چینی دندان(Dental Porcelain)

 

شايد سراميك بهترين ماده موجود براي جورشدن با كمپلكس دندان انسان از نظر زيبايي باشد.سراميك به طور گسترده اي به صورت مواد ونير كننده در كراون هاي سراميك-فلز وكراون هاي تمام سراميك ، دنچرهاي پارسيل فيكس،اينله ها ،آنله ها و دندان هاي مصنوعي سراميكي به كار مي رود

 

ادامه نوشته

استفاده از سرامیک های مدرن و خاصیت فیزوالکتریک برای پیشرفت تکنولوژی

بسیاری از دستگاه های الکترونیکی مهمی که امروزه توسط مردم مورد استفاده قرار می گیرند، بدون وجود سرامیک ممکن نخواهند بود. تحقیق جدیدی که در مجله ی انجمن سرامیک امریکا چاپ شده است، کاربرد مواد سرامیکی را در توسعه ی دستگاه های تکنولوژیکی، شامل ارتباطات سیار و تصویربرداری فراصوت، نشان می دهد. به گزارش خبرگزاری برق، الکترونیک و کامپیوتر ایران (الکترو نیوز) و به نقل از ساینس دیلی، محققین، به رهبری پال مورالت از موسسه ی تکنولوژی فدرال سوئیس، محدوده ی مواد سرامیکی را مرور کرده و نقش حیاتی را که مواد فیزوالکتریک در پیشرفت تکنولوژی بازی می کنند، مورد بررسی قرار دادند. مواد فیزوالکتریک، مواد سرامیکی وظیفه داری هستند که نقش ویژه ای را در ارتباطات راه دور و تصویربرداری فراصوت بازی می کنند چرا که این قابلیت را دارند که سیگنال های الکتریکی را به شکل کارامدی به نوسانات مکانیکی تبدیل نمایند و برعکس. فیزوالکتریسیته به توانائی برخی از مواد، عمدتا کریستال ها و سرامیک ها، برمی گردد که در هنگام فشردگی می توانند الکتریسیته تولید نمایند. در طول بیست سال گذشته، سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) تبدیل به یک تکنولوژی تثبیت شده با کاربردهای فراوان شده اند. این تکنولوژی در ترکیب با صفحات فیزوالکتریک (فیزو-MEMS) منجر به کسب مزایای مهمی می شود. خاصیت الکترومکانیکی ذاتی فیزو-MEMS مبتنی بر صفحات نازک AIN که از تحول ایجاد شده در تکنولوژی تلفن همراه ناشی می شود، امکان ایجاد تلفن های همراه کوچک تر و کاهش شدت تشعشع مایکرویو را فراهم می آورد. در بین مواد صفحات نازک فیزوالکتریک، PZT اخیرا بیشتر نویدبخش بوده و احتمالا برای کاربردهای در حجم انبوده مورد استفاده قرار خواهد گرفت. انتظار می رود هدهای جوهر افشان پرینت که دارای کیفیت بسیار بالا می باشند، گام بزرگ بعدی در فیزو-MEMS باشند. استفاده از PZT MEMS در سنسورهای حرکتی، سنسورهای لرزشی، و آینه های نوری، درایوهای گرداننده ی ساعت مچی، و زنگ اخبارها در فرکانس های متفاوت امکان پذیر می باشد. نویسندگان این مقاله می گویند: "کاربردهای بسیار دیگری طی تحقیقات بوجود خواهد آمد، مانند مهار انرژی، سیستم های نوسانی برای ساعت ها، آرایه های آیینه ای، و اسکنرها."

فریت (آهنربا)

به طور کلی فریت به آن دسته از مواد مغناطیسی اطلاق می‌شود که جزء اصلی تشکیل دهنده آنها اکسید آهن است و پارامترهای مغناطیسی مطلوبی نظیر ضریب نفوذ پذیری مغناطیسی، اندوکسیون اشباع و مقاومت ویژه الکتریکی بالا ( درحدود 10¹² Ωcm) از جمله اصلی ترین خصیصه‌های آنها به شمار میرود. بدین جهت کاربردهای بسیار وسیعی را در زمینه صنایع برق، الکترونیک، مخابرات، کامپیوتر و… به خود اختصاص داده‌اند.

ادامه نوشته

سیمان مخلوط غنی شده کلسیمی

سیمان مخلوط غنی شده کلسیمی (‪ (cem cement‬توسط یک پژوهشگر و مخترع ایرانی در کشور فرموله و تولید شد.

