La phase la plus résistante de la zircone est la phase tétragonale, en particulier dans la zircone stabilisée à l'yttrium (YSZ) lorsqu'elle est traitée à des températures optimales. Cette phase présente une résistance élevée à la rupture, atteignant environ 1280 MPa lorsqu'elle est cuite à une température d'environ 1500°C à 1550°C.
Explication :
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Phase tétragonale dans la zircone stabilisée à l'yttrium (YSZ) : L'YSZ est un matériau de haute performance connu pour ses excellentes propriétés mécaniques et sa biocompatibilité. La zircone existe sous trois formes allotropiques : monoclinique, tétragonale et cubique. La phase tétragonale est métastable à température ambiante, ce qui signifie qu'elle peut se transformer en phase monoclinique dans certaines conditions telles que des contraintes externes ou un vieillissement thermique. Cette transformation est cruciale car elle induit des contraintes de compression qui aident à refermer les extrémités des fissures en cours, améliorant ainsi la résistance du matériau à la rupture.
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Température de traitement optimale : La résistance de la zircone dépend fortement de la température de traitement. Des études indiquent que la cuisson de l'YSZ à une température comprise entre 1 500 et 1 550 °C permet d'obtenir une résistance maximale. Tout écart par rapport à cette plage de température, ne serait-ce que de 150°C, peut réduire de manière significative la résistance de la zircone en raison d'une croissance indésirable du grain. Par exemple, la résistance peut passer de 1280 MPa à 1500°C à 980 MPa à 1600°C, puis à 600 MPa à 1700°C.
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Applications et performances : Les propriétés mécaniques supérieures de l'YSZ tétragonale lui permettent d'être utilisé dans diverses applications, notamment les implants dentaires, les piliers, les inlays, les onlays et les couronnes, ainsi que les implants orthopédiques tels que les têtes d'articulation de la hanche. La résistance élevée à la flexion du matériau, qui dépasse souvent 800 MPa, le classe en outre dans la catégorie 5 des zircones, ce qui indique sa fiabilité et sa durabilité dans les applications médicales et dentaires.
En résumé, la phase tétragonale de la zircone stabilisée à l'yttrium, lorsqu'elle est traitée dans la plage de température optimale, présente la résistance la plus élevée et est donc considérée comme la phase la plus solide de la zircone. Les propriétés uniques de cette phase, notamment sa capacité à se transformer et à induire des contraintes de compression, la rendent supérieure aux autres céramiques dentaires et adaptée aux applications exigeantes de la dentisterie et de l'orthopédie.
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