Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

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

Szkło i Ceramika

|

2018

|

R. 69, nr 2

6--9

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.

2

Niskotemperaturowe starzenie cyrkonowych materiałów ceramicznych Y-TZP. Cz. 1. Badania mikrostruktury i przemian fazowych

Tymowicz-Grzyb P., Jaegermann Z., Konopka G., Wiśniewski Z., Pęczkowski P.

Szkło i Ceramika

|

2017

|

R. 68, nr 3

6--10

PL

Przedmiotem badań było zjawisko starzenia niskotemperaturowego materiałów cyrkonowych. Ma ono ogromny wpływ na funkcjonalność i trwałość elementów wykonanych z ceramiki cyrkonowej. Celem niniejszej pracy było zbadanie początkowych etapów procesu niskotemperaturowego starzenia materiałów cyrkonowych Y-TZP metodami analizy fazowej XRD oraz obserwacji mikroskopowych SEM. Badania fazowe przeprowadzone metodą dyfrakcji rentgenowskiej wykazały wzrost zawartości fazy jednoskośnej w badanych materiałach Y-TZP, co potwierdziło wystąpienie zjawiska starzenia hydrotermalnego. Zawartość fazy jednoskośnej ZrO2 w starzonych próbkach była proporcjonalna do czasu starzenia. Wyniki badań XRD zostały potwierdzone analizą obrazów mikroskopowych SEM.

EN

The subject of the study was the phenomenon of low-temperature degradation (LTD) of Y-TZP zirconia ceramics. It has crucial impact on functionality and stability of zirconia elements. The aim of this work was to investigate the initial stages of LTD process of zirconia ceramics by means of phase analysis XRD and SEM microscopic observations. Phase analysis conducted by X-ray diffraction method showed that the content of monoclinic phase in samples after aging increased. The content of the monoclinic ZrO2 phase in aged samples was proportional to the aging time. XRD results have been confirmed by SEM image analysis.

3

Niskotemperaturowe starzenie cyrkonowych materiałów ceramicznych Y-tzp. Cz. 2. Wstępne badania procesu z wykorzystaniem techniki EBSD

Tymowicz-Grzyb P., Jaegermann Z.

Szkło i Ceramika

|

2017

|

R. 68, nr 5

14--18

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badania zjawiska starzenia niskotemperaturowego materiałów cyrkonowych metodą opartą na dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych EBSD (ang. Elektron Backscattered Diffraction). Celem pracy była próba odpowiedzi na pytanie czy metoda EBSD może służyć do zidentyfikowania początkowych etapów procesu niskotemperaturowego starzenia materiałów cyrkonowych Y-TZP. Do celów porównawczych wykorzystano wcześniejsze wyniki badań procesu starzenia prowadzone metodami XRD i obserwacji SEM, opublikowane w części 1 artykułu. Analiza wyników przeprowadzonych badań pokazała, że czułość metody EBSD w wykrywaniu wczesnych zmian transformacji t→m jest znacznie wyższa niż metod XRD i SEM. Analiza obrazów dyfrakcyjnych uzyskanych metodą EBSD wykazała obecność fazy jednoskośnej w powierzchniowych warstwach materiałów pomimo tego, że nie wykazały jej badania dyfrakcyjne XRD.

EN

The results of EBSD (Elektron Backscattered Diffraction) study on the low-temperature degradation (LTD) phenomenon of zirconia materials were presented. The aim of the study was to answer the question whether the EBSD method can be used to identify the initial LTD stages of Y-TZP zirconia. For comparative purposes, previous results on XRD study and SEM observation, published in part 1 of the article, was used. The results of the studies have shown that the sensitivity of EBSD method for detecting early stages of t→m transformation is significantly higher than that of XRD and SEM. Analysis of EBSD diffraction patterns revealed the presence of monoclinic phase in the superficial layers of materials despite the fact that the diffraction patterns did not show it.

