vollanatomische Keramikkronen |
Die Stabilität von Materialien drückt sich u.a. aus in der
- Biegefestigkeit in MPa. (= Biegebruchfestigkeit, = Biegezugfestigkeit, = charakteristische Festigkeit)
Es handelt sich um die spontane Belastbarkeit mit einer einmaligen, steigenden Kraft bis zum Bruch. - Risszähigkeit ( = Bruchzähigkeit ) in MPa.
Dies ist der maximal mögliche Widerstand, den ein Material der Zugspannung an einer Rissspitze entgegensetzt, ohne dass der Riss weitergeleitet wird.
5 Y TZP steht in der rechtsstehenden Grafik für das heute verwendete Yttrium-stabilisierte Zirkonoxid in der Zusammensetzung 94,5% ZrO2, 5% Y2O3, 0,5% Al2O3 in industriell gehipter* Form.
(*hip: h = hot, i = isostatic, p = pressing)
Risszähigkeit von Zirkonoxid
Die für eine Keramik ungewöhnlich hohe Risszähigkeit von 7 – 10 MPa x m1/2 des 5 Y TZP ist eine besonders hervorstechende Eigenschaft. Sie beruht auf einem Mechanismus, der sich Umwandlungsverstärkung nennt. Wie in jedem keramischen Material liegen auch hier herstellungsbedingt Mikrorisse vor oder sie werden während der Belastung an der Oberfläche gebildet. Bei zyklischer Belastung, z.B. Kaubelastung, kommt es zu einem stetigen Risswachstum. Beim 5 Y TZP Zirkoniumdioxid führen die Tangentialspannungen an Rissspitzen zur Umwandlung der tetragonalen (= quaderförmigen) Kristalle in monokline (= „schräge“ Quader) Kristalle, was mit einer Volumenzunahme von ca. 5 % verbunden ist, so dass an der Rissspitze Druckspannungen entstehen und das Risswachstum gestoppt wird. Dieser Mechanismus verleiht diesem Material seine extrem hohe Riss-Unempfindlichkeit.