KRISTALLISERING AV ZIRKONIA

AV PETER SCHOUTEN

KRISTALLISERING
AV ZIRKONIA

Zirkonia är här för att stanna inom tandvården. Efter introduktionen för ett par decennier sedan, har möjligheterna med att använda zirkonia ökat enormt. Men hur produceras detta material? Vad händer
under sintringen, vilka typer finns det och hur uppnås den önskade färgen och formen på den slutliga produkten?

PSZ eller Partiellt Stabiliserad Zirkonia var den första av zirkoniumoxiderna som användes inom tandvården. Denna typ av zirkonia stabiliserades med hjälp av yttrium, och används för närvarande
inte längre. Den bestod av en blandning av monoklina, tetragonala och kubiska kristaller.

Under många år användes den så kallade Y-TZP-varianten (yttrium tetragonal stabiliserad zirkonia polykristallin). Denna har enastående böjhållfasthet (>1 000 MPa), men dock ett oestetiskt opakt
vitt utseende. Den består av mestadels tetragonala kristaller med en diameter på några hundra nanometer. Ungefär 3 mol-% yttrium tillsätts för att hålla materialet stabilt vid rumstemperatur;
denna variant beskrivs därför ibland som 3Y zirkonia.
Nya varianter, som kubisk zirkonia, utvecklades med målet att förbättra materialets estetiska egenskaper. Kubisk zirkonia karaktäriseras av hög translucens men har en lägre böjhållfasthet.
Även om böjhållfastheten för denna typ är betydligt lägre än för den tetragonala typen, är den ändå mycket högre än den för litiumdisilikat. Denna form innehåller även en högre mängd yttrium, från
4 till mer än 5 mol-%.

KRISTALLFASER

För närvarande känner vi till zirkoniakristaller i tre huvudsakliga former.

Monoklin

Normalt finns zirkonia endast vid rumstemperatur i den monoklina fasen. Monoklin zirkonia har låg styrka och translucens.

Tetragonal
Dessa zirkoniakristaller är metastabila och existerar endast vid rumstemperatur efter stabilisering, huvudsakligen genom tillsats av yttrium. Även om tetragonal zirkonia är stark, har den begränsade estetiska egenskaper.

Kubisk
Kubiska kristaller är stabila och ger förbättrad translucens. Genom tillsatsen av en högre procent yttrium, är arbetsstycken av kubisk zirkonia inte lika starka som de tetragonala. Å andra sidan är de högestetiska och därför lämpliga för monolitiska restaurationer, även i det anteriora området.

KRISTALLISERINGSPROCESS
Zirkonia erbjuds i stort sett alltid som ett delvis sintrat material. I denna form är det alltid opakt vitt, och den verkliga färgen och translucensen visar sig först efter sintring. Under sintringen, krymper materialet till sin slutliga storlek; en stor mängd små kristaller sätts samman och bildar större kristaller, men även om kristallerna själva ökar i storlek, minskar den totala volymen. Denna krympningsfaktor tas därför med i beräkningen i mjukvaran, så att slutprodukten inte bara är färgbeständig efter sintring, utan även storleksmässigt korrekt.

Små kristaller sätts samman till större under sintringsprocessen.

KATANA™ Multilayer HTML före (vänster) och efter sintring.

• 9 nov. 2021

About the Author

Peter Schouten