Y-TZP

Reines Zirkonoxid ZrO2 wird aufgrund seiner Polymorphie nicht als technische Keramik verarbeitet. Zirkonoxid kommt in drei Modifikationen vor: bei Raumtemperatur ist es monoklin, oberhalb von 1170°C ist es tetragonal und oberhalb von 2370 °C kubisch. Beim Phasenübergang tetragonal nach monoklin kommt es mit dem Umklappen der Gitterstruktur zu einer plötzlichen Volumenzunahme von etwa 3%. Reines Zirkonoxid würde, bedingt durch diesen besonderen Effekt, beim Sinterprozess zerstört werden. Deshalb stabilisiert man Zirkonoxid-Keramiken durch Zugabe anderer Metalloxide wie Yttriumoxid, Magnesiumoxid oder Calciumoxid. Man unterscheidet dabei zwischen vollstabilisiertem Zirkonoxid (FSZ - fully stabilized zirconia) und teilstabilisiertem Zirkonoxid (PSZ - partly stabilized zirconia). Die größte Bedeutung in der Technik hat das teilstabilisierte, polykristalline, tetragonale Zirkonoxid (TZP - tetragonal zirconia polycrystal). Y-TZP kennzeichnet die Stabilisierung auf Yttriumoxid-Basis.

  

Das von DeguDent eingesetzte 3Y-TZP enthält neben Zirkonoxid 3 Mol% Yttriumoxid. Hafniumoxid und Aluminiumoxid sind als natürliche Begleiter von Zirkonoxid ebenfalls noch in geringen Mengen (< 3%) enthalten. 3Y-TZP zeichnet sich durch viele bereits erwähnte hervorragende Eigenschaften aus. Zwei dieser Eigenschaften sind besonders herausragend:
  

  1. Die enorme Festigkeit, bedingt durch die extreme Feinkörnigkeit und hohe Dichte des Gefüges. Erreicht wird das feinkörnige Gefüge durch die Verwendung von extrem feinem Ausgangspulver („Nanopulver“) > Bild ZrO2 REM Gefüge 
  2. Die hohe Bruchzähigkeit, bedingt durch den besonderen Effekt der Transformationsverstärkung bei der Umwandlung der metastabilen tetragonalen Phase in die monokline Phase und der damit einhergehenden Volumenzunahme. Dieser Effekt wird durch Mikrorisse ausgelöst und verschließt diese umgehend wieder (auch Selbstheilungseffekt genannt). > Bild Transformationsverstärkung

Diese spezifischen Eigenschaften machen das Material höchst belastbar und verschleißfest. 

  

Materialdaten von 3Y-TZP:

Dichte: 6,05 g/cm3
Biegefestigkeit: 1050 N/mm2
(4-Punkt Biegeversuch nach DIN-EN 843-1)
Druckfestigkeit: 2000 N/mm2
Härte: 1250 (HV10)
Weibull-Modul: >10
α-Wert: 10,5 10-6 K-1
E-Modul: 210 GPa
Bruchzähigkeit K(lc): 7,2 MPa m1/2
Wasseraufnahme: 0%
Porosität: < 0,1%
Durchschlagsfestigkeit: 10-12 kV/mm
Spez. Durchgangswiderstand: 2 x 1012 Ohm cm
Dielektrizität: 33 (1 MHz)
Wärmeleitfähigkeit: 2,5 W/mK
Temperaturwechselbeständigkeit: 350 K/s

   
Hinweis:
Angegebene Werte wurden nach genormten Verfahren ermittelt bzw. stellen auf Literaturangaben basierende Richtwerte dar. Eine Beurteilung zur technischen Machbarkeit kann nur individuell, abhängig von der Bauteilgeometrie sowie den individuellen Einsatz-

anforderungen abgegeben werden.