Number
  • 215-227-2

PubChem CID
  • 62395
UNII
  • S38N85C5G0 check

CompTox Dashboard (EPA)
  • DTXSID1042520 Edit this at Wikidata

InChI

  • InChI=1S/2O.Zr

    Key: MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N

SMILES

  • O=[Zr]=O
Properties

Chemical formula

 ZrO
2
Molar mass 123.218 g/mol
Appearance white powder
Density 5.68 g/cm3
Melting point 2,715 °C (4,919 °F; 2,988 K)
Boiling point 4,300 °C (7,770 °F; 4,570 K)

Solubility in water

 negligible
Solubility soluble in HF, and hot H2SO4

Refractive index (nD)

 2.13
Thermochemistry

Std molar
entropy (S⦵298)

 50.3 J K−1 mol−1

Std enthalpy of
formation (ΔfH⦵298)

 –1080 kJ/mol
Hazards
GHS labelling:

Pictograms

 GHS07: Exclamation mark

Signal word

 Warning

Hazard statements

 H315, H319, H335

Precautionary statements

 P261, P264, P271, P280, P302+P352, P304+P340, P305+P351+P338, P312, P321, P332+P313, P337+P313, P362, P403+P233, P405, P501
Flash point Non-flammable
Lethal dose or concentration (LD, LC):

LD50 (median dose)

 > 8.8 g/kg (oral, rat)
Safety data sheet (SDS) MSDS
Related compounds

Other anions

 Zirconium disulfide

Other cations

 Titanium dioxide
Hafnium dioxide

Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).

check verify (what is check☒ ?)

Infobox references

Zirconium dioxide (ZrO
2) (sometimes known as zirconia, not to be confused with zircon) is a white crystalline oxide of zirconium. Its most naturally occurring form, with a monoclinic crystalline structure, is the mineral baddeleyite. A dopant stabilized cubic structured zirconia, cubic zirconia, is synthesized in various colours for use as a gemstone and a diamond simulant.[1]

Production, chemical properties, occurrence[edit]

Zirconia is produced by calcining zirconium compounds, exploiting its high thermostability.[2]

Structure[edit]

Three phases are known: monoclinic below 1170 °C, tetragonal between 1170 °C and 2370 °C, and cubic above 2370 °C.[3] The trend is for higher symmetry at higher temperatures, as is usually the case. A small percentage of the oxides of calcium or yttrium stabilize in the cubic phase.[2] The very rare mineral tazheranite, (Zr,Ti,Ca)O2, is cubic. Unlike TiO2, which features six-coordinated titanium in all phases, monoclinic zirconia consists of seven-coordinated zirconium centres. This difference is attributed to the larger size of the zirconium atom relative to the titanium atom.[4]

Chemical reactions[edit]

Zirconia is chemically unreactive. It is slowly attacked by concentrated hydrofluoric acid and sulfuric acid. When heated with carbon, it converts to zirconium carbide. When heated with carbon in the presence of chlorine, it converts to zirconium(IV) chloride. This conversion is the basis for the purification of zirconium metal and is analogous to the Kroll process.

Engineering properties[edit]

Zirconium dioxide is one of the most studied ceramic materials. ZrO2 adopts a monoclinic crystal structure at room temperature and transitions to tetragonal and cubic at higher temperatures. The change of volume caused by the structure transitions from tetragonal to monoclinic to cubic induces large stresses, causing it to crack upon cooling from high temperatures.[5] When the zirconia is blended with some other oxides, the tetragonal and/or cubic phases are stabilized. Effective dopants include magnesium oxide (MgO), yttrium oxide (Y2O3, yttria), calcium oxide (CaO), and cerium(III) oxide (Ce2O3).[6]

Zirconia is often more useful in its phase ‘stabilized’ state. Upon heating, zirconia undergoes disruptive phase changes. By adding small percentages of yttria, these phase changes are eliminated, and the resulting material has superior thermal, mechanical, and electrical properties. In some cases, the tetragonal phase can be metastable. If sufficient quantities of the metastable tetragonal phase is present, then an applied stress, magnified by the stress concentration at a crack tip, can cause the tetragonal phase to convert to monoclinic, with the associated volume expansion. This phase transformation can then put the crack into compression, retarding its growth, and enhancing the fracture toughness. This mechanism, known as transformation toughening, significantly extends the reliability and lifetime of products made with stabilized zirconia.[6][7]

The ZrO2 band gap is dependent on the phase (cubic, tetragonal, monoclinic, or amorphous) and preparation methods, with typical estimates from 5–7 eV.[8]

A special case of zirconia is that of tetragonal zirconia polycrystal, or TZP, which is indicative of polycrystalline zirconia composed of only the metastable tetragonal phase.

Uses[edit]

The main use of zirconia is in the production of hard ceramics, such as in dentistry,[9] with other uses including as a protective coating on particles of titanium dioxide pigments,[2] as a refractory material, in insulation, abrasives, and enamels.

Stabilized zirconia is used in oxygen sensors and fuel cell membranes because it has the ability to allow oxygen ions to move freely through the crystal structure at high temperatures. This high ionic conductivity (and a low electronic conductivity) makes it one of the most useful electroceramics.[2] Zirconium dioxide is also used as the solid electrolyte in electrochromic devices.

Zirconia is a precursor to the electroceramic lead zirconate titanate (PZT), which is a high-κ dielectric, which is found in myriad components.

Niche uses[edit]

The very low thermal conductivity of cubic phase of zirconia also has led to its use as a thermal barrier coating, or TBC, in jet and diesel engines to allow operation at higher temperatures.[10] Thermodynamically, the higher the operation temperature of an engine, the greater the possible efficiency. Another low-thermal-conductivity use is as a ceramic fiber insulation for crystal growth furnaces, fuel-cell stacks, and infrared heating systems.

This material is also used in dentistry in the manufacture of subframes for the construction of dental restorations such as crowns and bridges, which are then veneered with a conventional feldspathic porcelain for aesthetic reasons, or of strong, extremely durable dental prostheses constructed entirely from monolithic zirconia, with limited but constantly improving aesthetics.[11][12] Zirconia stabilized with yttria (yttrium oxide), known as yttria-stabilized zirconia, can be used as a strong base material in some full ceramic crown restorations.[12][13]

Transformation-toughened zirconia is used to make ceramic knives. Because of the hardness, ceramic-edged cutlery stays sharp longer than steel edged products.[14]

Due to its infusibility and brilliant luminosity when incandescent, it was used as an ingredient of sticks for limelight.[citation needed]

Zirconia has been proposed to electrolyze carbon monoxide and oxygen from the atmosphere of Mars to provide both fuel and oxidizer that could be used as a store of chemical energy for use with surface transportation on Mars. Carbon monoxide/oxygen engines have been suggested for early surface transportation use, as both carbon monoxide and oxygen can be straightforwardly produced by zirconia electrolysis without requiring use of any of the Martian water resources to obtain hydrogen, which would be needed for the production of methane or any hydrogen-based fuels.[15]

Zirconia can be used as photocatalyst[16] since its high band gap (~ 5 eV)[17] allows the generation of high energetic electrons and holes. Some studies demonstrated the activity of doped zirconia (in order to increase visible light absorption) in degrading organic compounds[18][19] and reducing Cr(VI) from wastewaters.[20]

Zirconia is also a potential high-κ dielectric material with potential applications as an insulator in transistors.

Zirconia is also employed in the deposition of optical coatings; it is a high-index material usable from the near-UV to the mid-IR, due to its low absorption in this spectral region. In such applications, it is typically deposited by PVD.[21]

In jewelry making, some watch cases are advertised as being «black zirconium oxide».[22] In 2015 Omega released a fully ZrO2 watch named «The Dark Side of The Moon»[23] with ceramic case, bezel, pushers, and clasp, advertising it as four times harder than stainless steel and therefore much more resistant to scratches during everyday use.

In gas tungsten arc welding, tungsten electrodes containing 1% zirconium oxide (a.k.a. zirconia) instead of 2% thorium have good arc starting and current capacity, and are not radioactive.[24]

Diamond simulant[edit]

Brilliant-cut cubic zirconia

Single crystals of the cubic phase of zirconia are commonly used as diamond simulant in jewellery. Like diamond, cubic zirconia has a cubic crystal structure and a high index of refraction. Visually discerning a good quality cubic zirconia gem from a diamond is difficult, and most jewellers will have a thermal conductivity tester to identify cubic zirconia by its low thermal conductivity (diamond is a very good thermal conductor). This state of zirconia is commonly called cubic zirconia, CZ, or zircon by jewellers, but the last name is not chemically accurate. Zircon is actually the mineral name for naturally occurring zirconium(IV) silicate (ZrSiO4).

