Mit Mikrowellentechnologie Zirconiumdioxid sintern


Produktivität steigern und Energie sparen


KUWAIT CITY (Biermann) – Wissenschaftler aus Kuwait und den USA beschreiben in einer aktuellen Studie den Einsatz der Mikrowellentechnologie, um Zirconiumdioxid zu sintern. Ihrer Studie zufolge bietet die Mikrowellentechnologie die Möglichkeit des gleichmäßigen Erhitzens – und damit höherer Aufheizgeschwindigkeiten –, was die Produktivität erhöhen und Energie sparen kann.

Hintergrund der Studie von Dr. Abdulredha A. Almazdi vom Al-Amiri Dental Center in Kuwait City und seinen Kollegen war, dass die konventionelle Verarbeitung möglicherweise nicht zu einem gleichmäßigen Erhitzen führt und mehr Energie verbraucht als eine alternative, auf Mikrowellen basierende Methode.

Daher bestand das Studienziel darin, Oberflächenqualität, mechanische und physikalische Eigenschaften sowie die Dimensionsstabilität zu vergleichen, die bei der Sinterung von Yttrium-stabilisierten tetragonalen Zirconium-Polykristallen (Y-TZP) in einem konventionellen Ofen gegenüber einem Mikrowellenofen erzielt werden.

Zu diesem Zweck präparierten die Wissenschaftler 20 Y-TZP-Riegel aus ZirCAD-Blöcken. Zehn Proben wurden in einem herkömmlichen Ofen gesintert, zehn in einem Mikrowellenofen. Bei beiden Techniken betrug die Sinterungstemperatur 1500°C. die Biegefestigkeit wurde per 3-Punkt-Biegetest mit einer universellen Testmaschine gemessen, bei einer Traversengeschwindigkeit von 1,0 mm/min.

Die Dichte wurde anhand der Archimedes-Methode bestimmt, Länge, Breite und Dicke der Probe mit einem digitalen Mikrometer. Die Phasenzusammensetzung und die durchschnittliche Korngröße der Keramiken wurden per Röntgendiffraktion analysiert und die Mikrostruktur-Charakteristika mit dem Rasterelektronenmikroskop. Die gewonnenen Daten analysierten die Forscher anhand unabhängiger t-Tests (α=0,05).

Die Ergebnisse sind in der November-Ausgabe des Journal of Prosthetic Dentistry erschienen. Demnach gab es weder bei der Biegefestigkeit (t18=0,49 [P=0,63]) noch bei der Dichte (t18=0,07 [P=0,95]) signifikante Unterschiede zwischen der herkömmlichen und der Mikrowellen-Sinterung.

Die Proben in beiden Gruppen hätten einen einheitlichen Sinterschwund von rund 24,6 Prozent in allen Dimensionen aufgewiesen, berichtet das Team um Almazdi. Die mit dem Rasterelektronenmikroskop untersuchten Oberflächen ausgewählter Probestücke zeigten keinen sichtbaren Unterschied bei Kornform oder Porengröße zwischen den beiden Sinterungsmethoden.

Damit erscheinen unter den Bedingungen der aktuellen Studie beide Verfahren für die Verarbeitung von Zirkonoxid in der Prothetik geeignet zu sein, bilanzieren die Autoren, die aber zudem die Vorteile der Mikrowellentechnologie hervorheben.
 
Quelle: Journal of Prosthetic Dentistry 2012;108(5):304-309

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