Il tipo di ossido di zirconio più resistente è l'ossido di zirconio stabilizzato con ittrio (YSZ), in particolare quando viene sinterizzato a una temperatura ottimale compresa tra 1500°C e 1550°C.
Questo tipo di zirconia presenta un'elevata resistenza alla flessione, superiore a 800 MPa, che la rende adatta ad applicazioni che richiedono un'elevata durata e resistenza, come le protesi dentarie e gli impianti ortopedici.
Qual è il tipo di zirconia più resistente? (4 punti chiave spiegati)
1. Zirconia stabilizzata con ittrio (YSZ)
La zirconia stabilizzata con ittrio (YSZ) si caratterizza per l'elevata resistenza termica, la bassa conduttività termica e la stabilità chimica.
L'aggiunta di ossido di ittrio stabilizza la zirconia nella sua fase tetragonale, che è metastabile a temperatura ambiente.
Questa stabilizzazione è fondamentale perché impedisce la trasformazione spontanea della fase tetragonale in fase monoclina, che altrimenti porterebbe a una significativa espansione di volume e a un potenziale cedimento del materiale.
2. Proprietà meccaniche
L'YSZ ha eccellenti proprietà meccaniche, tra cui un'elevata resistenza alla frattura.
La trasformazione da tetragonale a monoclino (t-m), indotta da sollecitazioni esterne, porta a un'espansione di volume che genera tensioni di compressione.
Queste sollecitazioni chiudono le punte di eventuali cricche in avanzamento, impedendone di fatto l'ulteriore propagazione.
Questa proprietà unica aumenta la resistenza del materiale alla frattura, rendendolo superiore ad altre ceramiche dentali.
3. Temperatura di sinterizzazione
La resistenza dell'YSZ dipende fortemente dalla temperatura di sinterizzazione.
Studi recenti indicano che la cottura a circa 1500°C - 1550°C produce la massima resistenza.
Eventuali deviazioni da questo intervallo ottimale, anche di soli 150°C, possono ridurre significativamente la resistenza del materiale a causa della crescita dei grani.
Ad esempio, la resistenza scende da circa 1280 MPa a 1500°C a circa 980 MPa a 1600°C e ulteriormente a circa 600 MPa a 1700°C.
4. Applicazioni
Grazie alle sue proprietà meccaniche superiori e alla sua biocompatibilità, l'YSZ è ampiamente utilizzato in odontoiatria per impianti, abutment, inlay, onlay e corone, nonché in ortopedia per le teste delle articolazioni dell'anca.
La sua durata e la sua resistenza lo rendono un materiale ideale per queste applicazioni, dove le prestazioni a lungo termine e la resistenza alle sollecitazioni meccaniche sono fondamentali.
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