See also[edit]

  • Quenching
  • Sintering
  • S-type star, emitting spectral lines of zirconium monoxide
  • Yttria-stabilized zirconia

References[edit]

  1. ^ Wang, S. F.; Zhang, J.; Luo, D. W.; Gu, F.; Tang, D. Y.; Dong, Z. L.; Tan, G. E. B.; Que, W. X.; Zhang, T. S.; Li, S.; Kong, L. B. (2013-05-01). «Transparent ceramics: Processing, materials and applications». Progress in Solid State Chemistry. 41 (1): 20–54. doi:10.1016/j.progsolidstchem.2012.12.002. ISSN 0079-6786.
  2. ^ a b c d Ralph Nielsen «Zirconium and Zirconium Compounds» in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a28_543
  3. ^ R. Stevens, 1986. Introduction to Zirconia. Magnesium Elektron Publication No 113
  4. ^ Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd Edn.), Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4
  5. ^ Platt, P.; Frankel, P.; Gass, M.; Howells, R.; Preuss, M. (November 2014). «Finite element analysis of the tetragonal to monoclinic phase transformation during oxidation of zirconium alloys». Journal of Nuclear Materials. 454 (1–3): 290–297. Bibcode:2014JNuM..454..290P. doi:10.1016/j.jnucmat.2014.08.020.
  6. ^ a b Evans, A.G.; Cannon, R.M. (1986). «Toughening of brittle solids by martensitic transformations». Acta Metall. 34: 761. doi:10.1016/0001-6160(86)90052-0.
  7. ^ Porter, D.L.; Evans, A.G.; Heuer, A.H. (1979). «Transformation toughening in PSZ». Acta Metall. 27: 1649. doi:10.1016/0001-6160(79)90046-4.
  8. ^ Chang, Jane P.; You-Sheng Lin; Karen Chu (2001). «Rapid thermal chemical vapor deposition of zirconium oxide for metal–oxide–semiconductor field effect transistor application». Journal of Vacuum Science and Technology B. 19 (5): 1782–1787. Bibcode:2001JVSTB..19.1782C. doi:10.1116/1.1396639.
  9. ^ Gambogi, Joseph. «Zirconium and Hafnium Statistics and Information». USGS National Minerals Information Center. Archived from the original on 18 February 2018. Retrieved 5 May 2018.
  10. ^ «Thermal-barrier coatings for more efficient gas-turbine engines». studylib.net. Retrieved 2018-08-06.
  11. ^ Papaspyridakos, Panos; Kunal Lal (2008). «Complete arch implant rehabilitation using subtractive rapid prototyping and porcelain fused to zirconia prosthesis: A clinical report». The Journal of Prosthetic Dentistry. 100 (3): 165–172. doi:10.1016/S0022-3913(08)00110-8. PMID 18762028.
  12. ^ a b Kastyl, Jaroslav; Chlup, Zdenek; Stastny, Premysl; Trunec, Martin (2020-08-17). «Machinability and properties of zirconia ceramics prepared by gelcasting method». Advances in Applied Ceramics. 119 (5–6): 252–260. Bibcode:2020AdApC.119..252K. doi:10.1080/17436753.2019.1675402. hdl:11012/181089. ISSN 1743-6753. S2CID 210795876.
  13. ^ Shen, James, ed. (2013). Advanced ceramics for dentistry (1st ed.). Amsterdam: Elsevier/BH. p. 271. ISBN 978-0123946195.
  14. ^ «Serrated 12cm blade Ceramic Kitchen Knives and Tools». Ceramic Kitchen Knives and Tools | Kyocera Asia-Pacific. Retrieved 4 August 2021.
  15. ^ Landis, Geoffrey A.; Linne, Diane L. (2001). «Mars Rocket Vehicle Using In Situ Propellants». Journal of Spacecraft and Rockets. 38 (5): 730–35. Bibcode:2001JSpRo..38..730L. doi:10.2514/2.3739.
  16. ^ Kohno, Yoshiumi; Tanaka, Tsunehiro; Funabiki, Takuzo; Yoshida, Satohiro (1998). «Identification and reactivity of a surface intermediate in the photoreduction of CO2 with H2 over ZrO2». Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. 94 (13): 1875–1880. doi:10.1039/a801055b.
  17. ^ Gionco, Chiara; Paganini, Maria C.; Giamello, Elio; Burgess, Robertson; Di Valentin, Cristiana; Pacchioni, Gianfranco (15 January 2014). «Cerium-Doped Zirconium Dioxide, a Visible-Light-Sensitive Photoactive Material of Third Generation». The Journal of Physical Chemistry Letters. 5 (3): 447–451. doi:10.1021/jz402731s. hdl:2318/141649. PMID 26276590.
  18. ^ Yuan, Quan; Liu, Yang; Li, Le-Le; Li, Zhen-Xing; Fang, Chen-Jie; Duan, Wen-Tao; Li, Xing-Guo; Yan, Chun-Hua (August 2009). «Highly ordered mesoporous titania–zirconia photocatalyst for applications in degradation of rhodamine-B and hydrogen evolution». Microporous and Mesoporous Materials. 124 (1–3): 169–178. doi:10.1016/j.micromeso.2009.05.006.
  19. ^ Bortot Coelho, Fabrício; Gionco, Chiara; Paganini, Maria; Calza, Paola; Magnacca, Giuliana (3 April 2019). «Control of Membrane Fouling in Organics Filtration Using Ce-Doped Zirconia and Visible Light». Nanomaterials. 9 (4): 534. doi:10.3390/nano9040534. PMC 6523972. PMID 30987140.
  20. ^ Bortot Coelho, Fabrício Eduardo; Candelario, Victor M.; Araújo, Estêvão Magno Rodrigues; Miranda, Tânia Lúcia Santos; Magnacca, Giuliana (18 April 2020). «Photocatalytic Reduction of Cr(VI) in the Presence of Humic Acid Using Immobilized Ce–ZrO2 under Visible Light». Nanomaterials. 10 (4): 779. doi:10.3390/nano10040779. ISSN 2079-4991. PMC 7221772. PMID 32325680.
  21. ^ «Zirconium Oxide Zr02 For Optical Coating». Materion. Archived from the original on October 20, 2013. Retrieved April 30, 2013.
  22. ^ «Omega Co-Axial Chronograph 44.25 mm». OMEGA Watches. Archived from the original on 2016-03-26. Retrieved 2016-03-27.
  23. ^ «Speedmaster Moonwatch Dark Side Of The Moon | OMEGA». Omega. Archived from the original on 2018-02-09. Retrieved 2018-02-08.
  24. ^ Arc-Zone.com (2009). p=2 «Tungsten Selection». Carlsbad, California: Arc-Zone.com. Retrieved 15 June 2015.

Further reading[edit]

  • Green, D. J.; Hannink, R.; Swain, M. V. (1989). Transformation Toughening of Ceramics. Boca Raton: CRC Press. ISBN 0-8493-6594-5.
  • Heuer, A.H.; Hobbs, L.W., eds. (1981). Science and Technology of Zirconia. Advances in Ceramics. Vol. 3. Columbus, OH: American Ceramic Society. p. 475.
  • Claussen, N.; Rühle, M.; Heuer, A.H., eds. (1984). Proc. 2nd Int’l Conf. on Science and Technology of Zirconia. Advances in Ceramics. Vol. 11. Columbus, OH: American Ceramic Society.

External links[edit]

  • NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
Источник

диоксид циркония

  • 1
    диоксид циркония

    1. zirconium dioxide

    Русско-английский словарь нормативно-технической терминологии > диоксид циркония

  • 2
    диоксид циркония

    3) Dental implantology: ZrO2

    Универсальный русско-английский словарь > диоксид циркония

  • 3
    диоксид циркония

    Русско-английский политехнический словарь > диоксид циркония

  • 4
    диоксид циркония ZrO2

    Универсальный русско-английский словарь > диоксид циркония ZrO2

  • 5
    диоксид циркония кубической модификации

    Универсальный русско-английский словарь > диоксид циркония кубической модификации

  • 6
    диоксид циркония моноклинной модификации

    Универсальный русско-английский словарь > диоксид циркония моноклинной модификации

  • 7
    диоксид циркония тетрагональной модификации

    Универсальный русско-английский словарь > диоксид циркония тетрагональной модификации

  • 8
    диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия

    Универсальный русско-английский словарь > диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия

  • 9
    диоксид циркония, стабилизированный оксидом кальция

    Универсальный русско-английский словарь > диоксид циркония, стабилизированный оксидом кальция

  • 10
    диоксид циркония, стабилизированный оксидом магния

    Универсальный русско-английский словарь > диоксид циркония, стабилизированный оксидом магния

