From Wikipedia, the free encyclopedia
«Zirconia» redirects here. For the related silicate mineral, see Zircon.
Names | |
---|---|
IUPAC names
Zirconium dioxide |
|
Other names
Zirconia |
|
Identifiers | |
CAS Number |
|
3D model (JSmol) |
|
ChemSpider |
|
ECHA InfoCard | 100.013.844 |
EC Number |
|
PubChem CID |
|
UNII |
|
CompTox Dashboard (EPA) |
|
InChI
|
|
SMILES
|
|
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 |
50.3 J K−1 mol−1 |
Std enthalpy of |
–1080 kJ/mol |
Hazards | |
GHS labelling: | |
Pictograms |
|
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).
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]
- ^ 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.
- ^ 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
- ^ R. Stevens, 1986. Introduction to Zirconia. Magnesium Elektron Publication No 113
- ^ Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd Edn.), Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ «Thermal-barrier coatings for more efficient gas-turbine engines». studylib.net. Retrieved 2018-08-06.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ Shen, James, ed. (2013). Advanced ceramics for dentistry (1st ed.). Amsterdam: Elsevier/BH. p. 271. ISBN 978-0123946195.
- ^ «Serrated 12cm blade Ceramic Kitchen Knives and Tools». Ceramic Kitchen Knives and Tools | Kyocera Asia-Pacific. Retrieved 4 August 2021.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ «Zirconium Oxide Zr02 For Optical Coating». Materion. Archived from the original on October 20, 2013. Retrieved April 30, 2013.
- ^ «Omega Co-Axial Chronograph 44.25 mm». OMEGA Watches. Archived from the original on 2016-03-26. Retrieved 2016-03-27.
- ^ «Speedmaster Moonwatch Dark Side Of The Moon | OMEGA». Omega. Archived from the original on 2018-02-09. Retrieved 2018-02-08.
- ^ 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
From Wikipedia, the free encyclopedia
«Zirconia» redirects here. For the related silicate mineral, see Zircon.
Names | |
---|---|
IUPAC names
Zirconium dioxide |
|
Other names
Zirconia |
|
Identifiers | |
CAS Number |
|
3D model (JSmol) |
|
ChemSpider |
|
ECHA InfoCard | 100.013.844 |
EC Number |
|
PubChem CID |
|
UNII |
|
CompTox Dashboard (EPA) |
|
InChI
|
|
SMILES
|
|
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 |
50.3 J K−1 mol−1 |
Std enthalpy of |
–1080 kJ/mol |
Hazards | |
GHS labelling: | |
Pictograms |
|
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).
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]
- ^ 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.
- ^ 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
- ^ R. Stevens, 1986. Introduction to Zirconia. Magnesium Elektron Publication No 113
- ^ Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd Edn.), Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ «Thermal-barrier coatings for more efficient gas-turbine engines». studylib.net. Retrieved 2018-08-06.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ Shen, James, ed. (2013). Advanced ceramics for dentistry (1st ed.). Amsterdam: Elsevier/BH. p. 271. ISBN 978-0123946195.
- ^ «Serrated 12cm blade Ceramic Kitchen Knives and Tools». Ceramic Kitchen Knives and Tools | Kyocera Asia-Pacific. Retrieved 4 August 2021.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ «Zirconium Oxide Zr02 For Optical Coating». Materion. Archived from the original on October 20, 2013. Retrieved April 30, 2013.
- ^ «Omega Co-Axial Chronograph 44.25 mm». OMEGA Watches. Archived from the original on 2016-03-26. Retrieved 2016-03-27.
- ^ «Speedmaster Moonwatch Dark Side Of The Moon | OMEGA». Omega. Archived from the original on 2018-02-09. Retrieved 2018-02-08.
- ^ 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
диоксид циркония
-
1
диоксид циркония
- 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
Цирконий (Zr) стоит в периодической системе под № 40. Находится в одном ряду с металлами. Температура плавления 1852 °C, температура кипения 3580 °C. Соединения диоксида циркония (ZrO2) — бадделеит является вторым после циркония соединением наиболее распространенным в литосфере.
Диоксид циркония (ZrO2) используется как керамический материал в промышленности. Температура плавления диоксида циркония 2680 °C , температура кипения 5000 °C. Средний кристалл циркония имеет величину от 100 до 300 µm, но встречаются кристаллы величиной в несколько сантиметров.
