La fase más resistente del óxido de circonio es la fase tetragonal, especialmente en el óxido de circonio estabilizado con itria (YSZ) cuando se procesa a temperaturas óptimas. Esta fase presenta una elevada resistencia a la fractura, que alcanza unos 1280 MPa cuando se cuece entre 1500°C y 1550°C.
5 claves de la fase más resistente del óxido de circonio
1. Fase tetragonal en la circona estabilizada con itria (YSZ)
La YSZ es un material de alto rendimiento conocido por sus excelentes propiedades mecánicas y su biocompatibilidad.
La circonia existe en tres formas alotrópicas: monoclínica, tetragonal y cúbica.
La fase tetragonal es metaestable a temperatura ambiente, lo que significa que puede transformarse en la fase monoclínica en determinadas condiciones, como tensiones externas o envejecimiento térmico.
Esta transformación es crucial, ya que induce tensiones de compresión que ayudan a cerrar las puntas de cualquier grieta que avance, aumentando la resistencia del material a la fractura.
2. Temperatura óptima de procesamiento
La resistencia de la circonia depende en gran medida de la temperatura de procesado.
Los estudios indican que la cocción de la YSZ entre 1500°C y 1550°C proporciona la máxima resistencia.
Las desviaciones de este intervalo de temperatura, incluso de tan sólo 150°C, pueden reducir significativamente la resistencia de la circona debido a un crecimiento indeseable del grano.
Por ejemplo, la resistencia puede descender de 1280 MPa a 1500°C a 980 MPa a 1600°C y aún más, a 600 MPa a 1700°C.
3. Aplicaciones y rendimiento
Las propiedades mecánicas superiores de la YSZ tetragonal la hacen adecuada para diversas aplicaciones, como implantes dentales, pilares, inlays, onlays y coronas, así como implantes ortopédicos como cabezas de articulaciones de cadera.
La alta resistencia a la flexión del material, que a menudo supera los 800 MPa, lo clasifica además como una zirconia de Clase 5, lo que indica su fiabilidad y durabilidad en aplicaciones médicas y dentales.
4. Propiedades únicas de la YSZ tetragonal
La fase tetragonal de la circona estabilizada con itria, cuando se procesa en el rango óptimo de temperatura, presenta la mayor resistencia y, por tanto, se considera la fase de circona más resistente.
Las propiedades únicas de esta fase, incluida su capacidad para transformarse e inducir tensiones de compresión, la hacen superior a otras cerámicas dentales y adecuada para aplicaciones exigentes tanto en odontología como en ortopedia.
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