La fase più resistente dell'ossido di zirconio è quella tetragonale, in particolare nell'ossido di zirconio stabilizzato con ittrio (YSZ) quando viene lavorato a temperature ottimali. Questa fase presenta un'elevata resistenza alla frattura, che raggiunge circa 1280 MPa quando viene cotta a circa 1500°C - 1550°C.
Spiegazione:
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Fase tetragonale nella zirconia stabilizzata con ittrio (YSZ): L'YSZ è un materiale ad alte prestazioni noto per le sue eccellenti proprietà meccaniche e la sua biocompatibilità. La zirconia esiste in tre forme allotropiche: monoclina, tetragonale e cubica. La fase tetragonale è metastabile a temperatura ambiente, il che significa che può trasformarsi in fase monoclina in determinate condizioni, come sollecitazioni esterne o invecchiamento termico. Questa trasformazione è fondamentale perché induce tensioni di compressione che aiutano a chiudere le punte di eventuali cricche in avanzamento, aumentando la resistenza del materiale alla frattura.
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Temperatura di lavorazione ottimale: La resistenza dell'ossido di zirconio dipende fortemente dalla temperatura di lavorazione. Gli studi indicano che la cottura dell'YSZ a 1500°C - 1550°C produce la massima resistenza. Eventuali scostamenti da questo intervallo di temperatura, anche di soli 150°C, possono ridurre significativamente la resistenza dell'ossido di zirconio a causa della crescita indesiderata dei grani. Ad esempio, la resistenza può scendere da 1280 MPa a 1500°C a 980 MPa a 1600°C e ulteriormente a 600 MPa a 1700°C.
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Applicazioni e prestazioni: Le proprietà meccaniche superiori dell'YSZ tetragonale lo rendono adatto a varie applicazioni, tra cui impianti dentali, abutment, inlay, onlay e corone, nonché impianti ortopedici come le teste delle articolazioni dell'anca. L'elevata resistenza alla flessione del materiale, spesso superiore a 800 MPa, lo classifica ulteriormente come zirconia di Classe 5, indicandone l'affidabilità e la durata nelle applicazioni mediche e dentali.
In sintesi, la fase tetragonale della zirconia stabilizzata con ittrio, se lavorata alla temperatura ottimale, presenta la massima resistenza ed è quindi considerata la fase più forte della zirconia. Le proprietà uniche di questa fase, tra cui la capacità di trasformarsi e di indurre sollecitazioni di compressione, la rendono superiore ad altre ceramiche dentali e adatta ad applicazioni impegnative sia in odontoiatria che in ortopedia.
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