Цирконий и диоксид циркония
Цирконий | |
|
|
Идентификация | |
---|---|
Название ИЮПАК | Диоксид циркония |
Н о CAS | 1314-23-4 |
N о ИК | 100 013 844 |
N о ЕС | 215-227-2 |
Улыбки | |
ИнЧИ | |
Появление | белый кристалл |
Химические свойства | |
Грубая формула | ZrO 2 |
Молярная масса | 123,223 ± 0,003 г / моль O 25,97%, Zr 74,03%, |
Диполярный момент | 7,80 ± 0,02 Д |
Физические свойства | |
Т ° плавления | 2,715 ° С |
T ° кипения | 4300 ° C или 5000 ° C |
Растворимость | < 1 мг · л -1 в воде при 20 ° C |
Объемная масса | 5,89 г · см -3 , твердое вещество |
Кристаллография | |
Кристаллическая система | Моноклиника |
Символ Пирсона |
|
Кристаллический класс или космическая группа | P 2 1 / c (№ 14) |
Strukturbericht | C43 |
Оптические свойства | |
Показатель преломления | (λ ~ 590 нм ) от n o = 1,960, n e = 2,015 (высокий) до n o = 1,920, n e = 1,967 (низкий) |
Меры предосторожности | |
WHMIS | |
Неконтролируемый продукт |
|
Директива 67/548 / EEC | |
R фраз : 36/37, S-фразы : 26, 39, |
|
|
|
Единицы СИ и СТП, если не указано иное. | |
— Ди — оксида из циркония или оксида циркония (IV) , обычно известный как диоксид циркония , представляет собой неорганическое соединение циркония формулы ZrO 2 . Этот материал представляет собой техническую керамику с непрозрачным внешним видом. Когда он прозрачен, он называется CZ ( кубический цирконий ) и используется для имитации алмаза. Не следует путать с цирконом (ZrSiO 4 ). В своей тетрагональной (или квадратичной) форме оксид циркония представляет собой материал с механическим призванием, эта кристаллографическая эволюция придает ему очень высокую твердость (1200 Hv ), а также хорошую устойчивость к механическим нагрузкам ( 700 МПа при растяжении и 2000 МПа при сжатии. ). Квадратный диоксид циркония можно отполировать до очень гладкой поверхности (Ra 0,02), что позволяет использовать его для деталей трения.
Поверхность диоксида циркония, полученная электроокислением листа циркония (фотография (обработанная), сделанная под микроскопом)
Выполнение
Диоксид циркония может быть получен путем спекания или плазменного напыления . После спекания он отличается очень высокой устойчивостью к разрушению и растрескиванию.
Использует
Использование, связанное с тепловыми свойствами
Внутренние термические свойства диоксида циркония делают этот материал очень интересным кандидатом для производства различных устройств, например термобарьеров . Огнеупорный материал с низкой теплопроводностью, его коэффициент теплового расширения относительно высок для керамики (10,10 -6 К -1 при комнатной температуре), что позволяет изготавливать пары керамика / металлический сплав с хорошими термическими и механическими свойствами. Таким образом, накопленный за несколько десятилетий опыт разработки термобарьеров позволил демократизировать использование диоксида циркония в промышленности.
Изнашиваемые детали
Благодаря своей твердости , которая обеспечивает хорошую износостойкость, диоксид циркония используется в производстве быстроизнашивающихся деталей, в частности, в промышленности по производству текстильного волокна. Кроме того, диоксид циркония используется для деталей трения, таких как шарики подшипников. Это подшипник с очень высоким механическим сопротивлением и низким коэффициентом трения. Цирконий также используется в автоспорте, как и для производства рубашек .
Медицинское использование
Цирконий используется в производстве зубных протезов ( Zirconia Y-TZP ) или головок бедренной кости искусственных тазобедренных суставов.
Электронное использование
Диоксид циркония — один из многообещающих оксидов для микроэлектроники , называемый диэлектриком с высоким k , чтобы заменить диоксид кремния (SiO 2 ), у которого слишком низкая диэлектрическая проницаемость .
