Zirconiul

Referat
10/10 (1 vot)
Conține 1 fișier: docx
Pagini : 17 în total
Cuvinte : 4883
Mărime: 42.75KB (arhivat)
Publicat de: Coralia Popescu
Puncte necesare: 7
Bucuresti

Cuprins

  1. 1. Introducere 1
  2. 2. Zirconiul 2
  3. 3. Structura bioceramicelor pe bază de zirconiu 2
  4. 4. Structurile cristaline ale zirconiului ( monoclinică, tetragonală și cubică) 3
  5. 5. Caracteristici biologice 4
  6. a) Biocompatibilitatea 4
  7. b) Gradul de toxicitate 4
  8. c) Radioactivitatea 4
  9. 6. Caracteristici optice 5
  10. a) Gradul de opacitate și transluciditate 5
  11. 7. Aplicații ale zirconiului 5
  12. a) Zirconiu în stomatologie 5
  13. b) Alte aplicații ale zirconiului 7
  14. 8. Concluzii 12
  15. 9. Referințe 13

Extras din referat

Utilizările bioceramicii au revoluționat domeniul biomedical prin implanturi pentru oameni. Multe materiale de implant realizate din ceramică au fost folosite în ultimele trei decenii. În căutarea de a îmbunătăți biocompatibilitatea și rezistența mecanică a materialelor de implant, atenția a fost îndreptată spre utilizarea potențială a compozitelor ceramice. Biomaterialele pe bază de ceramică au fost acceptate în urma evaluării biologice prin mai multe teste in vivo și in vitro.

Dioxidul de zirconiu (ZrO_2) este un material ceramic cu proprietăți mecanice adecvate pentru fabricarea de dispozitive medicale. Zirconiul stabilizat cu Y_2 O_3 are cele mai bune proprietăți pentru aceste aplicații. Când o forță se aplică asupra unei suprafațe de dioxid de zirconiu, o modificare cristalină opune propagarea fisurilor.

Cercetarea ortopedică a condus acest material ca fiind propus pentru fabricarea protezelor de șold. Înainte de aceasta, biocompatibilitatea zirconiului a fost studiate in vivo; nici un efect advers nu a fost raportat după introducerea probelor de ZrO_2 în oase sau în mușchi. În experimentele in vitro au arătat absența mutațiilor și o bună viabilitate a celulelor cultivate pe acest material.

Opacitatea zirconiului este foarte utilă în situații clinice adverse, de exemplu, pentru mascarea dinților. Radioactivitatea poate ajuta la evaluarea din timpul controalelor radiologice.

Proprietățile sale mecanice sunt foarte asemănătoare cu cele ale metalelor și culoarea sa este similară cu culoarea dintelui natural. În 1975, Garvie a propus un model pentru a raționaliza bunele proprietățile mecanice ale zirconiului, în virtutea căruia a fost numit "ceramică de oțel".

Prima propunere de utilizare a oxidului de zirconiu în scopuri medicale a fost făcută în 1969 pentru aplicații ortopedice. Dioxidul de zirconiu a fost propus ca un nou material pentru proteza de șold în locul protezelor de titan sau de aluminiu. S-a evaluat reacția la plasarea dioxidului de zirconiu într-un femur de maimuță și nu s-au raportat reacții adverse care ar fi putut să apăra. Cercetarea ortopedică s-a axat pe comportamentul mecanic al zirconiului, pe uzura ei și pe integrarea sa cu oasele și cu mușchii.

Aspectul natural al țesuturilor moi în contact cu protezele parțiale fixe este influențată de doi factori: grosimea mucoasei și tipologia materialului de restaurare. Restaurările fără metal permit să se păstreze culoarea țesuturilor moi mai asemănătoare cu cea naturală.

Deasemenea, zirconiul pe lângă aplicațiile sale în medicină, în diferite proteze, implanturi dentare, este adesea folosit ca piatră semiprețioasă artificială care înlocuiește diamantul, material refractar în producția de cristale piezoelectrice, alte aplicații mai mici includ producția pentru fotografie, explozive, focuri de artificii, gloanțe, rachete mici.

