Zirkonya Nedir? Genel Özellikleri Nelerdir?

Zirkonya Nedir? ‘’Zirkonya (ZrO2) nedir?’’ sorusuna cevap verebilmek için öncelikle zirkonyum metalini tanımak gerekir. Zirkonyum, 1789 Martin Heinrich Klapoth tarafından keşfedilmiştir.

Zirkonya Nedir?

Periyodik tabloda “Zr” simgesi ile gösterilir. Proton sayısı 40, atom ağırlığı 91,224 olarak belirtilmiştir. 4B grubunda yer alan geçiş metalidir. Erime noktası 1855 derece, kaynama noktası ise 4409 derecedir. Gümüş beyaz renktedir. Sünek bir metal malzemedir. Isı ve korozyona karşı oldukça dirençlidir. Çelikten daha hafif, bakırdan ise serttir. %99 saf hali gevrektir.

Zirkonya Nedir

Zirkonya Nedir

ZrO2 nadir bulunan zirkonyum metalinin oksijenle birleşerek oluşturduğu seramik malzemedir. Zirkonyum oksit olarak da adlandırılmaktadır. Hammaddeleri, Avustralya, Güney Afrika, Hindistan ve Amerika’da çıkarılan zirkon (ZrSiO4) ve badelit (β-ZrO2) mineralleridir. Beyaz fildişi renktedir. Monoklinik kristal yapıdadır. Bileşimi içinde silikat, metal oksit, alkali bileşik ve alüminatlar bulunmaktadır. Diş sektöründe en çok tercih edilen seramiktir. Yüksek performanslı polikristalin seramiği olarak nitelendirilmektedir.

 

 

Zirkonya Genel Özellikleri

Zirkonya özellikleri sayesinde birçok alanda kullanılmaktadır. Oldukça küçük çaplı taneciklerden oluşan bir seramik malzemedir. 0,5-0,6 μm gren boyutundan daha küçük değerlere sahiptir. Elastik Modülü yaklaşık 210 MPa’dır. Eğme dayanımı 800-1500 MPa değerleri arasındadır. Kırılma tokluğu ise 6.3-11.5 MPa.m1/2 aralığında ölçülmüştür. Vickers sertliği 1000-1300 Vickers değerindedir. Üstün mekanik özellikleri, yüksek gerilme direnci, dayanımı, tokluğu önemli avantajlarıdır. Biyouyumluluğu, yüksek bükülme direnci, beyaz renge ve tatmin edici yarı geçirgenliği özelliklerindendir. Dişe benzer renkte olması, opaklığı, kimyasal inertliği gibi özelliklerinden dolayı tercih edilmektedir.

 

Zirkonya Nedir

Zirkonya Nedir

Zirkonya Dönüşüm Tokluğu

Zirkonya seramiklerin yüksek dayanıklılığının faz dönüşüm sertleşme mekanizmasından ortaya çıktığı belirtilmektedir. Monoklinik, kübik ve tetragonal olmak üzere üç farklı yapıda bulunmaktadır. ZrO2 saf halde oda sıcaklığında monoklinik kristal yapısındadır (oda sıcaklığından 1170°C’ye kadar). Bu durumda stabil değildir. Artan ısılarda tetragonal yapıdan (1170°C-2370°C) kübik yapıya (2370°C-2716°C) değişimler göstermektedir. Malzeme yüzeyinde stres oluştuğunda, tetragonal fazdan monoklinik faza değişim gerçekleşmektedir. Hacim artışı (yaklaşık %4,5), yıkıcı başarısızlık yaratabilecek bir derecededir. Bu değişim, geri dönüşümlüdür ve 950°C’de başlamaktadır. Saf zirkonyanın tetragonal fazda stabilize edilmesi sağlanmalıdır. Bu nedenle %3,5-6 oranında iterbiyum partikülleri (%5 Y2O3), CaO, MgO, CeO2 ilave edilmektedir. Böylece stres ile başlatılan tetragonal fazdan monoklinik faza dönüşümün kontrolü gerçekleştirilir. Çatlak ilerlemesi durdurularak malzemenin sertliği arttırılır.

 

Zirkonyanın Kullanım Alanları

Zirkonya Nedir

Zirkonya Nedir

Zirkonya diş uygulamalarında en başarılı malzemedir. Kullanım alanı olarak en çok dental uygulamalarda tercih edilmektedir. Biyouyumluluğu, dişe yakın renkte olması, opaklığı, yüksek elastik modülü dental uygulamalardaki avantajlarındandır. Diğer kullanım alanları ise şu şekildedir:

  • Refrakter malzemelerde
  • Isıtıcı elemanlarında
  • İzolasyon malzemelerinde
  • Abrasiv kesici aletlerin üretiminde
  • Ekstrüzyon kalıplarında ve aşınmaya dayanıklı makine parçalarında
  • Oksitlenmeye karşı ve termal bariyer amaçlı yapılan seramik kaplamalarda
  • Seramik filtre üretiminde
  • Yakıt hücrelerinde
  • Piezoelektrik, elektro optik devrelerde ve kapasitörlerde
  • Katı elektrolit ve oksijen sensör imalinde
  • Dizel ve ısı motorlarında
  • Dental uygulamalarda
  • Gaz türbinlerinde
  •  Tel çekme ve sıcak ekstrüzyon kalıplarında
  • Oksijen sensörlerinde

Yorumlar

POPÜLER HABERLER