Керамическое лезвие
Диоксид циркония или, точнее, оксид циркония (IV) также используется в производстве высококлассных кухонных ножей, особенно в этикетке ножа для керамического лезвия . Таким образом, присутствие в большом количестве этого элемента может быть причиной белого цвета, характерного для этих лезвий. Обратите внимание, что черные керамические ножи также изготавливаются из этого материала с добавлением углерода .
Ювелирное и часовое производство
Из-за возможности придания ему различных оттенков (черный, белый, розовый …), его относительной устойчивости по сравнению с другой керамикой и высокого показателя преломления , диоксид циркония используется в качестве материала для производства предметов роскоши в ювелирных изделиях, ювелирных изделиях и т. Д. часовое дело.
Одна из основных проблем — сложность полировки из-за твердости материала.
Например, Chanel использует диоксид циркония Y-TZP в качестве основного материала для своих часов J12. Черный или белый цвет позволяет изготавливать часы, практически устойчивые к царапинам .
Цирконий также используется компанией Omega : Speedmaster «Dark Side of the Moon» изготовлен из цельного блока оксида циркония. Seiko использует черный или синий цирконий для браслета и часов в некоторых очень дорогих коллекциях класса люкс.
Кристаллографическая эволюция
Диоксид циркония имеет кристаллическую изменения в зависимости от его температуры. Во время формования и охлаждения между 1000 ° C и 1100 ° C квадратичная фаза становится моноклинной . Это кристаллографическое изменение сопровождается изменением объема на 3%, что может повредить материал . Это повреждение, характерное для чистого диоксида циркония , проблематично. Именно поэтому он является общим для использования добавок (допанты) , которые стабилизируют кубическую или квадратичную форму из диоксида циркония при комнатной температуре ( MgO , CaO , Y 2 O 3, и т.д.). Исследования тонких пленок диоксида циркония показывают существование орторомбической фазы при низкой температуре.
Примечания и ссылки
- ↑ (in) Дэвид Р. Лид, Справочник по химии и физике , Бока-Ратон, CRC,16 июня 2008 г., 89- е изд. , 2736 с. ( ISBN 978-1-4200-6679-1 и 1-4200-6679-X ) , стр. 9-50
- ↑ рассчитывается молекулярная масса от « атомных весов элементов 2007 » на www.chem.qmul.ac.uk .
- ↑ Physics.info/refraction
- ↑ « Диоксид циркония » в базе данных химических продуктов Reptox в CSST (организации Квебека , ответственного за охрану труда и здоровья), доступ к 25 апреля 2009
- ↑ zirconia.fr
- ↑ КРАБОС Ф. «Характеристика, оценка и оптимизация промышленных систем теплового барьера — Применение в газовых турбинах». Докторская диссертация, Национальный политехнический институт Тулузы, октябрь 1996 г.
- ↑ « Керамические ножи: все, что нужно знать | Le blog de Vidélice » в Le blog de Vidélice (консультация 30 января 2017 г. )
- ↑ « Grand Seiko » , на www.grand-seiko.com (по состоянию на 16 октября 2019 г. ) .
В современной стоматологической практике одно из лидирующих мест при восстановлении разрушенных зубов занимают коронки из диоксида циркония.
Статья содержит сведения про состав, свойства, преимущества, стоимость и правила ухода за циркониевой керамикой. Также ниже описываются основные технологии создания данных ортопедических конструкций с последующим протезированием готовыми коронками в стоматологии.
За счет чего диоксид циркония улучшает эстетику коронок и мостовидных протезов?
Как и в случае с керамикой, эстетика ортопедических конструкций зависит от светопроницаемости материалов, из которых она изготовлена.
Металл, как вы знаете, свет не пропускает, поэтому когда каркас протеза делают из металла, имитировать внутреннюю структуру зуба (дентин) приходится в тонком слое керамического покрытия.
Сделать зуб похожим на настоящий, значит максимально точно воссоздать его структуру, а это возможно только если использовать материалы близкие по оптическим свойствам к эмали и дентину натурального зуба.
Сегодня такими материалами является керамика и диоксид циркония.