  • 11
    кубический диоксид циркония, фианит

    Универсальный русско-английский словарь > кубический диоксид циркония, фианит

  • 12
    метастабильный тетрагональный диоксид циркония

    Универсальный русско-английский словарь > метастабильный тетрагональный диоксид циркония

  • 13
    полностью стабилизированный диоксид циркония

    Универсальный русско-английский словарь > полностью стабилизированный диоксид циркония

  • 14
    стабилизированный диоксид циркония

    Универсальный русско-английский словарь > стабилизированный диоксид циркония

  • 15
    стекловолокно, содержащее диоксид циркония

    Универсальный русско-английский словарь > стекловолокно, содержащее диоксид циркония

  • 16
    частично стабилизированный диоксид циркония

    Универсальный русско-английский словарь > частично стабилизированный диоксид циркония

  • 17
    хлорокись циркония

    Русско-английский научный словарь > хлорокись циркония

  • 18
    ЧСЦ

    Универсальный русско-английский словарь > ЧСЦ

  • 19
    фтористый цирконий

    Русско-английский научный словарь > фтористый цирконий

  • 20
    двуокись

    Русско-английский большой базовый словарь > двуокись

См. также в других словарях:

  • диоксид циркония — (напр. используется для изготовления оболочек тепловыделяющих элементов ядерного реактора) [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN zirconium dioxide …   Справочник технического переводчика

  • Диоксид циркония — Фианит Оксид циркония ZrO2 (диоксид циркония), бесцветные кристаллы, tпл= 2715 °C. Диоксид циркония проявляет амфотерные свойства, нерастворим в воде и водных растворах большинства кислот и щёлочей, однако растворяется в плавиковой и… …   Википедия

  • Диоксид циркония — двуокись циркония, ZrO2 белые кристаллы; tпл=2900° С; плотность 5730 кг/м3. Обладает амфотерными свойствами. В природе существует в виде минерала бадделеита. В промышленности получают прокаливанием сульфатов или хлоридов циркония. Синтетические… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • ДИОКСИД ЦИРКОНИЯ — двуокись циркония, ZrO2 белые кристаллы; tпл=2900° С; плотность 5730 кг/м3. Обладает амфотерными свойствами. В природе существует в виде минерала бадделеита. В промышленности получают прокаливанием сульфатов или хлоридов циркония.… …   Металлургический словарь

  • циркония диоксид — cirkonio(IV) oksidas statusas T sritis chemija formulė ZrO₂ atitikmenys: angl. zircon alba; zirconia; zirconium anhidride; zirconium dioxide; zirconium(IV) oxide rus. циркония диоксид; циркония(IV) оксид ryšiai: sinonimas – cirkonio dioksidas …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • циркония(IV) оксид — cirkonio(IV) oksidas statusas T sritis chemija formulė ZrO₂ atitikmenys: angl. zircon alba; zirconia; zirconium anhidride; zirconium dioxide; zirconium(IV) oxide rus. циркония диоксид; циркония(IV) оксид ryšiai: sinonimas – cirkonio dioksidas …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • ЦИРКОНИЯ ДИОКСИД — ZrO2, бесцветные кристаллы; tпл 2700 .С; в воде и кислотах нерастворим. В природе минерал бадделеит. Компонент керамики, огнеупоров, эмалей, специальных стекол, лазерных материалов; твердый электролит; пьезоэлектрик. Синтетические монокристаллы… …   Большой Энциклопедический словарь

  • циркония диоксид — ZrO2, бесцветные кристаллы; tпл 2710°C; в воде и кислотах нерастворим. В природе  минерал бадделеит. Компонент керамики, огнеупоров, эмалей, специальных стёкол, лазерных материалов; твёрдый электролит; пьезоэлектрик. Синтетические монокристаллы… …   Энциклопедический словарь

  • Оксид циркония(IV) — Фианит Оксид циркония  ZrO2 (диоксид циркония), бесцветные кристаллы, tпл= 2715 °C. Оксид циркония  один из наиболее тугоплавких оксидов металлов. Диоксид циркония проявляет амфотерные свойства, нерастворим в воде и водных… …   Википедия

  • Оксид циркония — Фианит Оксид циркония ZrO2 (диоксид циркония), бесцветные кристаллы, tпл= 2715 °C. Диоксид циркония проявляет амфотерные свойства, нерастворим в воде и водных растворах большинства кислот и щёлочей, однако растворяется в плавиковой и… …   Википедия

  • ДВУОКИСЬ ЦИРКОНИЯ — смотри Диоксид циркония …   Металлургический словарь

Источник

Оксид циркония как химическое соединение

цирконий оксид

Оксид (диоксид) циркония ZrO2 – это прозрачные, бесцветные кристаллы особой прочности, нерастворимые в воде и большинстве растворов щелочей и кислот, зато растворяется в расплавах щелочей, стеклах, плавиковой и серной кислоте. Температура плавления составляет 2715 °C. Оксид циркония существует в трех формах: стабильная моноклинная, которая встречается в природе, метастабильная тетрагональная – входит в состав циркониевых керамик, нестабильная кубическая – используется в ювелирном деле как имитация алмазов. В промышленности цирконий оксид получил широкое распространение благодаря своей сверхтвердости, из него изготавливают огнеупоры, эмали, стекла и керамику.

Виды циркония

В зависимости от соединений, оказавшихся в кристаллической решетке отдельных минералов, циркон имеет разную окраску и оттенки.

Так, в природе встречаются камни красные, зеленые, коричневые, малиновые, оранжевые и др. Различные цвета придают содержащиеся примеси меди, алюминия, титана, цинка и железа. Почти во всех камнях присутствуют соединения гафния, соседствующего с цирконием в одной химической группе.

Известны следующие разновидности цирконов:

  • Матарский алмаз. Так называется бесцветный циркон, имеющий радужное бриллиантовое сияние. Это самый дорогой вид.
  • Золотисто-желтым цветом обладают сиамские цирконы.
  • Цирконы, прошедшие обработку обжиганием, приобретают небесную голубую окраску и очень нравятся романтичным людям. Их называют старлитами.
  • Малакон относится к метамиктным минералам. Под воздействием радиационных излучений приобретает несколько аморфное состояние, подобное стеклу. Черный малакон некоторые маги используют в своих ритуалах.

Сферы применения оксида циркония

Цирконий оксид был открыт в 1789 году и долгое время не применялся, весь его огромный потенциал был неизвестен человечеству. Только сравнительно с недавнего времени цирконий стал активно применяться во многих областях человеческой деятельности. Он используется в автомобилестроении, например, в изготовлении тормозных дисков высококлассных машин. В космической отрасли он незаменим – благодаря ему корабли выдерживают невероятные температурные воздействия. Режущие инструменты, насосы также содержат оксид циркония. Применяется он и в медицине, например, как головки искусственных тазобедренных суставов. И, наконец, в стоматологии он может проявить все свои самые лучшие качества в роли зубных протезов.

История открытия оксида циркония

Двести лет назад оксид циркония выделили из его минерала. Более трех тысячелетий назад минерал использовали на острове Цейлон как несовершенный алмаз – для изготовления украшений. Есть несколько версия появления названия. К примеру, по версии одного источника, в 1776 г. немецкий ученый Брюкнер назвал его «заркун», то есть «минерал». Первым, кто выделил из минерала циркон оксид циркония, стал немецкий химик Мартин Генрих Клапрон, – в 1789 г.

Предлагаем ознакомиться Сколько носить ретейнеры после снятия брекетов

Оксид циркония в стоматологии

В современной стоматологии цирконий оксид – это самый популярный материал для изготовления зубных коронок. Он получил распространение в этой области благодаря своим качествам, таким как твердость, прочность, износоустойчивость и сохранение формы и вида на протяжении длительного времени, биологическая совместимость тканями человека, красивый внешний вид. Может служить материалом для одиночных коронок, мостов, штифтов, несъемных протезов с применением имплантов.

оксид циркония цена

Оксид циркония, цена на который выше, чем на остальные виды протезов, сложен в обработке. Этим и обусловлен тот факт, что такие коронки самые дорогие. После создания каркаса, на него наносится слой белой керамики, так как сам оксид циркония не имеет цвета. Благодаря этому керамику можно наносить очень тонким слоем.

Диоксид циркония

Наверно нет ни одного человека кто не слышал бы про циркониевые зубные коронки. О них говорят всякий раз, когда речь идет о восстановлении отсутствующего зуба. Каждый стоматолог вам будет предлагать поставить на зуб «цирконий».

Давайте разберем, что же это такое, циркониевая коронка, так ли она хороша, как про нее говорят, и в чем разница между цирконом, цирконием, оксидом и диоксидом циркония.

коронки из диоксида циркония

Циркон является основным минералом источником циркония. Прозрачные кристаллы циркона используют в ювелирных украшениях (гиацинт, старлит, жаргон).