Zirconiul

Cu scopul de a înlocui infrastructura de proteze dentare metalice, structura ceramicii a fost îmbunătățită și a devenit din ce în ce mai populară în stomatologie. Printre ceramica dentară, zirconiul a aparut ca un material promițător datorită proprietăților sale biologice, mecanice și optice, care au accelerat cu siguranță utilizarea sa pentru diferite tipuri de tratament protetic.

Ceramica pe bază de zirconiu este folosită în mod curent în aplicații structurale în inginerie, cum ar fi în fabricarea de instrumente de tăiere, senzori de gaze, materiale refractare. Pentru a satisface cerințele structurale, zirconiul este dopat cu stabilizatori pentru a obține o rezistență mare la șocuri de diferite tipuri. Bioceramicele care sunt în prezent folosite în îngrijirea medicală și dentară sunt derivate din materiale structurale utilizate în industria aerospațială și în cea a armurilor militare, care au fost modificate pentru a se potrivi cu cerințele suplimentare de biocompatibilitate.

Structura bioceramicelor pe bază de zirconiu

Zirconiul este un metal gri-alb, strălucitor, care poate arăta albastru-negru, atunci când se găsește sub formă de pulbere. Zirconiul este un oxid care are o rezistență la tracțiune mare, duritate mare și rezistență la coroziune. Nu este găsit ca un oxid pur în natură. Principalele surse de zirconiu sunt silicatul de zircon (ZrSiO_4)┤ și badelita sau pământ de zirconiu (ZrO_2), iar cea mai mare parte de material utilizat este extrasă chimic din aceste două minerale.

Silicatul de zircon este mai abundent, dar mai puțin pur, care necesită o prelucrare semnificativă pentru a obține zirconiu. Badelita conține deja niveluri de zirconiu cuprinse între 96,5% și 98,5%. Deoarece acest mineral arată niveluri semnificative, este cunoscut ca o sursă de puritate extremă în obținerea metalelor de zirconiu și a compușii săi.

Dioxidul de zirconiu care rezultă din badelită, care este de asemenea cunoscut sub numele de zirconiu, este un oxid care prezintă o structură cristalină monoclinică la temperatura camerei. Cu toate acestea, pudra poate fi purificată și prelucrată sintetic la temperaturi ridicate, formând o structură cubică. Materialul rezultat este folosit de obicei pentru a face pietre prețioase sau senzori de gaze.

Structurile cristaline ale zirconiului ( monoclinică, tetragonală și cubică)

Aranjamentul spațial al atomilor de zirconiu este caracterizată prin structuri cristalografice distincte, caracterizând o proprietate cunoscută sub numele de polimorfism. Are trei structuri cristaline, care se caracterizează printr-o geometrie specifică și parametrii dimensionali: monoclinică, tetragonală și cubică. Zirconiul pur are o structură monoclinică la temperatura camerei, care este stabilă până la 1170 °C. Între această temperatură și 2370 °C, se formează zirconiu tetragonal, în timp ce zirconiul cubic este format la temperaturi de peste 2370 °C. După prelucrare, și în funcție de procesul de răcire, faza tetragonală devine monoclinică la circa 970 °C. Datorită polimorfismului, zirconiul pur nu poate fi utilizat la temperaturi ridicate, datorită unei schimbări de volum mare (3-5%), care apare în timpul răcirii la faza monoclinică.

Diferiți oxizi, cum ar fi oxidul de ytriu (Y_2 O_3) , oxidul de calciu (CaO) sau oxidul de magneziu (MgO), pot fi adăugate la oxidul de zirconiu pentru al stabiliza, permițând formei tetragonale să existe la temperatura camerei după sinterizare. Adăugarea de cantități variabile de stabilizatori permite formarea de zirconiu stabilizat parțial sau total, care, atunci când sunt combinate cu modificări în procese, poate duce la ceramică cu proprietăți excepționale, cum ar fi de înaltă rezistență la încovoiere și rezistență la rupere, duritate mare, rezistență chimică excelentă și conductivitate bună de ioni.

