Evaluation of thermal stability of ZrO2 powders modified with MgO and Y2O3

Celem zrealizowanych badań było uzyskanie proszków ZrO2 zmodyfikowanych tlenkami itru i magnezu, które mogłyby być wykorzystane do przygotowania bloczków ceramicznych - półproduktu w procesie wytwarzania tzw. pełnoceramicznych protez stałych w protetyce stomatologicznej. Uzupełnienia pełnoceramiczne (full-ceramic restorations) w porównaniu do konwencjonalnych protez metalowo-ceramicznych (porcelain fused to metal) nie powodują metalozy oraz nie sprzyjają odkładaniu się płytki nazębnej i kamienia nazębnego. Rosnąca popularność protez pełnoceramicznych jest wynikiem upowszechnienia się technologii CAD/CAM, (wprowadzenie bardzo dokładnych frezarek numerycznych oraz oprogramowania dedykowanego dla gabinetów i laboratoriów stomatologicznych), dzięki której można precyzyjnie odwzorować warunki anatomiczne panujące w jamie ustnej pacjenta oraz wykonać funkcjonale uzupełnia protetyczne. Etapem limitującym dalsze stadia procesu wytwórczego oraz właściwości eksploatacyjne ZrO2 jest synteza proszków ceramicznych. Do przygotowania proszków wykorzystano „klasyczną” mokrą metodę zol-żel. Jako prekursor tlenku cyrkonu zastosowano propanolan cyrkonu. Jako prekursory domieszek tlenkowych wykorzystano heksahydraty azotanu itru oraz magnezu. Przydatność przygotowanych do prac proszków oceniono na podstawie analizy termicznej z wykorzystaniem termograwimetrii (TG). Materiały poddano badaniom ze względu na prawdopodobieństwo wystąpienia w składzie chemicznym sporządzonych próbek termolabilnego w zakresie temperatur spiekania wodorotlenku cyrkonu (Zr(OH)4, temperatura rozkładu 823 K) [1]. Przeprowadzona analiza pozwoliła stwierdzić nieznaczny, nie związany z dehydratacją ubytek masy próbek, co świadczy o braku obecności wodorotlenku cyrkonu w przygotowanych proszkach.The aim of presented study was to obtain zirconia powders modified with magnesium and yttrium oxides addition, which could be used for the preparation of the ceramic blocks - an intermediate product for manufacturing of the full ceramic fixed prosthetic restorations in prosthetic dentistry. Full ceramic restorations compared to so called conventional porcelain fused to metal restorations do not cause metallosis and prevent to the accumulation of plaque and tartar. The growing popularity of all-ceramic restorations is the result of spread of CAD / CAM technology, (introduction of high-precision milling machines and dedicated software for dentist and technicians la¬boratories) which allows to precisely reproduce the anatomical conditions prevailing in the patient's mouth and perform functional prosthetic restorations. Limiting step of the further process stages is the synthesis of ceramic powders. For the preparation of the ceramic powders the "classic" wet sol-gel method was used. As the zirconium oxide precursor zirconium isopropoxide was used. As the dopant oxide precursors were used yttrium and magnesium nitrate hexahydrates. Usefulness of prepared powders was characterized by thermogravimetry (TG). Materials were tested due to the likelihood occurrence of zirconium hydroxide in prepared samples chemical composition which is thermolabile in the range of sintering temperatures (Zr(OH)4, decomposition temperature 823 K) [1]. Results of the analysis led to the conclusion of presence of negligible, not associated with dehydration weight loss of the samples which show the absence of zirconium hydroxide in prepared powders