Довольно часто при продаже ювелирных украшений, словом «циркон» ошибочно называют синтетический материал с сильным блеском — кубический диоксид циркония (фианит).

Название фианит получил в честь Физического института Академии наук СССР (ФИАН), где впервые был синтезирован, но название практически не используется за пределами бывшего СССР и Восточной Европы. За рубежом этот материал чаще называют цирконитом. В некоторых случаях, особенно в переводах с иностранных языков, фианит называют цирконием или цирконом, что создаёт путаницу, так как фианит является имитирующим алмаз синтетическим материалом, циркон— никак не связанный с ним жёлто-коричневый минерал, а цирконий – химический элемент.

химический элемент— блестящий металл серебристо-серого цвета.

Металлический цирконий и его сплавы применяются с 30-х годов 20 века в ядерной энергетике, при легировании металлов, в пиротехнике, и медицине.

В стоматологии применяется диоксид циркония стабилизированный оксидом иттрия. Состав: Диоксид циркония ZrO2 95% Оксид алюминия Al2O3 <0,4% Оксид иттрия Y2O3 5%

Твердость по Викерсу до 1250 HV 10 Прочность на сжатие 2062 МПа Прочность на изгиб 1554 МПа Модуль упругости 2500 МПа — 3700 МПа Плотность >6,06 г/см3 Вязкость разрушения 7-10 MPa м1/2 (oксид алюминия 4,5 м1/2 ) КТР(25-500°C) 10•10-6 /K-1.

Предварительно спеченный диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия, выпускается в виде заготовок, предназначенных для машинной обработки. Такой цирконий достаточно мягкий и позволяет проводить механическую обработку заготовок для получения изделий сложной формы с последующим окончательным спеканием.

диоксид циркония

После окончательного спекания диоксид циркония приобретает максимальную прочность и стабильность.

В настоящее время используется несколько вариантов применения диоксида циркония для изготовления зубных коронок:

Первый – из диоксида циркония вытачивается каркас будущей коронки, аналогично тому как изготавливается каркас у металлокерамических коронок из металла. Далее проводится облицовка циркониевого каркаса керамическими массами для получения нужной формы и цвета коронки.

Второй – из циркония вытачивается коронка в полную анатомию т.е. зуб целиком циркониевый. Цветовые эффекты получают путем раскрашивания каркаса специальными красителями до этапа окончательной синтеризации (спекания). На этом этапе цирконий выглядит совершенно не похожим на зуб. Однако, после запекания «разноцветность» исчезает и зубы выглядят естественно.

Третий – используются циркониевые заготовки с предварительно прокрашенными цветовыми слоями и прозрачностью для более эстетичного вида цельноциркониевых коронок.

диоксид циркония

При возникновении в материале трещины, у ее вершины инициируется фазовый переход тетрагональной модификации в моноклинную. Переход тетрагональной фазы диоксида циркония в моноклинную сопровождается увеличением объёма и, как следствие, локальные увеличения объёма и соответственно давления, что стабилизирует микротрещину, замедляя её рост. Подобный процесс “напряжения-деформации” обычно имеет место только в стальных сплавах. Поэтому диоксид циркония стабилизированный оксидом иттрия называют еще “керамической сталью”.
  • БИОСОВМЕСТИМОСТЬ и ИНЕРТНОСТЬ. Использование диоксида циркония исключает какие -либо аллергические реакции со стороны организма. Кроме всего, он сочетается со всеми материалами, применяемыми в стоматологии и не может вызывать явления гальванизма, если у Вас уже есть металлические конструкции во рту.
  • Не подвержен КОРРОЗИИ и ОКИСЛЕНИЮ. Поэтому он не меняет цвет окружающих коронку тканей (как в случае с металлокерамикой).
  • Коронки из диоксида циркония ТОНЬШЕ и ЛЕГЧЕ, чем металлокерамика. Это позволяет меньше обтачивать опорные зубы и поэтому они меньше травмируются и дольше служат.
  • АДАПТАЦИЯ к таким коронкам происходит быстрее.
  • Поскольку диоксид циркония обладает низкой ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ, живые зубы под коронками меньше ощущают резкие перепады температуры.
  • Идеальная ТОЧНОСТЬ, с которой циркониевая коронка прилегает к опоре, обеспечивается за счет современных цифровых технологий. Цирконий вытачивается на станках с цифровым управлением (CAD/CAM) исключая человеческий фактор. На фотографии ниже – фрезерный станок для обработки диоксида циркония.
  • ЭСТЕТИКА ортопедических конструкций с применением диоксида циркония возрастает в разы, так как цирконий – светлый и проницаемый для света материал, что позволяет создавать не отличимые от собственных тканей зуба ортопедические реставрации. Эстетика естественно сохраняется длительнее.

На фото ниже сравнение цветопропускания коронок с каркасом из диоксида циркония и металлокерамики. Результат налицо!

металлокерамика и диоксид циркония

диоксид циркония в сравнении

На фотографиях ниже – замена старых реставраций на зубах 1.1. и 2.1 на коронки с каркасом из диоксида циркония. Обратите внимание насколько живыми получаются реставрации.

диоксид циркония

  • Из диоксида циркония возможно изготавливать индивидуальные абатменты при протезировании на имплантатах. В этом случае создаются идеальные условия для сохранения здоровья десны вокруг имплантата. По некоторым научным данным ткань десны прирастает к поверхности циркония, создается связь аналогичная связи мягких тканей у естественного зуба.

    диоксид циркония, индивидуальный абатмент

диоксид циркония, индивидуальный абатмент

Что же касается недостатков диоксида циркония, то наверное можно выделить только один — стоимость. Да, стоимость коронки с каркасом из диоксида циркония примерно на 20% выше, чем металлокерамической коронки. Однако на фоне всех плюсов, которых нет у металлокерамики, диоксид циркония — абсолютный победитель!

Смотрите выполненные мною работы в разделе МОИ РАБОТЫ.

Безметалловые коронки на оксиде циркония

В производстве коронок и мостовидных протезов цирконий оксид довольн-таки новый материал. Раньше использование зубных протезов на металлическом каркасе было абсолютной нормой и безальтернативным вариантом. Но ученые вели исследования и искали наиболее подходящий материал, обладающий как эстетичным внешним видом, так и биологической совместимостью с тканями человеческого организма, прочный и легкий. Такой материал нашелся, и это в природе большая редкость, по своим качествам он может сравниться разве что с алмазом.

зубы оксид циркония

С появлением циркониевых коронок пациенты могут наслаждаться неповторимой эстетикой и красотой протезов, другое дело, что не всем такое счастье по карману. Но благодаря своей прочности, возможно, потратиться придется раз и на всю жизнь – циркониевые протезы невероятно износоустойчивы и долговечны. Благодаря тому, что сам по себе оксид циркония прозрачен, совместно с тонким слоем керамики создается эффект естественных зубов. Кроме того, коронки плотно прилегают к десне, не имеют ни малейшего зазора, чем создается еще более натуральный вид.

Состав и свойства конструкции

Оксид-циркониевые коронки, что на фото, состоят из двух слоев:

  • внутренний, который представляет собой прочный каркас из диоксида циркония;
  • внешний, состоящий из облицовочной керамики, напоминающей зубную эмаль человека.

Диоксид циркония имеет множество особенностей, которые характерны и для коронок, изготовленных из него. Конструкциям на основе оксида циркония присущи следующие свойства:

  • натуральность;
  • прочность и устойчивость к воздействию щелочей и кислот;
  • светлые оттенки;
  • гипоаллергенность;
  • не создают неудобства и ощущения дискомфорта;
  • циркониевая окись плохо проводит тепло, поэтому и коронки выступают в роли теплоизолятора;
  • эстетичность и сверхпрочность;
  • легкость;
  • изготавливаются с использованием новейших технологий без человеческого участия;
  • толщина каркаса 0,4 мм, что позволяет перед «посадкой» коронки из двуокиси циркония не обтачивать живые ткани зуба до его истончения.

Предлагаем ознакомиться Металлические коронки на зубы: какие лучше?

Благодаря способности диоксида циркония преломлять свет подобно эмали конструкции можно изготавливать любого цвета. Циркониевая керамика подойдет как для передних, так и для боковых зубов. Маленький вес таких изделий позволяет ставить их даже на импланты.

Диоксид циркония благодаря своей инертности с последними в реакцию не вступает.

Циркониевые протезы плотно прилегают к десне, что предотвращает попадание под них бактерий и остатков пищи, а это исключает многие стоматологические заболевания (например, пародонтоз, кариес).