Bibliografie

V.A.Dubok, Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 39(7-8), 381-394 (2000)

C. Piconi, G. Maccauro, ”Zirconia as a ceramic biomaterial”, Biomaterials, 20 (1999), pp. 1 - 25

Rashad, M.M.; Baioumy, H.M. (2008). Effect of thermal treatment on the crystal structure and morphology of zircon nanopowders produced three different routes. J Mat Proc Tech, Vol. 195, No. 1-3, (Jan, 2008) pp. 178-185

Kelly, P.M.; Francis Rose, L.R. (2002). The martensitic transformation in ceramics-its role in transformation toughening. Prog Mater Sci, Vol. 47, (Mar, 2002) pp. 463-557

Thompson, J.Y.; Stoner, B.R.; Piascik, J.R. (2007). Ceramics for restorative dentistry: Critical aspects for fracture and fatigue resistance. J Mat Science Eng, Vol. 27, No. 3, (April, 2007) pp. 565-569

Piconi, C.; Maccauro, G. (1999). Zirconia as a ceramic biomaterial. Biomaterials, Vol. 20, No. 1, Jan, 1999, pp. 1-25

Koutayas, S.O.; Vagkopoulou, T.; Pelekanos, S.; Koidis, P. & Strub, J.R. (2009). Zirconia in Dentistry: Part 2. Evidence-based clinical breakthrough. Eur J Esthet Dent, Vol. 4, No. 4, (Winter, 2009) pp. 348-380

Kelly, J. R. & Denry, I. (2008). Stabilized zirconia as a structural ceramic: An overview. Dent Mater, Vol. 24, No. 3, (Mar, 2008) pp. 289-298

Gahlert, M.; Gudehus, T.; Eichhorn, S.; Steinhauser, E.; Kniha, H.; Erhardt, W. (2007). Biomechanical and histomorphometric comparasion between zirconia implants with varying surface texture and a titanium implant in the maxilla of miniature pigs. Clin Oral Implants Res, Vol. 18, No. 5, (Jun, 2007) pp. 662-668

Chevalier, J. (2006). What future for zirconia as a biomaterial?Biomaterials, Vol. 27, No. 4, (Jan, 2006) pp. 535-543

Vagkopoulou, T.; Koutayas, S.O.; Koidis, P. & Strub, J.R. (2009). Zirconia in Dentistry: Part 1. Discovering the nature of an upcoming bioceramic. Eur J Esthet Dent, Vol. 4, No. 2, (Summer, 2009) pp. 130-151

Vagkopoulou, T.; Koutayas, S.O.; Koidis, P. & Strub, J.R. (2009). Zirconia in Dentistry: Part 1. Discovering the nature of an upcoming bioceramic. Eur J Esthet Dent, Vol. 4, No. 2, (Summer, 2009) pp. 130-151

Heffernan, M.J.; Aquilino, S.A.; Diaz-Arnold, A.M.; Haselton, D.R.; Stanford, C.M.; Vargas, M.A. (2002). Relative translucency of six all-ceramic systems. Part II: Core and venner materials. J Prosthet Dent, Vol. 88, No. 1, (Jul, 2002) pp. 10-15

