introduction aux propriétés de la céramique dentaire en zircone

avec le développement continu de la technologie de restauration dentaire, les types de matériaux de restauration dentaire ont progressivement augmenté. les céramiques ont été largement utilisées dans divers domaines de matériaux de restauration dentaire en raison de leurs bonnes propriétés mécaniques, de leur biocompatibilité et de leur stabilité structurelle. selon les différents types de céramiques, les matériaux dentaires tout céramiques sont la porcelaine moulée à chaud, la vitrocéramique et la céramique de zircone. la porcelaine moulée à chaud et la vitrocéramique sont relativement peu résistantes. en revanche, les céramiques de zircone ont des propriétés mécaniques plus élevées en raison du durcissement des phases monocliniques et tétragonales et sont plus adaptées à une utilisation comme matériaux dentaires. de plus, la zircone présente plusieurs avantages : stabilité structurelle, non-réactivité en milieu buccal, bonne biocompatibilité et transmission lumineuse relativement élevée. c’est pourquoi plus de 95 pour cent des couronnes et des ponts entièrement en céramique sont fabriqués en céramique de zircone.

i. propriétés de base des céramiques de zircone

la poudre de zircone de haute pureté est blanche, les céramiques de zircone sont crayeuses. masse moléculaire relative 123,223 g/mol, densité 5,85 g/cm3, point de fusion 2715 ℃. la zircone a trois structures cristallines : phase monoclinique, phase tétragonale et phase cubique. ces trois structures cristallines ont des morphologies différentes à différents points de fusion et se transforment dans certaines conditions de température. la température à laquelle les phases monocliniques et tétragonales se transforment l'une en l'autre est d'environ 1 150°c, et la température à laquelle les phases tétragonale et cubique se transforment l'une en l'autre est d'environ 2 370°c. lors de la transformation de la zircone en phase tétragonale en zircone en phase monoclinique, une transformation de phase martensitique se produit et s'accompagne d'une expansion de volume.

ii. trempe des céramiques de zircone

par rapport aux métaux, la ténacité des matériaux céramiques est généralement inférieure de 1 à 2 ordres de grandeur. les céramiques de zircone peuvent être trempées de différentes manières pour améliorer leur résistance à la rupture. les principaux mécanismes de trempe sont : la trempe par transition de phase induite par la contrainte, la trempe par microfissuration, la flexion par microfissuration, la trempe par bifurcation et pontage, la trempe par moustaches, la trempe diffuse, le renforcement des cristaux fins, la trempe des fibres. , etc., dans la pratique, la ténacité des matériaux en céramique de zircone est souvent une variété de mécanismes d'amélioration de la ténacité qui sont souvent le résultat courant de l'action de. à l'heure actuelle, la mesure en laboratoire de la ténacité à la rupture de la céramique de zircone des méthodes les plus largement utilisées est la méthode du faisceau d'incision unilatérale et la méthode d'indentation.

la recherche sur la ténacité des céramiques de zircone a commencé dès les années 1950. après 1975, avec la découverte du phénomène de transition de phase, certains chercheurs pensent que le durcissement par transition de phase induit par la contrainte des céramiques de zircone est dû à l'effet de contrainte externe de la fissure, la pointe de la fissure de la contrainte peut être induite par la transition de phase martensitique t → m, l'expansion volumique générée par les grains de transition de phase inhibera l'expansion des fissures, améliorant ainsi la ténacité du matériau. cependant, dans la phase initiale de la transition de phase, la déformation par expansion existant dans l'angle de 120° du fond de fissure entraînera une diminution de la ténacité de la zircone, après quoi l'expansion volumique inhibera l'expansion de la fissure, de sorte que la ténacité soit s'améliore rapidement et la ténacité à la rupture augmente lentement lorsque la fissure s'étend jusqu'à 5 ~ 10 h.

iii.l'oxydation à basse température des céramiques de zircone

dans un environnement humide à basse température, la zircone subit une transition de phase. le vieillissement est essentiellement une transition de phase martensitique : un changement de structure cristalline non thermodynamique et non diffusif. le vieillissement à basse température se produit d'abord sur la surface du matériau en transition de phase, la transition de phase s'accompagne d'une expansion de volume de sorte que la surface du matériau produit des bosses et des microfissures, une dégradation des propriétés esthétiques ; par la suite, les molécules d'eau le long des microfissures se sont infiltrées à l'intérieur du substrat, provoquées par la transition de phase du matériau à l'intérieur de la zircone tm, entraînant la génération de macrofissures, et finalement une baisse des propriétés mécaniques, et même provoquer une soudaine échec. après un grand nombre d'études expérimentales, les caractéristiques du processus de vieillissement à basse température comprennent principalement quatre points :

1) le vieillissement à basse température est un processus autocatalytique sans conductivité thermique, et le vieillissement par transition de phase tm se déroule par un mécanisme de nucléation-croissance (ng) de la phase m ;
2) les changements dans les conditions de vieillissement (température, temps, eau ou vapeur d'eau) accélèrent le comportement de vieillissement de la zircone ;
3) le vieillissement entraîne une augmentation de la teneur en phase m du matériau, une diminution de la ténacité et une dégradation des propriétés esthétiques ;

4) la teneur en stabilisant et la taille des grains affectent directement la résistance de la zircone au vieillissement à basse température.

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