Эстетика плюс прочность

Белая сталь – так иногда называют керамику на оксиде циркония. Коронки из этого материала в 5 раз прочнее цельнокерамических протезов. В чем преимущество такой прочности? До появления в стоматологии оксида циркония, коронки делались с использованием металлического каркаса, на который наносился толстый слой керамики. Металл – для прочности, керамика – для эстетики. Но создать полностью натуральный вид таким образом невозможно, на месте соприкосновения протеза с десной явно проглядывается темная полоска (такой эффект дает металлический каркас).

керамику на оксиде циркония

Цирконий оксид не уступает по прочности металлу, и позволяет передать естественный цвет и прозрачность, как у натурального зуба, без каких-либо лишних цветовых вкраплений. Он по своей природе схож с тканями зуба, обладает светопропускаемостью. Лучи света, проникающие в толщу коронки, преломляются и рассеиваются естественным образом, создавая эффект здоровой и красивой улыбки. Стоматологи при установке протеза подбирают цвет, который не отличается от цвета остальных здоровых зубов, поэтому коронка ничем себя не выдает, сливаясь со здоровыми зубами.

Виды протезов

Зубы из циркония

могут быть представлены в нескольких вариантах в зависимости от особенностей их изготовления и метода установки.

По конструкции различают два типа протезов:

  • классические — изделия имеют два слоя, первый из которых представлен в виде каркаса из циркония, а второй является облицовкой, выполненной их фарфора;
  • монолитные — производятся путем литья из циркония, за счет чего имеют высокий индекс прочности.

Каждый тип имеет как преимущества, так и недостатки.

Устанавливают классические коронки из диоксида циркония на передние зубы, поскольку под постоянной нагрузкой они могут перетерпеть значительную деформацию. Прочные монолитные протезы, наоборот, протезируют на место жевательных зубов, а на передних они выглядят недостаточно естественно, так как имеют молочный оттенок, что выдает искусственность зуба.

Биосовместимость

Металлы, из которых создаются металлокерамические протезы, иногда становятся причиной аллергических реакций у пациента, появления воспалений и долгого привыкания к протезу. Коронки на основе оксида циркония – идеальный вариант для людей с гиперчувствительностью и непереносимостью металлов.

оксид циркония отзывы

Это связано с такими их свойствами:

  • Безопасный состав (не содержат оксида кремния).
  • Невосприимчивость к кислотам, низкая растворяемость.
  • Гладкая поверхность не позволяет скапливаться налету.
  • Инертность к другим материалам, присутствующим в полости рта.
  • Высокая теплоизоляция обеспечивает отсутствие дискомфорта при приеме горячей или холодной пищи.
  • Минимальная подготовка здорового зуба. Прочность материала позволяет создавать тонкие каркасы, тем самым обточить зуб по минимуму и сохранить больше здоровой ткани зуба.

Уход и долговечность

Срок эксплуатации коронки из диоксида циркония зависит не только от профессионализма специалистов, занимающихся ее установкой, но также и от правильного ухода за стоматологической конструкцией. Все правила ухода за циркониевыми коронами расскажет врач после протезирования поврежденных зубов.

Соблюдая следующие тонкости ухода можно существенно продлить долговечность установленному протезу из диоксида циркония:

  • Все правила ухода за циркониевыми коронами расскажет врач после протезирования поврежденных зубов Чистка зубов каждый день, особенно после каждого приема пищи.
  • Использование соответствующих и качественных средств по уходу за полостью рта.
  • Для более качественной чистки зубов применять флосс, способствующий удаление остатков пищи из межзубного пространства.
  • Использование ополаскивателей для полости рта или хотя бы простой воды после каждого приема пищи.
  • Исключить воздействие на коронки твердых предметов (скорлупа орехов, фисташки, семечки подсолнечника, открытие пивных бутылок зубами и т.п.).
  • Систематическое прохождение профосмотров у стоматолога один раз в квартал.

Важно! Пожизненная гарантия предоставляемая стоматологами на коронки из диоксида циркония, определяется высокой прочностью материала, лежащего в ее основе. Поэтому, соблюдения элементарных правил по уходу за циркониевыми коронками обеспечит долговечность данной стоматологической конструкции.

Противопоказания

Оксид циркония, свойства которого идеальны для зубных протезов, почти не имеет противопоказаний, за исключением таких индивидуальных особенностей организма человека:

  • Глубокий прикус – патология строения челюсти, при которой верхняя челюсть на треть прикрывает нижние зубы при сомкнутом положении. Дефект приводит к излишнему давлению на зубы верхней челюсти и грозит повышенным стиранием зубной эмали.
  • Бруксизм – аномалия, проявляющаяся скрежетанием зубами, чаще всего во время сна. Причина до конца не выявлена, но многие ученые сходятся во мнении, что бруксизм – результат психического дисбаланса и стрессов. Приводит к повреждению эмали и стиранию зубов.

Циркон и цирконий

Минерал циркон – это силикат циркония с примесями меди, железа, кальция, цинка, урана, тория, гафния и титана. Он встречается в природе в виде призматических кристаллов, агрегатов, зерен, отличается по цвету и прозрачности. Чистый оксид циркония тугоплавкий, имеет низкую удельную теплопроводность, малорастворим в воде, устойчив к химическим реагентам.

Цирконий – это элемент IV группы таблицы Менделеева с атомной массой 91,224. Он существует в двух формах – кристаллической и аморфной. Максимально высокая концентрация вещества – в щелочных породах. В природе встречается в соединении с оксидом силиката – минерал циркон или как свободный оксид циркония – минерал бадделеит.

Изготовление коронок

Цирконий оксид сложен в обработке, поэтому производство коронок из него – процесс трудоемкий. Он включает в себя несколько этапов:

оксид циркония свойства

  1. Подготавливается ротовая полость, обтачивается под коронку зуб.
  2. Снимается слепок с обточенного зуба, изготавливается модель будущей коронки.
  3. Проводится лазерное сканирование модели, данные заносятся в компьютер для обработки.
  4. Специальная компьютерная программа моделирует каркас с учетом всех нюансов (например, усадки каркаса после обжига).
  5. К компьютеру с полученными данными подключается цифровой станок для вытачивания и происходит создание каркаса из циркониевой заготовки.
  6. Выточенный каркас помещают в высокотемпературную печь для спекания массы и обеспечения большей прочности.
  7. Готовый каркас покрывают керамической массой определенного оттенка, выбранного для конкретного пациента.

Как изготавливают коронки из циркония

Циркониевые коронки

Циркониевые коронки создаются по технологии CAD/CAM, которая сегодня считается одной из наиболее универсальных. Изготавливается протез из диоксида циркония в такой последовательности:

1) Зубы подготавливаются к процедуре. Устраняются кариозные поражения, удаляются и заменяются старые пломбы, удаляются зубные нервы.

2) Обтачиваются зубы.

3) Зубы, ранее подверженные обточке, сканируются, после чего создается трехмерное изображение при помощи компьютерной программы.

4) Трехмерное изображение обрабатывается, после чего создается трехмерная модель будущего циркониевого зуба.

5) Создается каркас конструкции – в специальный станок помещается полученное трехмерное изображение.

6) Выполняется обжиг полученного каркаса в специальной печи при максимальных температурах.

7) На основу наносятся слои фарфора – выполняется это при высокотемпературном режиме.

8) Коронки проходят стадию обжига, после чего на них наносят красители, которые приближают вид конструкции к естественным зубам.

Циркониевые коронки

Готовое изделие важно примерить, чтобы в ротовой полости не возникало дискомфортных ощущений. Если пациент испытывает неудобства, то врач выполнит корректировку протеза.

При грамотном проведении процедуры изготовления коронок из циркония специалисты легко добиваются привлекательности и длительного срока использования циркониевого протеза. Но для того чтобы коронка прослужила долго, важно не только хорошо изготовить протез, но и правильно подготовиться к его установке. Пока готовится отдельный элемент из циркония или мост, пациенту устанавливают на время пластиковую коронку.

Преимущества циркониевых коронок перед металлокерамикой

При необходимости протезирования перед пациентом встает вопрос, какие выбрать искусственные зубы. Оксид циркония имеет массу преимуществ перед другими материалами:

  • Протезирование циркониевыми коронками не требует удаления нерва.
  • Отсутствие металла в конструкции, что избавляет от таких проблем, как аллергическая реакция, металлический привкус во рту.
  • Гарантия отсутствия развития болезней под коронкой. Протез плотно прилегает к десне, частички пищи и бактерии под него не попадают.
  • Точность выполнения каркаса. Цифровая обработка данных гарантирует невероятную точность в изготовлении конструкции.
  • Индивидуальный подбор цвета. Готовый протез визуально не отличить от остальных, здоровых зубов.
  • Возможность изготовления мостовидного протеза любой длины;
  • Легкость конструкции.
  • Отсутствие реакции на холодную и горячую пищу. Ношение металлокерамики может вызывать неприятные ощущения от высоких или низких температур. Оксид циркония такой реакции не дает.
  • Абсолютно натуральный внешний вид.
  • Отсутствие серой каемки в зоне соприкосновения с десной.
  • При подготовке к протезированию нет необходимости сильно обтачивать зуб.
  • Коронки не деформируются и сохраняют свой вид и форму на протяжении долгого времени.

