Kenmerken van zirkoniumoxide:

De meest populaire tandheelkundige keramische systemen zijn materialen op basis van silica, leuciet, lithiumdisilicaat, aluminiumoxide en zirkonium. Momenteel zijn keramiek op basis van zirkoniumoxide om verschillende redenen de meest bestudeerde, uitdagende onderzoeken.

Zirkoniumoxide (zirkoniumdioxide, ZrO2), ook wel "keramisch staal" genoemd, heeft optimale eigenschappen voor tandheelkundig gebruik: superieure taaiheid, sterkte en weerstand tegen vermoeiing, naast uitstekende slijtage-eigenschappen en biocompatibiliteit.

Zirkonium (Zr) is een zeer sterk metaal met vergelijkbare chemische en fysische eigenschappen als titanium (Ti). Overigens zijn Zr en Ti twee metalen die vaak worden gebruikt in de tandheelkunde van implantaten, vooral omdat ze de botvormende cellen (osteoblasten), die essentieel zijn voor osseo-integratie, niet remmen.

Tandzirkoniumoxide is meestal een gemodificeerd yttriumoxide (Y2O3) tetragonaal zirconia polykristal (Y-TZP). Yttria wordt toegevoegd om de transformatie van de kristalstructuur te stabiliseren tijdens het bakken bij verhoogde temperatuur en om de fysische eigenschappen van zirkoniumoxide te verbeteren. Bij verwarming begint de monokliene fase van zirkoniumoxide te transformeren naar de tetragonale fase bij 1187 ° C, piekt bij 1197 ° C en eindigt bij 1206 ° C. Bij afkoeling begint de transformatie van de tetragonale naar de monokliene fase bij 1052 ° C, piekt bij 1048 ° C en eindigt bij 1020 ° C, waarbij een hysterese-gedrag wordt vertoond. Het is bekend dat de transformatie van de zirkoniumoxide tetragonale naar monokliene fase een martensitische transformatie is. Tijdens deze transformatie van de zirkoniumoxidefase neemt de eenheidscel met de monokliene configuratie ongeveer 4% meer volume in dan de tetragonale configuratie, wat een relatief grote volumeverandering is. Dit zou kunnen leiden tot de vorming van keramische scheuren als er geen stabiliserende oxiden werden gebruikt. Ceria (CeO2), yttria (Y2O3), aluminiumoxide (Al2O3), magnesia (MgO) en calcia (CaO) zijn gebruikt als stabiliserende oxiden. Dus, aangezien de monokliene fase zich niet vormt onder normale koelomstandigheden, blijven de kubische en tetragonale fasen behouden en wordt scheurvorming als gevolg van fasetransformatie vermeden. Het is ook belangrijk om te bedenken dat de stabilisatie van de tetragonale en kubische structuren verschillende hoeveelheden doteermiddelen (stabilisatoren) vereist. De tetragonale fase wordt gestabiliseerd bij lagere doteerstofconcentraties dan de kubische fase. Een andere manier om de tetragonale fase bij kamertemperatuur te stabiliseren is om de kristalgrootte te verkleinen (de kritische gemiddelde korrelgrootte is<0,3 m).="" dit="" effect="" is="" toegeschreven="" aan="" een="" verschil="" in="" oppervlakte-energie.="" dientengevolge="" bestaat="" keramiek="" op="" basis="" van="" zirkoniumoxide="" dat="" voor="" biomedische="" doeleinden="" wordt="" gebruikt,="" doorgaans="" als="" een="" metastabiel="" tetragonaal="" gedeeltelijk="" gestabiliseerd="" zirkoniumoxide="" (psz)="" bij="" kamertemperatuur.="" metastabiel="" betekent="" dat="" er="" nog="" steeds="" energie="" in="" het="" materiaal="" aanwezig="" is="" om="" het="" terug="" te="" drijven="" naar="" de="" monokliene="" fase.="" het="" bleek="" dat="" de="" sterk="" gelokaliseerde="" spanning="" voorafgaand="" aan="" een="" zich="" uitbreidende="" scheur="" voldoende="" is="" om="" zirkoniumoxidekorrels="" in="" de="" buurt="" van="" de="" scheurtip="" te="" laten="" transformeren.="" in="" dit="" geval="" wordt="" de="" volumetoename="" van="" 4%="" gunstig,="" waarbij="" in="" wezen="" de="" scheur="" wordt="" dichtgeknepen="" en="" de="" taaiheid="" toeneemt,="" ook="" wel="" transformatieharding="">