Akagawa, Y.; Ichikawa, Y.; Nikai, H.; Tsuru, H. (1993). Interface histology of unloaded and early loaded partially stabilized zirconia endosseous implant in initial bone healing. J Prosthet Dent, Vol. 69, No. 6, (Jun, 1993) pp. 599-604

http://www.titanmf.com/alloys/applications-of-zirconium/

http://www.iosabijuterii.ro/piatra-semipretioasa-zirconia/

Preview document

Zirconiul - Pagina 1
Zirconiul - Pagina 2
Zirconiul - Pagina 3
Zirconiul - Pagina 4
Zirconiul - Pagina 5
Zirconiul - Pagina 6
Zirconiul - Pagina 7
Zirconiul - Pagina 8
Zirconiul - Pagina 9
Zirconiul - Pagina 10
Zirconiul - Pagina 11
Zirconiul - Pagina 12
Zirconiul - Pagina 13
Zirconiul - Pagina 14
Zirconiul - Pagina 15
Zirconiul - Pagina 16
Zirconiul - Pagina 17

Conținut arhivă zip

  • Zirconiul.docx

Alții au mai descărcat și

Influența ionilor clorură și a ionilor fluorură asupra stabilității la coroziune a unui aliaj dentar pe bază de Co și Cr

INTRODUCERE Metalele şi aliajele au fost utilizate în cavitatea orală încă din antichitate, aurul şi aliajele sale fiind materialele preferate...

Pietre prețioase - Safirul

I. Caracteristici Safirul face parte din clasa oxizilor. Este un oxid de aluminiu și poate conține mici cantități de fier și titan. Dacă nici...

Reciclarea hârtiei

Hârtia si cartonul se colecteaza de catre agenţii de salubritate separate în containere, de la populatie, agenti economici şi instituţii publice....

Acidul Clorhidric

ACIDUL CLORHIDRIC OBTINERE.PROPRIETATI Obtinerea acidului clorhidric se poate face prin metoda Glauber bazata pe reactia dintre NaCl si un acid...

Clorofila - colorant natural E 140

INTRODUCERE Industria alimentara are ca obiectiv principal obtinerea produselor alimentare care sa satisfaca din ce in ce mai mult cerintele...

Aerosoli

AEROSOLII Aerosolii reprezinta starea de dispersie foarte fina a unei substante lichide sau solide intr-un mediu gazos. Mediul gazos este...

RMN

INTRODUCERE Rezonanţa Magnetică Nucleară este o tehnică foarte des folosită în chimie pentru determinarea structurii diverşilor compuşi chimici,...

Te-ar putea interesa și

Tehnologia de realizare a lucrărilor protetice pe suport de zirconiu prin metoda cad cam

Încă din cele mai vechi timpuri, zâmbetul și aspectul dinților au o importanță deosebită în aprecierea frumuseții unei persoane. Atât frumusețea,...

Cercetarea proprietăților structurii oxidului de zirconiu în calitate de microsenzor

INTRODUCERE Zirconiul are o combinaţie unică de proprietăţi, care de mult timp ne permite utilizarea lui ca un material structural în reactoarele...

Nanocompozite Alumino-Zirconice

1. OXIDUL DE ZIRCONIU. OXIDUL DE ALUMINIU Proprietăţile deosebite ale oxidului de zirconiu (ZrO2), îl impun în ştiinţa si ingineria materialelor...

Pigmenți Termorezistenți în Sistemul ZrO2-SiO2-V2O5

INTRODUCERE Pigmentii sunt constituenti esentiali ai lumii vii, iar contributia lor la evolutia si mentinerea vietii este evidenta [1]. Exista o...

Zirconiul și Aliajele Sale

Zirconiul si aliajele sale Zirconiul este un metal cu aspect cenusiu si lucios. În combinatii chimice, se gaseste în stare bi-, tri- sau...

Mineralogie

Generalitați ale mineralelor Mineralogia (minera = mineral, logos = vorbire) este o disciplină a geologiei al cărui obiect de studiu îl constituie...

Oxygen sensors

1. Introduction 1.1 The modern oxygen sensor: Figure 1. The Boch oxygen sensor Bosch pioneered the discovery of the oxygen sensor within the...

Minerale Estetice

Apatitul apare ca mineral magmatic în ultimele faze ale etapei, prezentandu-se sub forma de granule submicroscopice în diverse tipuri de roci...

Ai nevoie de altceva?