Физические и химические свойства циркония
В структуре минерала часто имеются примеси других элементов, к примеру, железа, меди, кальция, титана, цинка и др. Чаще циркон преобразуется в кристаллы пирамидальной или призматической формы. В минерале нередко присутствует уран, из-за чего попадаются экземпляры с высоким радиационным фоном. По твердости он уступает конкурентам своей группы – он непрочен на удары, разрыв. При небрежном хранении от камня будут отлетать сколы, что испортит изначальный эстетический вид. Физические и химические свойства:
- При интенсивном нагреве меняет цвет, благодаря чему конечное изделие может иметь темно-коричневый, ярко-бирюзовый и другие оттенки. Со временем, полученные путем термического воздействия оттенки тускнеют и исчезают окончательно.
- Не поддается холодной обработке под давлением.
- Мгновенно начинает окисляться при температуре 200-400℃.
- Большая химическая стойкость. Не растворяется в кислотах, щелочах, не подвергается коррозии. При попадании в человеческий организм не взаимодействует с органами, тканями.
- От минерала образуется пыль, которая становится угрозой для жизни человека. Связано это с тем, что она легко воспламеняется даже от взаимодействия с воздухом.
- Плавится при температуре 1825℃, а закипает – от 3500℃ и выше.
- При нормальных условиях хранения, когда температуре составляет около 20℃, плотность материала равна 6,45 г/см3.
Что за материал диоксид циркония?
В медицине диоксид циркония используется давно. Его успешно применяют для изготовления протезов тазобедренных и коленных суставов.
Диоксид циркония обладает невероятной износоустойчивостью и прочностью, не вызывает аллергических реакций и биосовместим с организмом человека.
Ортопедические конструкции из диоксида циркония получаются легкими, что также важно при протезировании.
И поскольку этот материал так хорошо себя зарекомендовал в медицине, то главный вопрос его применения в стоматоматологии: достаточно ли он эстетичен, чтобы удовлетворить требования пациентов?
Разновидности камня
Циркон справедливо считается одним из старейших драгоценных минералов Земли, т.к. ученые установили, что возраст этого элемента достигает 3-4 млрд лет. В настоящее время выделяется несколько видов циркония. Основным критерием такого разделения является разнообразие расцветок камня. Выделяют следующие разновидности:
- Старлит. Прозрачный камень, получается при помощи обжигания – имеет синеватый или голубой оттенок.
- Малакон. Отличается темно-коричневым окрасом, содержит небольшую дозу радиации.
- Гиацинт. Прозрачный минерал, для которого характерен коричневый, оранжевый, красный цвет.
- Матарский алмаз. Прозрачный, бесцветный, добывается из недр острова Матара – отсюда и название этой разновидности.
- Жаргон. Минерал, для которого характерен соломенный, желтый или слегка золотистый окрас.
Кроме того, цирконий бывает представлен в виде металла или порошка – сфера их применения нередко различается. Например, первый применяется для изготовления украшений, а второй – в медицинской, производственной области. Подробнее об этих разновидностях:
- Твердый металл. Имеет блестящий серебристо-серый оттенок, имеет высокую степень пластичности.
- Порошок. Характерной особенность является наличие мелких гранул. Имеет темно-синий оттенок.
При нагреве Zirconium способен изменять цвет, благодаря чему ювелирам удается придать готовым изделиям разнообразные оттенки. Данный минерал бывает:
- белым (прозрачным, самый распространенный);
- синим;
- голубым;
- черным (крайне редкий);
- оливковым;
- зеленым;
- розовым;
- красным;
- желтым (имеет самый выраженный радиоактивный фон);
- коричневым (слабовыраженная радиация);
- оранжевым;
- фиолетовым.
Эстетика реставраций из диоксида циркония
Большинство врачей-стоматологов-ортопедов сходятся во мнении, что разумный выбор между керамикой и диоксидом циркония выглядит так:
- если для пациента важная эстетика, то реставрация из керамики – это лучший выбор
- в случаях, где важней прочность ортопедической конструкции, выбор за диоксидом циркония
Когда эстетика и функция одинаково важны, реставрации из диоксида циркония могут быть дополнительно индивидуализированы окрашиванием или покрыты слоем керамики.