Уход за протезами и их долговечность

После установки коронки из оксида циркония, врач расскажет, как ухаживать за ней. Придерживаясь следующих правил, вы сможете подарить установленному циркониевому протезу долговечность:

  • проводить чистку зубов 2 раза в день;
  • принадлежности для ухода за ротовой полостью должны быть надлежащего качества;
  • применять зубную нить для удаления остатков пищи из труднодоступных мест;
  • каждый раз после трапезы промывать полость рта водой или специальным ополаскивателем;
  • во рту не должно быть никаких твердых предметов (орехи, кокосы, семечки, бутылочные крышки и т.п.);
  • раз в полугодие ходить к стоматологу.

Правила по уходу за циркониевыми коронками совершенно не отличаются от правил по уходу за зубами. Гарантия, которую стоматологии дают на коронки из оксида циркония, пожизненная. Материал, лежащий в их основе, очень прочный. От пациента требуется лишь правильный уход, и тогда конструкция прослужит не 1 десяток лет.

Отзывы

За время сравнительно недолгого применения успел себя зарекомендовать в стоматологии оксид циркония, отзывы на него только положительные. Изучив многочисленные комментарии в сети, можно сделать вывод, что этот материал идеален для изготовления зубных протезов. За весь период применения оксида циркония в протезировании зубов не было выявлено ни одного случая возникновения аллергической реакции. Реабилитация проходит быстро и без осложнений, а внешний вид улыбки только радует пациента, не вызывая психологического дискомфорта по поводу инородного тела во рту. Особенный восторг испытывают люди, носившие до установки циркониевых протезов металлические коронки с напылением или без. Ведь им есть с чем сравнивать. Несколько десятилетий назад такой вид протезирования был очень популярен, так как не было ему альтернативы на тот момент. Металлические коронки не только доставляли физический дискомфорт (аллергии, реакцию на температуры), но и выглядели не эстетично. После замены их на цирконий, люди поражены, как может искусственный зуб быть незаметен для окружающих и выглядеть так естественно. Это стало возможным благодаря материалу будущего – оксиду циркония.

Что представляют собой циркониевые коронки?

Коронка — это способ реставрации зуба, когда полностью восстанавливается его видимая часть. По форме она напоминает корону, поэтому и носит соответствующее название. Ее задачей является восстановление внешнего вида зуба и его жевательных функций. Ее назначение — сделать зуб крепким и не дать ему разрушаться дальше.
На сегодняшний день хорошо себя зарекомендовали коронки, изготовленные из диоксида циркония (см. фото). Отличительной чертой циркониевой керамики является сверхпрочность, долговечность и износостойкость. Конструкции с оксидным напылением абсолютно безопасны и не вызывают аллергии. Если правильно ухаживать за оксид-циркониевой керамикой, она прослужит не менее 15 лет.

Коронки из диоксида циркония — это зубные конструкции, обладающие особой степенью прочности. Они производятся на высокотехнологичном оборудовании и применяются для восстановления как передних, так и боковых жевательных единиц.

Источник

Zirconium dioxide
Archivo:ZrO2powder.jpg
IUPAC name Zirconium dioxide
Zirconium(IV) oxide
Other names Zirconia
Baddeleyite
Identifiers
CAS number 1314-23-4
Properties
Molecular formula ZrO2
Molar mass 123.218 g/mol
Appearance white powder
Density 5.68 g/cm3
Melting point

2715 °C

Boiling point

4300 °C

Solubility in water negligible
Solubility soluble in HF, and hot HSO4, HNO3, HCl
Refractive index (nD) 2.13
Thermochemistry
Std enthalpy of
formation ΔfHo298 		–1080 kJ/mol
Standard molar
entropy So298 		50.3 J K–1 mol–1
Hazards
MSDS MSDS
EU Index Not listed
Flash point Non-flammable
LD50 > 8.8 g/kg (oral, rat)
Related compounds
Other anions Zirconium disulfide
Other cations Titanium dioxide
Hafnium dioxide
 Yes check.svg (what is this?)  (verify)
Except where noted otherwise, data are given for materials in their standard state (at 25 °C, 100 kPa)
Infobox references

Zirconium dioxide (ZrO2), sometimes known as zirconia (not to be confused with zircon), is a white crystalline oxide of zirconium. Its most naturally occurring form, with a monoclinic crystalline structure, is the rare mineral, baddeleyite. The high temperature cubic crystalline form, called ‘cubic zirconia’, is rarely found in nature as mineral tazheranite (Zr,Ti,Ca)O2 (and a doubtful mineral arkelite), but is synthesized in various colours for use as a gemstone. The cubic crystal structured variety cubic zirconia is the best-known diamond simulant.

Engineering properties[]

Zirconium dioxide is one of the most studied ceramic materials. Pure ZrO2 has a monoclinic crystal structure at room temperature and transitions to tetragonal and cubic at increasing temperatures. The volume expansion caused by the cubic to tetragonal to monoclinic transformation induces very large stresses, and will cause pure ZrO2 to crack upon cooling from high temperatures. Several different oxides are added to zirconia to stabilize the tetragonal and/or cubic phases: magnesium oxide (MgO), yttrium oxide, (Y2O3), calcium oxide (CaO), and cerium(III) oxide (Ce2O3), amongst others.[1]

Zirconia is very useful in its ‘stabilized’ state. In some cases, the tetragonal phase can be metastable. If sufficient quantities of the metastable tetragonal phase is present, then an applied stress, magnified by the stress concentration at a crack tip, can cause the tetragonal phase to convert to monoclinic, with the associated volume expansion. This phase transformation can then put the crack into compression, retarding its growth, and enhancing the fracture toughness. This mechanism is known as transformation toughening, and significantly extends the reliability and lifetime of products made with stabilized zirconia.
[1][2]

A special case of zirconia is that of tetragonal zirconia polycrystaline or TZP, which is indicative of polycrystalline zirconia composed of only the metastable tetragonal phase.

The cubic phase of zirconia also has a very low thermal conductivity, which has led to its use as a thermal barrier coating or TBC in jet and diesel engines to allow operation at higher temperatures. Thermodynamically the higher the operation temperature of an engine, the greater the possible efficiency (see Carnot heat engine). As of 2004, a great deal of research is ongoing to improve the quality and durability of these coatings.
It is used as a refractory material, in insulation, abrasives, enamels and ceramic glazes. Stabilized zirconia is used in oxygen sensors and fuel cell membranes because it has the ability to allow oxygen ions to move freely through the crystal structure at high temperatures. This high ionic conductivity (and a low electronic conductivity) makes it one of the most useful electroceramics.

The ZrO2 band gap is dependent on the phase (cubic, tetragonal, monoclinic, or amorphous) and preparation methods, with typical estimates from 5-7 eV.[3]

This material is also used in the manufacture of subframes for the construction of dental restorations such as crowns and bridges, which are then veneered with a conventional feldspathic porcelain.[4]

Zirconium dioxide can occur as a white powder which possesses both acidic and basic properties. On account of its infusibility and brilliant luminosity when incandescent, it was used as an ingredient of sticks for limelight.

Zirconia is also an important high-k dielectric material that is being investigated for potential applications as an insulator in transistors in future nanoelectronic devices.

Diamond simulant[]

Main gallery: Cubic zirconia.

Archivo:CZ brilliant.jpg

Brilliant-cut cubic zirconia

Single crystals of the cubic phase of zirconia are commonly used as diamond simulant in jewelery. Like diamond, cubic zirconia has a cubic crystal structure and a high index of refraction. Discerning a good quality cubic zirconia gem from a diamond is difficult, and most jewellers will have a thermal conductivity tester to identify cubic zircona by its low thermal conductivity (diamond is a very good thermal conductor). This state of zirconia is commonly called «cubic zirconia,» «CZ,» or «zircon» by jewellers, but the last name is not chemically accurate. Zircon is actually the mineral name for naturally occurring zirconium silicate (ZrSiO4). Its transparent form is also used as a gemstone, and its opaque form as a refractory.

