Dr Ing Henri Cohrt powdercon Material Engineering Vorgesinterte

Dr. -Ing. Henri Cohrt powdercon Material Engineering Vorgesinterte, Yttrium-teilstabilisierte Blöcke von zeichnen sich aus durch: etec Ø Hohe Dichte und dadurch kleine Schrumpfungswerte beim Sintern. Ø Sehr hohe Belastbarkeit durch optimale Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit. Ø Geringe Streuung der Festigkeitswerte (hoher Weibul-Modul). Ø Sehr gute Maßhaltigkeit der gesinterten Gerüste. Ø Geringste Verunreinigungen durch Verwendung hochwertiger Vormaterialien und kontrollierte Produktionsprozesse. Ø Sehr hohe Reproduzierbarkeit. Das transluzente Material kann mit allen üblichen Methoden eingefärbt und mit den am Markt verfügbaren Verblendmaterialien ästhetisch gestaltet werden. Besondere Merkmale der vorgesinterten, Yttrium-teilstabilisierten Zirkoniumdioxid-Blöcke etec

Dr. -Ing. Henri Cohrt powdercon Material Engineering Zirkoniumdioxid (chemische Formel Zr. O 2) zeichnet sich durch seine hohe Festigkeit bei für keramische Werkstoffe ungewöhnlich hoher Zähigkeit aus. Es findet daher nicht nur in der Automobilindustrie und im Maschinenbau zahlreiche Anwendungen, sondern wird gerade in der Medizintechnik für Implantate sehr häufig eingesetzt. Neben den ungewöhnlichen mechanischen Eigenschaften spielt natürlich die vollkommene Inertheit gegenüber dem menschlichen Körper eine entscheidende Rolle. Die für die Anwendung als Implantatwerkstoff entscheidenden Werkstoffeigenschaften im fertig gesintertem Zustand sind: Biegefestigkeit Weibullmodul Bruchzähigkeit Dichte Restporosität Härte Elastizitätsmodul 1. 065 ± 136 MPa 11 7 MPa*m½ 6, 06 g/cm³ 0% 12, 7 GPa 220 GPa Durch das spezielle Herstellverfahren zeichnen sich die e t e c -Blöcke durch geringste Dichteschwankungen im vorgesinterten Zustand aus; eine wichtige Voraussetzung für maßgenaues Fertigsintern insbesondere von mehrgliedrigen Gerüsten. Werkstoffbeschreibung etec

Zirkoniumdioxid (Zr. O 2) tritt in verschiedenen Modifikationen (Aufbau der Kristalle) auf, die von der Temperatur und von Legierungsbestandteilen abhängen. T < 1. 170 °C eine monokline, 1. 170 < T < 2. 370 °C eine tetragonale und bei 2. 370 < T < 2. 680 °C (Schmelzpunkt)) eine kubische Kristallstruktur. Dr. -Ing. Henri Cohrt powdercon Material Engineering Reines Zr. O 2 hat bei Die monokline Modifikation hat eine geringere Dichte (größeres Volumen) als die tetragonale Modifikation. Durch Substitution von Zirkonium durch Yttrium im Kristallgitter des Oxids wird die Umwandlung von der tetragonalen in die monokline Modifikation zu niedrigeren Temperaturen hin verschoben. Bei einem Gehalt von mehr als etwa 3, 5 mol-% Yttriumdioxid (Y 2 O 3) ist die tetragonale Modifikation auch bei Raumtemperatur stabil. Die Umwandlung von der tetragonalen in die monokline Modifikation erfolgt durch eine koordinierte Bewegung der Atome im Kristallgitter im subatomaren Maßstab und benötigt eine hinreichende Zeit. Ist die Abkühlgeschwindigkeit zu groß, kann keine Bewegung der Atome stattfinden. Die tetragonale Modifikation wird dann „unterkühlt“. Sie liegt im „metastabilen“ Zustand vor. Durch Einwirkung von äußeren Kräften kann die Umwandlung der tetragonalen Modifikation in die monokline Modifikation initiiert werden. Man spricht dann von einer „spannungsinduzierten Umwandlung“. Liegt Zirkoniumdioxid in diesem unterkühlten, tetragonalen Zustand vor, spricht man von „teilstabilisiertem“ Zirkoniumdioxid. Neben Yttrium haben auch Kalzium, Magnesium, Hafnium und Cer vergleichbare Einflüsse auf das Umwandlungsverhalten von Zirkoniumdioxid. Sie sind jedoch wesentlich teurer (Hf und Ce) als Zirkonium und werden daher nur ergänzend eingesetzt oder haben negative Effekte, die einen Einsatz besonders als Zahnersatz stark einschränken (z. B. gelb-Färbung bei Magnesium). Der Effekt von Yttriumoxid in Zirkoniumdioxid-Keramiken etec

Volumen Dr. -Ing. Henri Cohrt powdercon Material Engineering Temperaturbereich Kristallstruktur Dichte T < 1170 °C < T < 2370 °C < T < 2680 °C T > 2680 °C monoklin tetragonal kubisch Schmelze 5, 85 g/cm³ 6, 10 g/cm³ 6, 09 g/cm³ Die Umwandlung von der tetragonalen in die monokline Kristallstruktur bei der Abkühlung kann durch Legieren mit bestimmten Oxiden ganz oder teilweise unterdrückt werden, so dass die tetragonale Kristallstruktur auch bei Raumtemperatur (metastabil) vorliegt. Durch Aufbringen von mechanischen Spannungen kann die Umwandlung dennoch initiiert wenden (spannungsinduzierte Umwandlung). Temperatur Volumen von reinem Zirkoniumdioxid als Funktion der Temperatur (schematisch) etec

Dr. -Ing. Henri Cohrt powdercon Material Engineering tetragonal ine kl ono m 0, 1 µm Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Yttrium-teilstabilisiertem Zirkoniumdioxid etec

Dr. -Ing. Henri Cohrt powdercon Material Engineering Yttrium-teilstabilisiertes tetragonales Zr. O 2 Die mit der Umwandlung verbundene Volumenvergrößerung erzeugt Druckspannungen insbesondere im Bereich der Rissspitze mit der Folge, dass die weitere Rissausbreitung behindert wird (Zähigkeitssteigerung). Der Umwandlungsprozess ist durch Legieren des Zirkoniumdioxids mit Yttriumoxid (Y 2 O 3) steuerbar und zeigt bei einer Zugabe von 3 mol-% einen optimal zähigkeitssteigernden Effekt Riss Durch die Schaffung von zusätzlichem Volumen wird die tertagonale Modifikation entlastet und eine begrenzte Umwandlung von der tetragonalen in die monokline Modifikation des Zr. O 2 im Bereich der Risses initiiert. Die Umwandlung von der tetragonalen in die monokline Modifikation ist reversible und kann durch eine Wärmebehandlung rückgängig gemacht werden. Risse werden bei dieser Wärmebehandlung jedoch nicht wieder ausgeheilt. Vorgänge an der Rissspitze Zähigkeitssteigernder Effekt der Yttrium-Teilstabilisierung etec

powdercon Material Engineering Dr. -Ing. Henri Cohrt Künstlich herbeigeführte Bruchfläche von vorgesintertem, Yttrium-teilstabilisiertem Zirkoniumdioxid etec

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