Но чтобы ортопедическая конструкция служила долго и при этом оставалась красивой, врач-ортопед должен учитывать индивидуальные особенности пациента. Поэтому, если у пациента бруксизм (непроизвольный скрежет зубов), патологическая стираемость зубов и частые сколы эмали, врач может рекомендовать полноанотомические реставрации из диоксид циркония без керамической облицовки.
мостовидный протез из диоксида циркония
Согласитесь, что коронки и мостовидный протез из диоксида циркония даже без покрытия керамикой выглядят очень достойно.
Но нет предела совершенству и сегодня производители стоматологических материалов предлагают не только одноцветный, но и послойно окрашенный диоксид циркония, в котором уровнь прозрачности меняется от режущего края до шейки зуба.
Из такого диоксида циркония можно делать эстетичные реставрации боковых зубов без нанесения керамики и фронтальные зубы с минимальной индивидуализацией окрашиванием.
Хотите увидеть как выглядит производство ортопедических конструкций из блоков диоксида циркония? Смотрите видео.
Высокие требования пациентов к эстетике зубов мотивируют производителей стоматологических материалов искать решения, в которых прочность будет идеально сочетается с красотой.
И несмотря на то, что пока диоксид циркония по эстетическим свойствам уступает керамике, близится время, когда не нужно будет выбирать между прочностью и эстетикой ортопедических конструкций.
История камня цирконий
По своей привлекательности этот камень не уступает многим драгоценным аналогам. Используется он с давних времен. Во времена доминирования Древней Персии все типы камней были почти обесценены за исключением прозрачных и тех, что имели характерный для алмаза блеск. В странах Азии камень стал талисманом для местных жителей и приезжих русских купцов, которые увозили изделия из циркония (особенно бусы) к себе домой, чтобы пополнить приданное дочерей.
В Европе этому материалу не придавали особого значения до XIX-го века. Только мошенники и аферисты тех времен продавали ограненные прозрачные изделия из циркония под видом алмазов великосветским дамам, которые не разбирались в ювелирных украшениях. Кроме того, его путали с сапфиром, турмалином и топазом за обильную цветовую палитру, а бесцветные камни и вовсе стали называться «цейлонскими алмазами» — они стоили дешевле и считались второсортными.
В промышленной области этот тип камня стали использовать лишь с 30-х годов прошлого столетия – широкое применение было существенно ограничено высокой себестоимостью. На сегодня циркон и его различные соединения и сплавы применяются в строительстве, металлургии, медицине и даже ядерной энергетике. Из этого минерала изготавливают костные и зубные протезы, хирургические инструменты.
- Болит ухо — что делать, первая помощь
- Как быстро обесцветить волосы в домашних условиях
- Почему секутся волосы и кончики. Лечение секущихся волос
В прошлом столетии советским ученым, пытавшимся вырастить искусственный алмаз, удалось вырастить искусственный цирконий – его назвали «цирконом» или «фианитом». После сделанного открытия стоимость камня существенно снизилась, т.к. искусственное синтезирование всегда наносит серьезный урон по любой драгоценности. Zirconium по своим характеристикам не уступает многим драгоценным камням, но уже несколько десятилетий занимает нишу в средней ценовой категории.
Срок службы
При правильной эксплуатации и соблюдении норм гигиены средний, срок службы таких коронок составляет более 15-ти лет. Это, в свою очередь, в два раза больше, нежели у металлокерамических изделий. Тем не менее, следует понимать, что данный показатель во многом зависит от личных предпочтений пациента, а также от частоты его визитов к стоматологу.
С другой стороны, многие производители дают на свою продукцию 5-ть лет гарантии, что, по крайней мере, защищает носителей циркониевых мостов и коронок от непредвиденных обстоятельств.
Циркониевое напыление
Установка циркониевых коронок на жевательные или передние зубы является довольно дорогостоящей процедурой, доступной не многим. Тем не менее, больше нет нужды отказываться от данного материала в пользу наиболее дешевых, но опасных металлов, ведь использование современных технологий дает возможность избежать негативного влияния традиционных коронок даже при маленьком бюджете.
Методика напыления подразумевает создание циркониевого покрытия металлических коронок, который способен обеспечить надлежащую защиту от попадания частичек основного материала коронки в полость рта. Это, в свою очередь, позволяет избежать развития аллергии и других негативных последствий, вызываемых металлами.