Patents[]

On August 7, 2006, Apple Inc. filed a patent for using zirconia oxide ceramics as casing for mobile devices. Some of the current iPods contain radios for built-in Nike+, Bluetooth, or wireless networking. Using zirconia-based ceramics rather than steel or aluminium for its radio transparency characteristics would enable such internal antennae to be within the device, without the need for changes in thickness or a window, like the iPod touch.[5]

See also[]

  • Quenching
  • Sintering
  • Yttria-stabilized zirconia
  • Zirconia fiber insulation
  • Transformation toughening

References[]

  1. ↑ 1,0 1,1 Evans, A.G., Cannon, R.M. (1986). «Toughening of brittle solids by martensitic transformations». Acta Met. 34: 761. DOI:10.1016/0001-6160(86)90052-0.
  2. ↑ Porter, D.L., Evans, A.G., Heuer, A.H. (1979). «Transformation toughening in PSZ». Acta Met. 27: 1649. DOI:10.1016/0001-6160(79)90046-4.
  3. ↑ Chang, Jane P; You-Sheng Lin; Karen Chu (2001). «Rapid thermal chemical vapor deposition of zirconium oxide for metal-oxide-semiconductor field effect transistor application». Journal of Vacuum Science & Technology B: 19 (5…): 1782–1787. DOI:10.1116/1.1396639.
  4. ↑ Papaspyridakos, Panos (2008). «Complete arch implant rehabilitation using subtractive rapid prototyping and porcelain fused to zirconia prosthesis: A clinical report». The Journal of Prosthetic Dentistry 100 (3): 165–172. DOI:10.1016/S0022-3913(08)00110-8.
  5. ↑
    «Apple seeks patent on radio-transparent zirconia CE casings», Apple Insider, 30 November 2006.

Further reading[]

  • Green, D.J.; Hannink, R.; Swain, M.V. (1989). Transformation Toughening of Ceramics. Boca Raton: CRC Press. ISBN 0-8493-6594-5.
  • Heuer, A.H., Hobbs, L.W., Eds., Science and Technology of Zirconia, Adv. Ceram., Vol. 3, p. 475 (ACerS, Columbus, OH 1981)
  • Claussen, N., Rühle, M., Heuer, A.H., Proc. 2nd Int’l Conf. on Science and Technology of Zirconia, Adv. Ceram., Vol. 11 (ACerS, Columbus, OH 1984)

External links[]

  • NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards

Источник

Zirconium dioxide
Archivo:ZrO2powder.jpg
IUPAC name Zirconium dioxide
Zirconium(IV) oxide
Other names Zirconia
Baddeleyite
Identifiers
CAS number 1314-23-4
Properties
Molecular formula ZrO2
Molar mass 123.218 g/mol
Appearance white powder
Density 5.68 g/cm3
Melting point

2715 °C

Boiling point

4300 °C

Solubility in water negligible
Solubility soluble in HF, and hot HSO4, HNO3, HCl
Refractive index (nD) 2.13
Thermochemistry
Std enthalpy of
formation ΔfHo298 		–1080 kJ/mol
Standard molar
entropy So298 		50.3 J K–1 mol–1
Hazards
MSDS MSDS
EU Index Not listed
Flash point Non-flammable
LD50 > 8.8 g/kg (oral, rat)
Related compounds
Other anions Zirconium disulfide
Other cations Titanium dioxide
Hafnium dioxide
 Yes check.svg (what is this?)  (verify)
Except where noted otherwise, data are given for materials in their standard state (at 25 °C, 100 kPa)
Infobox references

Zirconium dioxide (ZrO2), sometimes known as zirconia (not to be confused with zircon), is a white crystalline oxide of zirconium. Its most naturally occurring form, with a monoclinic crystalline structure, is the rare mineral, baddeleyite. The high temperature cubic crystalline form, called ‘cubic zirconia’, is rarely found in nature as mineral tazheranite (Zr,Ti,Ca)O2 (and a doubtful mineral arkelite), but is synthesized in various colours for use as a gemstone. The cubic crystal structured variety cubic zirconia is the best-known diamond simulant.

Engineering properties[]

Zirconium dioxide is one of the most studied ceramic materials. Pure ZrO2 has a monoclinic crystal structure at room temperature and transitions to tetragonal and cubic at increasing temperatures. The volume expansion caused by the cubic to tetragonal to monoclinic transformation induces very large stresses, and will cause pure ZrO2 to crack upon cooling from high temperatures. Several different oxides are added to zirconia to stabilize the tetragonal and/or cubic phases: magnesium oxide (MgO), yttrium oxide, (Y2O3), calcium oxide (CaO), and cerium(III) oxide (Ce2O3), amongst others.[1]

Zirconia is very useful in its ‘stabilized’ state. In some cases, the tetragonal phase can be metastable. If sufficient quantities of the metastable tetragonal phase is present, then an applied stress, magnified by the stress concentration at a crack tip, can cause the tetragonal phase to convert to monoclinic, with the associated volume expansion. This phase transformation can then put the crack into compression, retarding its growth, and enhancing the fracture toughness. This mechanism is known as transformation toughening, and significantly extends the reliability and lifetime of products made with stabilized zirconia.
[1][2]

A special case of zirconia is that of tetragonal zirconia polycrystaline or TZP, which is indicative of polycrystalline zirconia composed of only the metastable tetragonal phase.

The cubic phase of zirconia also has a very low thermal conductivity, which has led to its use as a thermal barrier coating or TBC in jet and diesel engines to allow operation at higher temperatures. Thermodynamically the higher the operation temperature of an engine, the greater the possible efficiency (see Carnot heat engine). As of 2004, a great deal of research is ongoing to improve the quality and durability of these coatings.
It is used as a refractory material, in insulation, abrasives, enamels and ceramic glazes. Stabilized zirconia is used in oxygen sensors and fuel cell membranes because it has the ability to allow oxygen ions to move freely through the crystal structure at high temperatures. This high ionic conductivity (and a low electronic conductivity) makes it one of the most useful electroceramics.

The ZrO2 band gap is dependent on the phase (cubic, tetragonal, monoclinic, or amorphous) and preparation methods, with typical estimates from 5-7 eV.[3]

This material is also used in the manufacture of subframes for the construction of dental restorations such as crowns and bridges, which are then veneered with a conventional feldspathic porcelain.[4]

Zirconium dioxide can occur as a white powder which possesses both acidic and basic properties. On account of its infusibility and brilliant luminosity when incandescent, it was used as an ingredient of sticks for limelight.

Zirconia is also an important high-k dielectric material that is being investigated for potential applications as an insulator in transistors in future nanoelectronic devices.

Diamond simulant[]

Main gallery: Cubic zirconia.

Archivo:CZ brilliant.jpg

Brilliant-cut cubic zirconia

Single crystals of the cubic phase of zirconia are commonly used as diamond simulant in jewelery. Like diamond, cubic zirconia has a cubic crystal structure and a high index of refraction. Discerning a good quality cubic zirconia gem from a diamond is difficult, and most jewellers will have a thermal conductivity tester to identify cubic zircona by its low thermal conductivity (diamond is a very good thermal conductor). This state of zirconia is commonly called «cubic zirconia,» «CZ,» or «zircon» by jewellers, but the last name is not chemically accurate. Zircon is actually the mineral name for naturally occurring zirconium silicate (ZrSiO4). Its transparent form is also used as a gemstone, and its opaque form as a refractory.

Patents[]

On August 7, 2006, Apple Inc. filed a patent for using zirconia oxide ceramics as casing for mobile devices. Some of the current iPods contain radios for built-in Nike+, Bluetooth, or wireless networking. Using zirconia-based ceramics rather than steel or aluminium for its radio transparency characteristics would enable such internal antennae to be within the device, without the need for changes in thickness or a window, like the iPod touch.[5]

See also[]

  • Quenching
  • Sintering
  • Yttria-stabilized zirconia
  • Zirconia fiber insulation
  • Transformation toughening

References[]

  1. ↑ 1,0 1,1 Evans, A.G., Cannon, R.M. (1986). «Toughening of brittle solids by martensitic transformations». Acta Met. 34: 761. DOI:10.1016/0001-6160(86)90052-0.
  2. ↑ Porter, D.L., Evans, A.G., Heuer, A.H. (1979). «Transformation toughening in PSZ». Acta Met. 27: 1649. DOI:10.1016/0001-6160(79)90046-4.
  3. ↑ Chang, Jane P; You-Sheng Lin; Karen Chu (2001). «Rapid thermal chemical vapor deposition of zirconium oxide for metal-oxide-semiconductor field effect transistor application». Journal of Vacuum Science & Technology B: 19 (5…): 1782–1787. DOI:10.1116/1.1396639.
  4. ↑ Papaspyridakos, Panos (2008). «Complete arch implant rehabilitation using subtractive rapid prototyping and porcelain fused to zirconia prosthesis: A clinical report». The Journal of Prosthetic Dentistry 100 (3): 165–172. DOI:10.1016/S0022-3913(08)00110-8.
  5. ↑
    «Apple seeks patent on radio-transparent zirconia CE casings», Apple Insider, 30 November 2006.

