Badanie wpływu środowiska kwaśnego i zasadowego na degradację powierzchni ceramiki cyrkonowej (Y-TZP)

• Autorzy: Kolenda A. , Tymowicz-Grzyb P. , Jaegermann Z. , Mierzwińska-Nastalska E.

Warianty tytułu

EN

Influence of acidic and alkaline environment on surface degradation of zirconia ceramics (Y-TZP )

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy badawczej opisanej w niniejszej publikacji było zbadanie wpływu środowiska kwaśnego i zasadowego na degradację powierzchniową ceramiki cyrkonowej stabilizowanej itrem (Y-TZP). Miarą degradacji (starzenia) były zmiany ilości fazy jednoskośnej (m-ZrO₂) w materiale i wartości wytrzymałości na zginanie. Próbki wykonane z trzech proszków Y-TZP oznaczonych jako: OLD, CH3 i HT poddano procesowi starzenia w roztworach: 5M H₃PO₄ (K1), 5M H₂SO₄ (K2), 5M NaOH (Z) i wodzie destylowanej (W) w temperaturze 90°C przez 72 godziny. Próbą odniesienia były próbki niestarzone (NS), a próbą kontrolną – próbki starzone w wodzie destylowanej (W). Aby ocenić wpływ poszczególnych czynników wykonano analizę fazową XRD, obserwacje powierzchni w mikroskopie skaningowym SEM oraz badania wytrzymałości na zginanie. We wszystkich próbkach starzonych zaobserwowano przyrost ilości fazy jednoskośnej w porównaniu do próbek niestarzonych. Wyniki badań wskazują, że największy przyrost zawartości m-ZrO₂ występuje po starzeniu w 5M NaOH oraz że wytrzymałość na zginanie nie jest jednoznacznie skorelowana ani z rodzajem starzenia, ani z przyrostem fazy m-ZrO₂ w próbkach.

EN

The aim of the research described in this publication was to investigate the influence of acidic and alkaline environments on the surface degradation of Yttrium-Stabilized Zirconia Ceramics (Y-TZP). The measure of degradation (aging) were changes in the amount of monoclinic zirconia phase (m-ZrO₂) in the material and bending strength values. Tests samples were prepared from three Y-TZP powders marked as: OLD, CH3 and HT and were subjected to an aging process in the following solutions: 5M H₃PO₄ (K1), 5M H₂SO₄ (K2), 5M NaOH (Z) and distilled water (W) at 90°C during 72 hours. The reference samples were these not aged (NS) and as a control – samples aged in distilled water (W). To assess the impact of individual factors, the XRD phase analysis, surface observations in the SEM scanning microscope and bending strength tests were performed. In all aged samples an increase in the amount of monoclinic phase was observed as compared to not aged samples. The results indicate that the highest increase in m-ZrO₂ phase occurs after aging in 5M NaOH and the bending strength is not unequivocally correlated neither with the type of aging nor with the increase in the monoclinic phase in the samples.

Słowa kluczowe

PL

ceramika cyrkonowa; Y-TZP; LTD; degradacja powierzchni; środowisko kwaśne; środowisko alkaliczne

EN

zirconia ceramics; Y-TZP; LTD; surface degradation; acidic environment; alkaline environment

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 69, nr 2
• Strony: 6--9
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Kolenda A.

• Warszawski Uniwersytet Medyczny, Katedra Protetyki Stomatologicznej, Pawilon XI A, ul. Nowogrodzka 59, 02-006 Warszawa

autor

Tymowicz-Grzyb P.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Zakład Ceramiki i Kompozytów, ul. Postępu 9, 02-676 Warszawa

autor

Jaegermann Z.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Zakład Ceramiki i Kompozytów, ul. Postępu 9, 02-676 Warszawa

autor

Mierzwińska-Nastalska E.

• Warszawski Uniwersytet Medyczny, Katedra Protetyki Stomatologicznej, Pawilon XI A, ul. Nowogrodzka 59, 02-006 Warszawa

Bibliografia

• [1] Kolenda A., Jaegermann Z., Mierzwińska-Nastalska E. (2016), Polimorfizm, otrzymywanie i degradacja tlenku cyrkonu – ujęcie źródłowe, „Protet. Stomatol.”, 66, 27–32.
• [2] Keuper M., Eder K., Berthold C., Nickel K.G.; Direct evidence for continuous linear kinetics in the low-temperature degradation of Y-TZP (2013), „Acta Biomater.”, 9, 4826–4835.
• [3] Chen Y.W., Moussi J., Drury J.L., Wataha J.C. (2016) Zirconia in biomedical applications, „Expert Rev. Med. Devices”, 13, 945–963.
• [4] Pereira G., Amaral M., Cesar P.F., Bottino M.C., Kleverlaan C.J., Valandro L.F.; Effect of low-temperature aging on the mechanical behavior of ground Y-TZP (2015), „J. Mech. Behav. Biomed. Mater.”, 45, 183–192.
• [5] Ramos G.F., Pereira G.K., Amaral M., Valandro L.F., Bottino M.A. (2016), Effect of grinding and heat treatment on the mechanical behavior of zirconia ceramic, „Braz. Oral. Res.”, vol. 30.
• [6] Pereira G.K.R., Venturini A.B., Silvestri T., Dapieve K.S., Montagner A.F., Soares F.Z.M., Valandro L.F. (2015), Low-temperature degradation of Y-TZP ceramics: A systematic review and meta-analysis, „J. Mech. Biomed. Mater.”, 55, 151–163.
• [7] Kohorst P., Borchers L., Strempel J., Stiesch M., Hassel T., Bach F.W., Hübsch C. (2012), Low-temperature degradation of different zirconia ceramics for dental applications, „Acta. Biomater.”, 8, 1213–1220.
• [8] Schacht M., Boukis N., Dinjus E., Ebert K., Janssen R., Meschke F., Claussen N. (1998), Corrosion of zirconia ceramics in acidic solutions at high pressures and temperatures, „Journal of the European Ceramic Society”, 18, 2373–2376.
• [9] Bruni Y.L., Garrido L.B., Albano M.P., Teixeira L.N., Rosa A.L., Paulo Tambasco de Oliveira; Effects of surface treatments on Y-TZP phase stability, microstructure and osteoblast cell response (2015), „Ceramics International”, 41, 14212–14222.
• [10] Kelly J.R., Denry I.; Stabilized zirconia as a structural ceramic: An overview (2008), „Dent. Mater.”, 24, 289–298.
• [11] Chevalier J., Gremillard L., Virkar A.V., Clarke D.R.; The tetragonal-monoclinic transformation in zirconia: lessons learned and future trends (2009), „J. Am. Ceram. Soc.”, 92, 1901–1920.