Таким образом, напыление из циркония — это самый бюджетный вариант поставить литые коронки, который, хоть и не обладает всеми преимуществами таковых, но наделен самыми основными их достоинствами.
Магические свойства циркония
Широкое распространение приобрели амулеты, кулоны, талисманы и прочие украшения из камня Zirconium. Издавна он считался наделенным способностью приносить богатство и успех своему владельцу. В древние времена минерал был достоянием мудрецов, считалось, что он приносил им знание будущего, дар прозорливости и возможность проникать в мысли и внутренний мир других людей. Носимый как амулет циркон служил защитой от лжецов и недобрых людей, развивал наблюдательность и память.
Минерал Zirconium имеет множество магических свойств. В Древней Индии считалось, что он способен управлять солнцем и луной. Этот камень широко применяется в разных областях промышленного производства, к тому же, он считается идеальным талисманом для бизнесменов, работников умственного труда, путешественников. Он может служить даже защитным амулетом для влюбленных, укрепляя душевную и эмоциональную связь между людьми. Амулет из гиацинта поможет путешественникам и военным сохранить свое здоровье, жизнь.
Применение в промышленности
Многих интересует, где применяется цирконий металлический и для чего он необходим. Благодаря полезным свойствам его обширно используют в различных отраслях производства. Циркониевые сплавы применяют в виде сверхпроводников. Они выдерживают нагрузку 900 кА/ см2. В радиотехнических аппаратурах этим элементом можно покрыть электронную плату, которая будет поглощать выделяющийся газ. Циркониевый фильтр излучения рентгеновской трубки отличается высокой монохромностью. Кроме этого:
-
- В металлургии камень выступает легирующим элементом. Он прекрасно раскисляет необходимые вещества — даже лучше, чем марганец. Поэтому его добавляют в конструкционный металл, благодаря чему его прочность увеличивается в 3 раза. Дополнительно улучшается обработка резанием.
- При производстве корундовых керамических изделий металл является главным веществом.
- Применяют вовремя изготовления тигля и желоба сталелитейной печи.
- В процессе машиностроения из циркониевого металла изготавливают наносы и трубозапорные арматуры. Такие детали способны выдержать любое воздействие агрессивной среды.
- При изготовлении салютов и фейерверков всегда добавляют циркониевый металл. Этот элемент не дымит и при горении выделяет большое количество света. Им наполняют трассирующие пули и осветительные ракеты.
- Химическая промышленность использует сырье циркония для изготовления металлокерамических покрытий, которые обладают особенной прочностью.
Продолжительность и методика установки
До начала процедуры на губы пациента наносят смягчающий гель. Затем вокруг зуба, под край десны вводят специальную нить, предназначенную для защиты десневой ткани от микротравм в процессе обработки. В конце подготовки к установке коронок производится обточка зубов под цирконий с использованием алмазных, калиброванных инструментов, дающих возможность сделать данный процесс более щадящим.
Когда подготовительный этап окончен, специалист начинает процедуру по следующей методике:
- Зуб проходит обработку под коронку. Определяются показатели формы и цвета будущего изделия. С помощью мягкой силиконовой массы снимаются слепки (оттиски) и направляются в зуботехническую лабораторию. Созданные ранее временные коронки из пластика фиксируются на подготовленных зубах;
- Во время второго посещения специалист убеждается в точности изготовленной коронки, а также корректирует ее (при необходимости). Далее оценивается цвет и эстетические показатели. После этого коронка направляется обратно в зуботехническую лабораторию для прохождения финального этапа изготовления;
- В процессе третьего посещения производится фиксация циркониевых коронок на постоянный цемент. Существующие излишки фиксирующего материала удаляются, и процедура подходит к концу.
В среднем, при использовании циркониевых коронок срок установки составляет от 30-ти минут до 3-х часов на одну процедуру. Однако окончательное значение данного показателя зависит от сложности и объема работы.
Особенности безметалловой керамики
Оксид циркония применяется для создания коронок, к которым добавляется алюминий. Их также называют безметалловыми. В протезировании на сегодняшний день они достаточно широко распространены и отличаются своей высокой прочностью. Главная их особенность – отсутствие металлических компонентов и высокая эстетичность конструкции.
