شماره ركورد
34793
پديد آورنده
زهرابرپور
عنوان
بررسي اثر تركيب شيميايي بر زينترپذيري و تبلور شيشه سراميك متاسيليكات ليتيم
مقطع تحصيلي
ارشد
رشته تحصيلي
مواد متالورژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/30
استاد راهنما
سيد محمد ميركاظمي سارابني جمالي
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
مواد
چكيده
هدف از اين پژوهش، بررسي خواص مكانيكي و شيميايي شيشه سراميك دنداني با تركيبات چند جزئي شامل SiO₂، Li₂O، B2O₃، P₂O₅، TiO₂، CaO، Al₂O₃، K₂O، ZrO₂، ZnO، BaO، SrO با فاز غالب بلور متاسيليكات ليتيم (Li₂SiO₃) و بهبود اين خواص است. بهمنظور مطالعهي تأثير تغيير تركيب شيميايي بر زينترپذيري اين نوع شيشه سراميك، سه تركيب شامل بدنه پايه، پوشش لعاب 1 و پوشش لعاب 2 با مقادير متفاوتي از Li₂O و B₂O₃ ، كه براي Li₂O به ترتيب مقادير mol % 9/9،39/36 و 9/33 و براي B₂O₃ به ترتيب مقادير mol % 6/1، 6/4و 6/7 تهيه گرديدند. شيشهي اوليهي بدنه پايه ، پوشش لعاب 1 و پوشش لعاب 2 به ترتيب با مقدار wt% 01/139، 51/138، 59/179 در دماي ° C1250 در كورهي تيوبي با محفظهي آلومينايي ذوب با اتمسفر هوا و نرخ C°/min 10 و سپس با روش فريتسازي در آب سرد شد. پودرهاي هر سه تركيب در دماهاي مشخص عمليات حرارتي شدند. پودرهاي حاصل با دانه بنديμm 75 به روش پرس پودر با فشار اوليه bar 3 و فشار نهايي bar 6 در قالب قرصهاي استوانه اي شكل با قطر cm 1شكلدهي شدند. براي تعيين دماي مناسب زينتر و بررسي رفتار حرارتي تركيب ها ،مورد آزمون ميكروسكوپ حرارتي قرار گرفتند. بدنه پايه در دماي مناسب، زينتر شده و زينترپذيري آنها ارزيابي شد. سپس پوشش لعاب 1 و پوشش لعاب 2 به شكل پوشش بر بدنه پايه به روش قلمو اعمال شدند. نمونه ها با روش پراش اشعه ايكس، آزمون آناليز حرارتي همزمان ،آزمون استحكام خمشي سه نقطهاي ، سختيسنجي ويكرز،آزمون انحلال شيميايي و آزمون ديلاتومتري (اندازه گيري ضريب انبساط حرارتي) مشخصه يابي شدند. در پوشش لعاب 1 كمترين ضريب انبساط حرارتي نسبت به بدنه پايه با مقدار6- 10×89/10 گزارش شد. مطالعه فازي نشان داد كه متاسيليكات ليتيم (Li₂SiO₃) فاز اصلي غالب بدنه پايه، پوشش لعاب 1 و پوشش لعاب 2 است و ديسيليكات ليتيم (Li₂Si₂O₅) بهعنوان فاز ثانويه در بدنه پايه و پوشش لعاب 2 مشاهده گرديد. بر اساس آزمون سختيسنجي ويكرز، بدنه پايهي پايه نسبت به پوشش لعاب 1 و پوشش لعاب 2 داراي بيشترين مقدار سختي با HV 2/17±0/994 و استحكام خمشي برابرMPa 6/3 ± 3/132 بود. انحلال شيميايي پوشش لعاب 2 برابر با μg/cm² 554 بهدست آمد كه نسبت به بدنه پايه و پوشش لعاب 1 خاصيت مقاومت شيمايي بهبود پيدا كرد. مطالعه تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه در بدنه پايه فاز متاسيليكات ليتيم به صورت ميلهاي و دي سيليكات ليتيم به صورت ورقهاي، در پوشش لعاب 1 متاسيليكات ليتيم به شكل ميلههاي چند ضلعي و پوشش لعاب 2 متاسيليكات ليتيم به صورت ميلهاي و دي سيليكات ليتيم به صورت ورقهاي مشاهده شد.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/13
عنوان به انگليسي
effect of chemical composition on sinterability and crystallization behavior of lithium metasilicate glass-ceramic
تاريخ بهره برداري
10/22/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
زهرا برپور
چكيده به لاتين
The present study aimed to investigate and enhance the mechanical and chemical properties of a multicomponent dental glass–ceramic system containing SiO₂, Li₂O, B₂O₃, P₂O₅, TiO₂, CaO, Al₂O₃, K₂O, ZrO₂, ZnO, BaO, and SrO, with lithium metasilicate (Li₂SiO₃) as the predominant crystalline phase. To evaluate the effect of chemical composition on sinterability and property optimization, three formulations :base body, glaze 1, and glaze 2, were prepared with varying contents of Li₂O and B₂O₃ (Li₂O = 39.9, 36.6, 33.9 mol%; B₂O₃ = 1.6, 4.6, 7.6 mol%). The parent glasses were melted at 1250 °C in air using an alumina crucible and quenched in water to form frits. The frits were milled (< 75 µm), pressed into cylindrical pellets (Ø 1 cm) under 3 bar + 6 bar uniaxial pressure, and thermally analyzed to determine the optimum sintering temperature. Glaze layers were subsequently applied onto the sintered base body by the brush-coating method. Characterization included X-ray diffraction (XRD), simultaneous thermal analysis (STA), three-point flexural strength testing, Vickers microhardness, chemical solubility, and dilatometric measurements of the thermal expansion coefficient (CTE). Phase analysis confirmed lithium metasilicate (Li₂SiO₃) as the main crystalline phase in all samples, while lithium disilicate (Li₂Si₂O₅) appeared as a secondary phase in the base body and glaze 2. Glaze 1 exhibited the lowest CTE (10.89 × 10⁻⁶ K⁻¹) among the studied compositions. The base body showed the highest flexural strength (132.3 ± 3.6 MPa) and Vickers hardness (994.0 ± 17.2 HV), reflecting a denser structure and superior sinterability compared with the glazes. Conversely, glaze 2 demonstrated the lowest chemical solubility (554 µg/cm²), indicating enhanced chemical durability due to its higher content of lithium disilicate and optimized glass network. SEM observations revealed distinct morphologies: rod-like lithium metasilicate and plate-like lithium disilicate in the base body, polygonal rods in glaze 1, and a combination of rod-shaped Li₂SiO₃ and plate-like Li₂Si₂O₅ crystals in glaze 2. Overall, the results indicate that increasing B₂O₃ and reducing Li₂O content promote the formation of the more stable lithium disilicate phase, thereby improving chemical resistance and optimizing the thermal compatibility of the coating with the base body.
كليدواژه هاي فارسي
شيشه سراميك , متاسيليكات ليتيم , دي سيليكات ليتيم , شيشه سراميك دنداني
كليدواژه هاي لاتين
Dental glass–ceramic , Lithium metasilicate , Lithium disilicate , dental glass ceramic
Author
zahra barpour
SuperVisor
seyed mohammad mirkazemi sara banijamali