33169

بررسي اثر CeO2 ,MgO بر رفتار تبلور ZrO2 در شيشه Li2O-SiO2-ZrO2

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد- سراميك

1400

1403/8/29

دكتر بيژن افتخاري يكتا

-

مهندسي مواد

ZrO2 به منظور ايجاد خاصيت راديواپسيتي، بهبود خواص مكانيكي و مقاومت شيميايي به تركيب هاي دنداني شيشه-سراميكي افزوده مي شود. مطالعات پيشين نشان داده است كه تبلور زيركونياي تتراگونال در شيشه تاثير بيشتري بر خواص مكانيكي شيشه-سراميك خواهد داشت. به منظور رسيدن به خواص بهينه زيركونيا، خصوصيات اين اكسيد تا ميزان زيادي با اضافه كردن اكسيدهاي تثبيت كننده بهبود مي يابد. در تحقيق حاضر به منظور پايدار كردن فاز تتراگونال زيركونيا، MgO و CeO2 با نسبت 2/6، 6، 11/8 درصد وزني به تركيب شيشه-سراميك سيستم Li2O-SiO2-ZrO2 اضافه شد و از طريق فرايند زينتر زيرپايه دنداني مورد نظر سنتز گرديد. رفتار زينتر شدن و تبلور شيشه پايه و بهينه شده به ترتيب با استفاده از ميكروسكوپ حرارتي و آناليز حرارتي افتراقي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصله نشان داد كه دماي زينتر، نرم شوندگي و عمليات حرارتي به ترتيب برابر با 728، 900 825 درجه سانتي گراد است. سپس، به منظور تعيين رفتار تبلور نمونه هاي تهيه شده از تكنيك پراش پرتو ايكس و تصاوير ريزساختاري استفاده شد. نتايج همچنين نشان داد، فاز اصلي Li2ZrSi6O15 در دماي 825درجه سانتي گراد در نمونه پايه و نمونه هاي حاوي سريا متبلور مي شود. همچنين منيزيا دماي زينتر را افزايش داده و باعث عدم زينتر نمونه هاي حاوي منيزيا و عدم تشكيل فاز Li2ZrSi6O15 و عدم پايداري فاز زيركونياي تتراگونال مي شود. در نمونه هاي حاوي 6% و 11/8% سريا در هنگام تبلور ZrO2 وارد ساختار بلوري آن شده و منجر به پايداري فاز زيركونياي تتراگونال در دماي اتاق شده است. همچنين حضور سريا با كاهش انرژي فعال سازي زينتر دماي زينتر را كاهش داده و باعث رشد بلورها ميشود. بهترين خواص فيزيكي، شيميايي و مكانيكي متعلق به نمونه حاوي 6% سريا، با جذب آب و تخلخل 0%، استحكام خمشي سه نقطه اي (MPa 102/2=σ)، سختي (kgf/mm2 754/884=H)، انحلال شيميايي μg/cm2 0 و چقرمگي (MPam0.51/98=KIC) بود. خواص شيمايي و مكانيكي عالي اين ماده بخاطر ساختار بلوري پيچيده و در هم تنيده، همچنين پايداري فاز زيركونيايي تتراگونال بود.

1403/12/09

Investigating the effect of CeO2 and MgO on the crystallization behavior of ZrO2 in Li2O-SiO2-ZrO2 glass

11/20/2025 12:00:00 AM

ZrO2 is added to glass-ceramic substrates in order to create radiopacity properties, improve mechanical properties and chemical resistance. Experience has shown that the crystallization of tetragonal zirconia in glass will have a greater effect on the mechanical properties of ceramic glass. In order to achieve the optimal properties of zirconia, the properties of this oxide are improved to a great extent by adding stabilizing oxides. In this research, in order to stabilize the tetragonal phase of zirconia, MgO and CeO2 were added to the glass-ceramic composition of the Li2O-SiO2-ZrO2 system and the desired dental substrate was synthesized through the sinter process. The behavior of sintering and crystallization of basic and optimized glass was investigated using HSM and DTA thermal analysis, respectively. The results showed that the optimum sinter temperature, Littleton softening and heat treatment are equal to 728°C, 900°C and 825°C, respectively. Then, in order to determine the crystallization behavior of the prepared samples, X-ray diffraction and microstructure images were used. The results also showed that the presence of the main Li2ZrSi6O15 phase crystallizes at a temperature of 825 °C in the base sample and samples containing ceria. Also, magnesia increases the sintering temperature and causes no sintering of samples containing magnesia and no formation of Li2ZrSi6O15 phase and instability of tetragonal zirconia phase. In the samples containing 6% and 11.8% of ceria, ZrO2 entered its crystal structure during crystallization and led to the stability of the tetragonal zirconia phase at room temperature. Also, the presence of ceria reduces the sinter temperature by reducing the activation energy of sinter and causes the growth of crystals. The best physical, chemical and mechanical properties belong to the sample containing 6% ceria, with water absorption and porosity of 0%, three-point bending strength (σ=102.2 MPa), hardness (H =754.884 kgf/mm), chemical dissolution 0 μg/cm2 was toughness (KIC =1.98 MPam). The excellent chemical and mechanical properties of this material were due to the complex and intertwined crystal structure, as well as the stability of the tetragonal zirconia phase.

شيشه-سراميك , شيشه-سراميك هاي دنداني , زيركونياي پايدار شده , Li2ZrSi6O15

Glass ceramic , Dental glass ceramics , Stabilized zirconia , , Li2ZrSi6O15

Zahra sadat Ghoreishy

Dr. Bijan Eftekhari Yekta