Further reading[]

  • Green, D.J.; Hannink, R.; Swain, M.V. (1989). Transformation Toughening of Ceramics. Boca Raton: CRC Press. ISBN 0-8493-6594-5.
  • Heuer, A.H., Hobbs, L.W., Eds., Science and Technology of Zirconia, Adv. Ceram., Vol. 3, p. 475 (ACerS, Columbus, OH 1981)
  • Claussen, N., Rühle, M., Heuer, A.H., Proc. 2nd Int’l Conf. on Science and Technology of Zirconia, Adv. Ceram., Vol. 11 (ACerS, Columbus, OH 1984)

External links[]

  • NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards

Источник

Циркониевые коронки

      Наверно нет ни одного человека кто не слышал бы про циркониевые зубные коронки. О них говорят всякий раз, когда речь идет о восстановлении отсутствующего зуба. Каждый стоматолог вам будет предлагать поставить на зуб «цирконий».

      Давайте разберем, что же это такое, циркониевая коронка, так ли она хороша, как про нее говорят, и в чем разница между цирконом, цирконием, оксидом и диоксидом циркония.

Циркон, цирконий, диоксид циркония, оксид циркония.

коронки из диоксида циркония

Цирко́н — минерал подкласса островных силикатов, ортосиликат циркония ZrSiO4. 

Циркон является основным минералом источником циркония. Прозрачные кристаллы циркона используют в ювелирных украшениях (гиацинт, старлит, жаргон).

Довольно часто при продаже ювелирных украшений, словом «циркон» ошибочно называют синтетический материал с сильным блеском — кубический диоксид циркония (фианит).

Название фианит получил в честь Физического института Академии наук СССР (ФИАН), где впервые был синтезирован, но название практически не используется за пределами бывшего СССР и Восточной Европы. За рубежом этот материал чаще называют цирконитом. В некоторых случаях, особенно в переводах с иностранных языков, фианит называют цирконием или цирконом, что создаёт путаницу, так как фианит является имитирующим алмаз синтетическим материалом, циркон— никак не связанный с ним жёлто-коричневый минерал, а цирконий – химический элемент.диоксид циркония

Цирко́ний —химический символ— Zr; лат. Zirconium

химический элемент— блестящий металл серебристо-серого цвета. 

Металлический цирконий и его сплавы применяются с 30-х годов 20 века в ядерной энергетике, при легировании металлов, в пиротехнике, и медицине.цирконий

Диоксид циркония

В стоматологии применяется диоксид циркония стабилизированный оксидом иттрия.
Состав:
Диоксид циркония ZrO2 95%
Оксид алюминия Al2O3 <0,4%
Оксид иттрия Y2O3 5% 

Твердость по Викерсу до 1250 HV 10
Прочность на сжатие 2062 МПа 
Прочность на изгиб 1554 МПа 
Модуль упругости 2500 МПа — 3700 МПа
Плотность >6,06 г/см3 
Вязкость разрушения 7-10 MPa м1/2 (oксид алюминия 4,5 м1/2 )
КТР(25-500°C) 10•10-6 /K-1.

Предварительно спеченный диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия, выпускается в виде заготовок, предназначенных для машинной обработки. Такой цирконий достаточно мягкий и позволяет проводить механическую обработку заготовок для получения изделий сложной формы с последующим окончательным спеканием.

диоксид циркония

заготовки диоксида циркония

Отфрезерованный диоксид циркония       После окончательного спекания диоксид циркония приобретает максимальную прочность и стабильность.

Как делают коронки из диоксида циркония.

       В настоящее время используется несколько вариантов применения диоксида циркония для изготовления зубных коронок:

    Первый – из диоксида циркония вытачивается каркас будущей коронки, аналогично тому как изготавливается каркас у металлокерамических коронок из металла. Далее проводится облицовка циркониевого каркаса керамическими массами для получения нужной формы и цвета коронки.каркас коронок из диоксида циркония

       Второй – из циркония вытачивается коронка в полную анатомию т.е. зуб целиком циркониевый. Цветовые эффекты получают путем раскрашивания каркаса специальными красителями до этапа окончательной синтеризации (спекания). На этом этапе цирконий выглядит совершенно не похожим на зуб. Однако, после запекания «разноцветность» исчезает и зубы выглядят естественно.диоксид циркония

Третий – используются циркониевые заготовки с предварительно прокрашенными цветовыми слоями и прозрачностью для более эстетичного вида цельноциркониевых коронок.Диоксид циркония

диоксид циркония       На практике каркас из диоксида циркония толщиной 0.5-0.6мм способен закамуфлировать не только изменённый цвет зубов, но даже металлические культевые вкладки без влияния последних на цвет готовой конструкции. Естественно, при этом также имеет значение глубина поддесневого препарирования.
Применение флуоресцентной плечевой массы, а также флю-дентинов приближает идентичность диоксида циркония к натуральным зубам по светопроницаемости. Во всяком случае этот показатель будет не хуже, чем у пресс керамики.

       Диоксид циркония обладает очень интересным свойством.

При возникновении в материале трещины, у ее вершины инициируется фазовый переход тетрагональной модификации в моноклинную. Переход тетрагональной фазы диоксида циркония в моноклинную сопровождается увеличением объёма и, как следствие, локальные увеличения объёма и соответственно давления, что стабилизирует микротрещину, замедляя её рост.
Подобный процесс “напряжения-деформации” обычно имеет место только в стальных сплавах. Поэтому диоксид циркония стабилизированный оксидом иттрия называют еще “керамической сталью”.

Так почему же диоксид циркония лучше, чем металлокерамика?

  • БИОСОВМЕСТИМОСТЬ и ИНЕРТНОСТЬ. Использование диоксида циркония исключает какие -либо аллергические реакции со стороны организма. Кроме всего, он сочетается со всеми материалами, применяемыми в стоматологии и не может вызывать явления гальванизма, если у Вас уже есть металлические конструкции во рту.
  • Не подвержен КОРРОЗИИ и ОКИСЛЕНИЮ. Поэтому он не меняет цвет окружающих коронку тканей (как в случае с металлокерамикой).
  • Коронки из диоксида циркония ТОНЬШЕ и ЛЕГЧЕ, чем металлокерамика. Это позволяет меньше обтачивать опорные зубы и поэтому они меньше травмируются и дольше служат.
  • АДАПТАЦИЯ к таким коронкам происходит быстрее.
  • Поскольку диоксид циркония обладает низкой ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ, живые зубы под коронками меньше ощущают резкие перепады температуры.
  • Идеальная ТОЧНОСТЬ, с которой циркониевая коронка прилегает к опоре, обеспечивается за счет современных цифровых технологий. Цирконий вытачивается на станках с цифровым управлением (CAD/CAM) исключая человеческий фактор. На фотографии ниже – фрезерный станок для обработки диоксида циркония.станок для обработки диоксида циркония
  • ЭСТЕТИКА ортопедических конструкций с применением диоксида циркония возрастает в разы, так как цирконий – светлый и проницаемый для света материал, что позволяет создавать не отличимые от собственных тканей зуба ортопедические реставрации. Эстетика естественно сохраняется длительнее.

Прозрачность циркония.

На фото ниже сравнение цветопропускания коронок с каркасом из диоксида циркония и металлокерамики. Результат налицо!металлокерамика и диоксид циркония

диоксид циркония в сравнении

Диоксид циркония пример до и после.

На фотографиях ниже – замена старых реставраций на зубах 1.1. и 2.1 на коронки с каркасом из диоксида циркония. Обратите внимание насколько живыми получаются реставрации.диоксид циркония

Всё на шести и всё на четырёх из циркония.

      диоксид циркония, индивидуальный абатмент       

Диоксид циркония цена.

Что же касается недостатков диоксида циркония, то наверное можно выделить только один — стоимость. Да, стоимость коронки с каркасом из диоксида циркония примерно на 20% выше, чем металлокерамической коронки. Однако на фоне всех плюсов, которых нет у металлокерамики, диоксид циркония — абсолютный победитель!

Смотрите выполненные мною работы в разделе МОИ РАБОТЫ.

Источник

Понравилась статья? Поделить с друзьями:

Не пропустите и эти статьи:

  • Оляписто или аляписто как пишется правильно
  • Олина кукла как пишется
  • Оксид цинка как пишется формула
  • Оля одной буквой как написать
  • Олин или олен как правильно пишется

    • 0 0 голоса
    Рейтинг статьи
    Подписаться
    Уведомить о
    guest

    0 комментариев
    Старые
    Новые Популярные
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии