ジルコニアの最も強いタイプはイットリア安定化ジルコニア（YSZ）であり、特に1500℃～1550℃の最適な温度範囲で焼結した場合である。このタイプのジルコニアは800MPaを超える高い曲げ強度を示し、歯科用人工歯や整形外科用インプラントなど、高い耐久性と強度を必要とする用途に適している。
詳細説明
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イットリア安定化ジルコニア（YSZ）:この材料は、高い耐熱性、低い熱伝導性、化学的安定性が特徴です。酸化イットリウムの添加により、ジルコニアは室温で準安定な正方晶相で安定化する。この安定化は、正方晶相から単斜晶相への自発的な相変態を防ぐために非常に重要であり、そうでなければ、体積が大きく膨張し、材料が破損する可能性がある。
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機械的特性:YSZは、高い破壊強度を含む優れた機械的特性を有する。外部応力による正方晶から単斜晶への相変態は、体積膨張を引き起こし、圧縮応力を発生させる。この応力は、進展する亀裂の先端を閉じ、亀裂がそれ以上進展するのを効果的に防ぎます。このユニークな特性により、材料の耐破壊性が向上し、他の歯科用セラミックよりも優れた材料となります。
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焼結温度:YSZの強度は、焼結温度に大きく依存します。最近の研究によると、約1500℃～1550℃で焼成すると最大の強度が得られることが示されています。この最適範囲から150℃でも逸脱すると、粒成長により強度が著しく低下する。例えば、強度は1500℃の約1280MPaから1600℃では約980MPaに低下し、さらに1700℃では約600MPaに低下する。
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応用例:YSZは、その優れた機械的特性と生体適合性から、歯科ではインプラント、アバットメント、インレー、オンレー、クラウンに、整形外科では股関節のヘッドに広く使用されている。YSZの耐久性と強度は、長期的な性能と機械的応力に対する耐性が重要なこれらの用途に理想的な材料です。
要約すると、イットリア安定化ジルコニアは、特に焼結温度に関して正しく加工された場合、ジルコニアの種類の中で最も高い強度を示し、歯科および整形外科の要求の厳しい用途に適した最も強いタイプのジルコニアとなります。
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