4

Wstępne badania wpływu dodatku LiF i SiO2 na właściwości ceramiki cyrkonowej

Jaegermann Z., Wiśniewski Z., Tymowicz-Grzyb P., Ciołek L., Taźbierski P., Pęczkowski P.

Szkło i Ceramika

|

2016

|

R. 67, nr 2

6--11

PL

Głównym celem badań opisanych w niniejszym artykule było sprawdzenie, czy dodatki, takie jak LiF i SiO2, mają wpływ na przeświecalność materiałów cyrkonowych Y-TZP (Yttria stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal). W ramach pracy wytworzono próbki do badań w postaci materiału cyrkonowego domieszkowanego fluorkiem litu lub krzemionką, które wypalono w trzech temperaturach spiekania. Ocenę jakości materiałów prowadzono w oparciu o badanie gęstości pozornej, wytrzymałości na zginanie oraz przeświecalności. Do analizy zależności właściwości materiałów od ich mikrostruktury wykorzystano obserwacje materiałów w mikroskopie skaningowym. Przeprowadzone wstępne badania wykazały negatywny wpływ dodatków fluorku litu i krzemionki na przeświecalność materiałów cyrkonowych. W przypadku większości materiałów domieszki obniżały przeświecalność i gęstość pozorną materiału w stosunku do materiału niedomieszkowanego. Aby w pełni wyjaśnić zaobserwowane w trakcie badań wstępnych zjawiska, należy zweryfikować sposób przygotowania materiałów do badań i przeprowadzić szczegółowe badania właściwości fizycznych i budowy domieszkowanych materiałów Y-TZP.

EN

The main objective of the research described below was to examine whether sintering aids, such as LiF and SiO2, affect the translucency of zirconia Y-TZP materials. In the study test samples were prepared in the form of zirconium material doped with lithium fluoride and silica, which were sintered at three different temperatures. Assessment of quality of the materials was based on the study of apparent density, flexural strength and translucency. Analysis of the relationship between properties and microstructure of the materials was based on observations of microstructure using scanning electron microscope. Preliminary studies have shown negative effects of lithium fluoride and silica additives on translucency of zirconia materials. In the major part of samples, the dopants used decreased translucency and apparent density of the material compared to the undoped zirconia. In order to complete the explanation of the phenomenon observed during preliminary tests, it is necessary to verify the method of preparation of samples and carry out a detailed study of physical and microstructural properties of doped zirconia Y-TZP materials.

5

Biomechanical analysis of individual all-ceramic abutments used in dental implantology

Ziębowicz B., Ziębowicz A., Bączkowski B., Kajzer W., Kajzer A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 3

1357--1362

EN

Biomechanical analysis of individual all-ceramic abutments used in dental implantology The paper presents the results of finite element analysis and experimental testing under simulated physiological loading conditions on issues shaping the functional properties of individual all-ceramic abutments manufactured by CAD'CAM technology The conducted research have cognitive significance showing the all-ceramic abutment behavior, as a key element of the implantological system, under the action of cyclic load. The aim of this study was evaluation the fatigue behavior of yttria-stabilized zirconia abutment submitted to cyclic stresses, conducted in accordance with EN ISO 14801 applies to dynamic fatigue tests of endosseous dental implants.

6

Rezystancyjne czujniki wilgotności oparte na rozwirowywanych szkliwach krzemowych i stabilizowanej ceramice cyrkonowej

Wróbel E., Kowalik P., Waczyński K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 9

98-100

PL

Poniższy artykuł przedstawia badania nad zastosowaniem cienkich warstw rozwirowywanych szkliw fosforokrzemowych oraz stabilizowanej ceramiki cyrkonowej do wytwarzania rezystancyjnych czujników wilgotności. Artykuł zawiera wyniki pomiarów stałoprądowych (zależność rezystancji struktury od wilgotności oraz odpowiedź czujnika na skok wilgotności) wytworzonych struktur. Pomiary miały na celu stwierdzenie, czy użyte w badaniach materiały można zastosować w czujnikach wilgotności.

EN

The article below shows he investigation on application of thin films spin-on phosphorosilicate glass and stabilized zirconium ceramics in construction of humidity sensors. The paper presents the results of DC measurements (dependence of the resistance of the structure from humidity and response of the sensor to increase humidity) of manufactured structures. The measurements were designed to determine whether the materials used in the study can be used in humidity sensor.

7

Materiały ceramiczne dla protetyki stomatologicznej - wstępne próby barwienia ceramiki cyrkonowej

Jaegermann Z., Strachowski T., Michałowski S., Michalik R.

Szkło i Ceramika

|

2012

|

R. 63, nr 1

34-41

PL

Niniejszy artykuł podsumowuje wstępne próby barwienia ceramiki cyrkonowej stosowanej w protetyce stomatologicznej, metodą nasączania płynami barwiącymi. W celu uzyskania odcieni A2 i A3 wzorcowej skali barw Vita, przeprowadzono szereg prób z zastosowaniem różnych płynów barwiących, zawierających pigmenty na bazie kobaltu, niklu, chromu i żelaza. Wykonano barwienia w układach jedno- i wielopigmentowych. Najlepsze efekty odwzorowania odcieni A2 i A3 uzyskano poprzez barwienie z użyciem pigmentów żelazowych i chromowych. Ocenę barwy przeprowadzono metodami: wizualną oraz spektrofotometryczną w układzie CIE L*a*b. Przeprowadzone badania potwierdziły, iż barwienie tworzywa cyrkonowego metodą nasączania jest skuteczne, jednakże duży wpływ na powtarzalność barwy mają sposób barwienia oraz właściwości fizyczne nasączanych próbek. Najlepszą powtarzalność barwienia uzyskano drogą nasączania próbek w komorze próżniowej.

EN

The article summarizes initial tests of coloring zirconia ceramics used in dental prosthetics, by the use of coloring liquids. A number of tests with the application of various coloring liquids containing pigments based on cobalt, nickel, chromium and iron were performed, in order to obtain shades A2 and A3 of standard color Vita scale. Single- and multi pigment liquids were used in the testing procedures. Iron and chromium pigments rendered the best results regarding the correspondence of the sample's colors to shades A2 and A3. Color evaluation was carried out by both the visual and the spectrophotometric CIE L*a*b methods. The study confirmed that application of coloring liquids is effective, but coloring technique and physical properties of samples have a considerable impact on the stability of color obtained. Soaking the samples in coloring liquids in the conditions of a vacuum chamber guarantees the best repeatability of color.

8

Wpływ materiału partnera i zawilgocenia środowiska na własności tribologiczne polimerowych kompozytów ciernych

Siepracka B., Szumniak J.

Tribologia

|

2008

|

nr 4

101-111

PL

Dla kompozytów ciernych z osnową z żywicy fenolowo-formaldehydowej wyznaczono niektóre charakterystyki tribologiczne. Kompozyt cierny kojarzony z powierzchnią: żeliwną, z ceramiki korundowej (Al2O3) i cyrkonowej (ZrO2), w czasie prób zwilżano wodą. Stwierdzono istotny wpływ zwilżania wodą na zmianę współczynnika tarcia, większy dla skojarzenia kompozyt–żeliwo oraz obniżony w stosunku do współpracy z żeliwem dla skojarzeń z Al2O3 i ZrO2, przy zbliżonej wartości zużycia.

EN

The tribological characteristics were appointed for friction composites with phenol-formaldehyde matrix. Friction composite was combined with the cast iron surface, corundum ceramics (Al2O3), and zircon ceramics (ZrO2). During the tests, the cast iron surface was lubricated with water. The influence of water lubricating on the decrease of friction coefficient for couples with Al2O3 and ZrO2 ceramics was affirmed with similar wear.

9

Hydrothermal degradation of zirconia ceramics

Andrzejczuk M., Lewandowska M., Kosmač T., Kurzydłowski K.J.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 2(12)

76-85

EN

The surface degradation of yttria doped tetragonal zirconia polycrystals (Y - TZP) subjected to steam at a temperature of 200°C for various periods of times was investigated. The samples were obtained from two powders having different specific surface areas and mean particle sizes. The powders were sintered at three temperatures 1350, 1400 and 1450°C. The meas-urements of the depth of the degraded 1ayer and an analysis of its phase composition were carried out using SEM and X-ray diffraction. SEM analysis revealed that the degradation was much more advanced on samples sintered at the higher temperatures. The results revealed that in the material sintered at higher temperatures (l400°C and l450°C) the near surface zone had trans-formed into the monoclinic phase. This occurred even after the shortest time of exposure (6 hours). Additionally, it was found that samples prepared from finer powder were less resistant to phase transformation and surface degradation. The role of residual stress in the process of Y - TZP degradation is discussed.

10

The structural stability of zirconia ceramics in water and acid solutions

Andrzejczuk M., Lewandowska M., Kosmacz T, Kurzydłowski K. J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2006

|

Vol. 51, iss. 4

629-633

EN

Yttria-tetragonal zirconia polycrystals (Y-TZP) are used as a material for dental applications, e.g., inlays, crowns, and bridges. However, the Y-TZP may undergo a phase transformation, which results in micro-cracking. For this reason its stability in an oral environment is of great importance. In this paper, the hydrothermal stability of low-porous yttria-doped zirconia in water and acid solutions was investigated. Ceramics with a fractional density of tetragonal phase ranging from 90% to nearly 100% were produced by sintering of dry-pressed pellets at different temperatures in an ambient air atmosphere. The flexural strength and phase composition were determined for samples before and after exposure to various environments. The influence of phase transformation on the surface morphology was investigated using a scanning electron microscope. The results showed that specimens sintered at 1450C to a density of more than 95% of the theoretical maximum exhibit a strong tendency to undergo a tetragonal-to-monoclinic phase transformation during autoclaving in water at 200C for 24 hours. The volume expansion due to phase transformation results in micro-cracking, which has a detrimental effect on mechanical properties of the investigated material.

PL

Tetragonalny tlenek cyrkonu stabilizowany itrem (Y-TZP) jest stosowany w stomatologii jako materiał na korony, wypełnienia lub mostki. Wadą tej ceramiki jest skłonność do przemiany fazy tetragonalnej w fazę jednoskośną – bardziej stabilną w niskich temperaturach. Przemianie tej towarzyszy wzrost objętości materiału (około 3%) i powstawanie mikropęknięć. Dodatkowo przemianie tej sprzyja środowisko wodne typowe dla jamy ustnej. Dlatego też w niniejszej pracy podjęto problem stabilności fazy tetragonalnej tlenku cyrkonu w środowiskach wodnych. Ceramikę wytworzono poprzez spiekanie wyprasek w atmosferze obojętnej w różnych temperaturach. Zastosowanie różnych temperatur spiekania pozwoliło uzyskać materiał o gęstościach w zakresie od 90% do 100% gęstości teoretycznej. Wytworzone próbki poddano starzeniu w wodzie oraz roztworach kwasów siarkowego, solnego i azotowego. Określono skład fazowy oraz wytrzymałość na zginanie próbek w stanie wyjściowym i poddanych starzeniu w różnych środowiskach. W celu analizy wpływu przemiany fazowej na morfologie powierzchni przeprowadzono obserwacje mikrostruktury przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego. Uzyskane wyniki pokazały, że największa skłonność do przemiany w fazę jednoskośną mają próbki spiekane w najwyższej temperaturze (1450C). Dodatkowo skłonność ta potęguje środowisko wodne – w wyniku starzenia w 200C przez 24 godzin przemianie uległo 80% fazy tetragonalnej. W próbkach starzonych w roztworach kwasów w temperaturze 75C stwierdzono tylko kilkuprocentowy udział fazy jednoskośnej. Nie zaobserwowano wpływu rodzaju użytego roztworu kwasu na stabilność fazy tetragonalnej. Obserwacje mikroskopowe pozwoliły zlokalizować miejsca degradacji ceramiki, widoczne jako kratery, będące wynikiem zmiany objętości i powstawania pęknięć podczas przemiany fazy tetragonalnej w jednoskośną. Powstawanie tej fazy powoduje także obniżenie właściwości mechanicznych Y-TZP.

11

Zależność pracy pękania od rozmiaru strefy przemiany fazowej w materiałach ceramicznych na bazie ZrO2.

Tomaszewski H., Węglarz H., Strzeszewski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 6

729-736

PL

W pracy podjęto próbę oceny rozmiaru stref przemiany fazowej i ich wpływu na wielkość pracy pękania tworzyw ceramicznych zawierających dwutlenek cyrkonu. W tym celu przygotowano szeroką gamę materiałów różniących się zarówno ilością, rodzajem stabilizatora odmiany tetragonalnej ZrO2 (Y2O3, MgO i CeO2), jak i wielkością ziaren. Dla dwu typów matryc cyrkonowych (stabilizowanych Y2O3 i CeO2) przygotowano także kompozyty z tlenkiem glinu w ilościach zmieniających się od 10 do 80% objętościowych. Rozmiar i kształt strefy przemiany oceniano za pomocą spektroskopii Ramana poprzez pomiar zmian składu fazowego ZrO2 w funkcji odległości do wprowadzonego w sposób kontrolowany pęknięcia. Przeprowadzone pomiary wykazały, że szerokość strefy gwałtownie maleje ze wzrostem udziału tlenku itrowego, natomiast wyraźnie wzrasta z wielkością ziaren ZrO2 dla obu typów tlenków stabilizujących (Y2O3 i CeO2). Wprowadzenie tlenku glinu o zbliżonym rozmiarze ziaren prowadzi do istotnego zmniejszenia szerokości strefy przemiany. Do oceny pracy pękania (work-of-fracture), próbki badanych tworzyw obciążono w układzie zginania trójpunktowego przy szybkości odkształcania 1 mikrometra/min. Zarejestrowane komputerowo wartości siły P w funkcji ugięcia d każdej z badanych belek, przy zastosowaniu programu komputerowego traktującego powierzchnię pod taką krzywą jako pracę wykonaną na utworzenie dwu nowych powierzchni, pomniejszoną o pracę włożoną na odkształcenie sprężyste układu i próbki badanej, pozwoliły na obliczanie pracy pękania. Największe wartości pracy pękania zaobserwowano w przypadku ZrO2 stabilizowanego MgO. Znaleziono korelację pomiędzy pracą pękania i szerokością mierzonych stref przemiany fazowej.

EN

Raman microprobe spectroscopy was employed to measure transformation zone size in zirconia based ceramics. To do these, samples of zirconia stabilised by a different type and amount of oxides (Y2O3 or CeO2) with different zirconia grain size were prepared. A composite zirconia/alumina samples having 10/80 vol. % of Al2O3 were also prepared. All samples were characterised by means of Raman spectroscopy. The size and shape of transformation zone was determined by measuring the volume fraction of the transformed monoclinic phase as a function of distance from the crack and crack tip. Influence of zirconia grain size and alumina content on transformation zone width and monoclinic zirconia concentration in the crack plane was observed. As it was found the size of the zone increases with increasing zirconia grain size, but decreases with increasing alumina content. The work of fracture, gamma F, for all ceramics studied was determined from bending test realised at loading speed of 1 micrometre/min. The maximum value of gamma F for zirconia ceramics stabilised by magnesia was obtained. Linear work-of-fracture dependence on transformation zone size was found.