Интересные факты
Зеленый циркониевый металл способен накапливать радиацию. Именно по этой причине его редко можно увидеть на прилавке магазина. Во время легального добывания этот элемент должен пройти множество проверок на наличие в нем вредных веществ. Многие считают, что цирконий способен впитывать положительную энергию. По этой причине его используют для проведения магических ритуалов. Кроме этого:
- Благодаря веществу тетрахлориду циркония создали манометр, с помощью которого можно измерять давление в замкнутом пространстве.
- Дождевые плащи обладают влагоотталкивающим свойством благодаря соли циркония. Также их используют для изготовления типографической краски, специального лака и пластической массы.
- Высокооктановое моторное топливо изготавливается с добавлением солей циркония. Следует знать, что в их составе есть дубильные вещества.
Кроме этого, всем известная «лампа Нернста» создана благодаря двуокиси циркония. Этот элемент выделяет интенсивный свет во время нагревания.
Как ухаживать
Если до начала протезирования цирконием пациент уделял должное внимание гигиене ротовой полости, то и после процедуры никаких сложностей возникнуть не должно, поскольку циркониевые коронки и мосты не требуют особого ухода и покупки дорогих средств. Тем не менее, эффективность чистки зубов можно повысить, если совместно с зубной щеткой применять еще и специальные миниатюрные щеточки, предназначенные для удаления частичек пищи из труднодоступных зон.
Для поддержания нормального состояния циркониевых элементов и натуральных зубов в целом обязательным является посещение стоматолога не менее нескольких раз в год.
Способы получения циркония
Камень с металлическим блеском и многообразием оттенков получают опытным путем в специализированных лабораториях. В основу его входит циркон, основные залежи которого находятся на территории Австралии, Бразилии, Вьетнама, Таиланда, Шри-Ланки и некоторых других стран мира. Синтетический камень получают одним из следующих способов:
- Сплавление с содой или натром. Процесс осуществляется при температуре от 500 до 600℃.
- Хлорирование углем. Выполняется при показателе температуры в 900-1000℃.
- Сплавление с калием. Осуществляется при 900℃.
- Спекание с известью или карбонатом кальция. Осуществляется при 1100-1200℃.
Как отличить подделку от настоящего циркона?
Анализ драгоценных камней и металлов осуществляется в геммологическом центре. Наличие сертификата этой организации служит гарантией подлинности ювелирных материалов. Такой документ может быть у ювелиров, закупающих камни для своей работы. Но как понять, что приобретаемое изделие изготовлено из того материала, который назван в сертирификате, и оно соответствует заявленной цене?
Ни для кого не секрет, что некоторые недобросовестные ювелиры нередко фианиты выдают за натуральные алмазы и цирконы, а ограненные цирконы продают как бриллианты. Прозрачные цирконы — большая редкость, и они ненамного дешевле бриллиантов, поэтому их редко выдают за «короля камней». Зато фианит в этом отношении — отличный материал.
Это только на первый взгляд камни абсолютно идентичны. Если присмотреться внимательнее, в цирконе можно заметить вкрапления и пустоты. В отличие от бриллианта и фианита, даже у самого прозрачного циркона блеск камней имеет желтовато-золотистый оттенок за счет этих образований. Именно поэтому в Персии его назвали золотистым. Фианит имеет ровную структуру и ровный блеск. В отличие от него, у циркона небольшая плотность и, соответственно, более легкий вес.
Природные камни, содержащие цирконий, в большинстве своем радиоактивны. Например, зеленые цирконы и черные эвдиалиты нельзя носить на груди и на шее. Сережки из этих камней также могут представлять опасность для здоровья.
У прозрачного и золотистого циркона радиоактивность минимальна, однако прибор ее ощущает и может указать как на отличие от «нулевого» фианита.
Создание коронки без металла
Такая керамика широко применяется при изготовлении не только целых коронок, но и вкладок и виниров. Если установленные ранее пломбы потемнели или же старая коронка сменила цвет, то оксид циркония, который лежит в ее основе, непременно поможет их обновить.
Затем конструкция спекается в печи, приобретая прочность. И напоследок каркас облицовывают керамической массой. В итоге получаются биосовместимые коронки на зубы, оксид циркония в этой характеристике играет важную роль.
Цирконий в астрологии
Всевозможные кулоны, украшения, талисманы с циркониевыми самоцветами подходят многим знакам зодиака. Он идеален для Овнов, Козерогов, Водолеев, а вот для Тельцов, Весов, Стрельцов, Раков он не подходит, подробнее:
- Особенно камень с металлическим блеском подходит водолеям. Он поможет развить им интуицию, эстетический вкус, способность к анализу. Водолеи могут носить украшения из разных видов минерала, но идеально подойдут желтые, золотые или голубые самоцветы.
- Овнам циркониевый минерал тоже поможет раскрыть свои магические свойства. Она поможет развить им внимательность, осторожность. Людям со знаком Овен рекомендуется носить кольца из самоцветов золотистого или красного оттенка.
- Козерогам лучше отдать предпочтение камешкам голубого цвета. Кольца с таким минералом лучше носить на левой руке – так магическая связь с человеком со знаком зодиака Козерог будет максимальной.
- Циркониевые самоцветы не рекомендуются Стрельцам, Тельцам и Весам только потому, что эти знаки зодиака часто эгоистичны. Не подходят они и Рыбам с Раками, которым склонно концентрироваться на себе.
Лечебные свойства циркония
Компании, специализирующиеся на изготовлении браслетов, стали добавлять в свои изделия частички элемента Zirconium для того, чтобы придать своим товарам лечебные качества с целью увеличения их продаж. Браслеты якобы снижают артериальное давление. Считается, что камень может придавать силу и бодрость на протяжении дня и обеспечить крепкий и здоровый сон ночью. Он не изменяет своих свойств при воздействии с кислотами, поэтому часто используется при изготовлении медицинских инструментов, оборудования. Подробнее о лечебных свойствах:
- ускоряет заживление ран;
- препятствует образованию гноя;
- неплохой антисептик;
- имеет противомикробное свойство, за счет которого предотвращается проникновение в организм разных инфекций;
- препятствует проникновению радиационного излучения;
- помогает облегчить приступы аллергии.
- Продукты содержащие калий
- Рубец келоидного типа
- Пивные дрожжи для набора веса
Многие разновидности камня, по словам специалистов из области литотерапии, положительным образом влияют на работу щитовидной железы и эндокринной системы. При этом разным цветам приписывают разные свойства:
- Черный. Помогает побороть последствия переохлаждения, простуду.
- Желтый и красный. Повышают аппетит, выработку лейкоцитов.
- Коричневый. Способен избавить от накопившихся шлагов.
- Голубой и синий. Помогают убрать лишние килограммы, улучшить работу пищевого тракта, привести в норму стул и аппетит. Эти же свойства приписываются прозрачным минералам.
Преимущества каркасов
Оксид циркония используется при создании многих конструкций, так, в частности, каркасы на его основе имеют удивительную точность. Все это сделано благодаря применению современных медицинских технологий. Изделия на основе данного материала долговечны, внешне никто не отличит искусственное изделие от настоящих зубов.
Вкладка из оксида циркония, протезы, виниры и мосты – все они ценятся за долговечный и биосовместимый материал.
А еще каркас на основе данного материала способен сократить толщину стен коронок, соответственно, глубина обработки твердых зубных тканей тоже уменьшается. Благодаря этому опоры во рту можно сохранить, а протез сделать проще.
Оксид циркония как химическое соединение
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 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.
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.
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.
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!
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.
- 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.
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.
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).
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.
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:
- Подготавливается ротовая полость, обтачивается под коронку зуб.
- Снимается слепок с обточенного зуба, изготавливается модель будущей коронки.
- Проводится лазерное сканирование модели, данные заносятся в компьютер для обработки.
- Специальная компьютерная программа моделирует каркас с учетом всех нюансов (например, усадки каркаса после обжига).
- К компьютеру с полученными данными подключается цифровой станок для вытачивания и происходит создание каркаса из циркониевой заготовки.
- Выточенный каркас помещают в высокотемпературную печь для спекания массы и обеспечения большей прочности.
- Готовый каркас покрывают керамической массой определенного оттенка, выбранного для конкретного пациента.
Как изготавливают коронки из циркония
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.
Коронки проходят стадию обжига, после чего на них наносят красители, которые приближают вид конструкции к естественным зубам.
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.