به گزارش ایرنا به نقل از دبیرخانه جشنواره دندانپزشکی شهید دکتر احمد هدایت، سیمان مخلوط غنی شده کلسیمی طی مراسمی در هشتمین جشنواره علمی - پژوهشی شهید دکتر احمد هدایت معرفی و از سازنده آن تقدیر می‌شود.

این پژوهش با هدف ساخت ماده دندانی در درمان‌های اندودونتیکس (معالجه ریشه دندان) توسط دکتر "سعید عسگری" استاد گروه اندودونتیکس و مرکز دندانپزشکی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی انجام شده است.

این طرح موفق به کسب رتبه نخست نوآوری و اختراع هشتمین جشنواره علمی پژوهشی شهید احمد هدایت شده است و از نظر کیفیت با ماده مشابه آن (‪(MTA‬ برابری می‌کند.

دکتر عسگری با اشاره به اینکه قیمت ‪ MTA‬گرمی ‪ ۵۰‬هزار تومان (بسیار گرانتر از قیمت طلا در کشور) است گفت: تولید سیمان مخلوط غنی شده کلسیمی هنوز در کشور وارد تجاری نشده اما آنچه مسلم است در صورت تولید تفاوت معنی‌داری با مشابه خارجی خواهد داشت.

وی افزود: این اختراع در اداره کل ثبت شرکت‌ها و مالکیت صنعتی به ثبت رسیده است و از سوی دیگر گروه مواد دندانی دانشکده دندانپزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران و نیز مرکز تحقیقات علوم دندانپزشکی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی به عنوان معتبرترین مراجع تخصصی کشور در حوزه دندانپزشکی و مواد آن مورد تایید قرار گرفته است.

عسگری اظهار داشت: همچنین دفتر سلامت دهان و دندان حوزه سلامت وزارت بهداشت درمان و آموزش پزشکی و نیز اداره کل تجهیزات پزشکی وزارت بهداشت نظریه کارشناسی مثبت خود را در زمینه مجوز استفاده کلینکی و نیز تولید این ماده اعلام کرده‌اند.

وی ادامه داد: در حال حاضر مراحل ثبت بین‌المللی این ابداع در سازمان جهانی مالکیت معنوی (‪ (WIPO‬واقع در ژنو و دفتر ثبت اختراعات آمریکا در حال انجام است و امید است که در صورت اتمام موفقیت آمیز این فرایند به کسب حق ثبت اختراع ‬نایل شود.

گفتنی است همزمان با برپایی هشتمین جشنواره دندانپزشکی شهید دکتر احمد هدایت طی مراسمی از نفرات برتر رشته دندانپزشکی در حوزه‌های مختلف نوآوری، ابداع، ترجمه و غیره در تالار علامه امینی دانشگاه تهران با حضور معاون پژوهشی وزارت بهداشت درمان وآموزش پزشکی کشور و نیز جمعی از مسولان، صاحبنظران و پژوهشگران تقدیر می‌شود.

این جشنواره با هدف تشویق پژوهشگران و گسترش رویکرد تحقیقاتی در حل معضلات دندانپزشکی و نیز ارج نهادن به فعالیت‌های انجام شده در حوزه دندانپزشکی دوم اسفندماه برپا می‌شود.

منبع: خبرگزاری جمهوری اسلامی ایران http://www.irna.com

مهندسان شاتل دیسکاوری در آزمایشاتی که طی روزهای اخیر نشان دادند که پرتاب شاتل در ۲۳ اکتبر جای هیچ گونه نگرانی ندارد. تلاش مهندسان شاتل در ناسا در حالی انجام خواهد شد که هم اکنون نگرانی هایی از سوی یک گروه کارشناسی مستقل درخصوص شکاف های ریز شکل گرفته در صفحات اصلی بال دیسکاوری مطرح شده است.
"وین هال" رئیس برنامه شاتل در ناسا به رهبران این آژانس این اطمینان را داد که معایب مشاهده شده در بدنه شاتل دیسکاوری آن قدر کوچک هستند که گازهای داغ نمی توانند در آنها آتش بگیرند.
بر اساس گزارش "اسپیس" وی همچنین به تکنیک های جدید آزمایشی ای اشاره کرد که پس از وقوع حادثه کلمبیا در سال ۲۰۰۳ انجام آنها آغاز شده است.
به گفته وی این تکنیک های جدید نشان می دهند شکاف های ایجاد شده در بخش هایی از بدنه شاتل دیسکاوری به رغم استفاده های مکرر از آن در انجام ماموریت های فضایی و عبور از دمای ۳ هزار درجه فارنهایت افزایش نیافته اند.
به گفته برخی مقامات ناسا، با توجه به اقدامات تعمیری صورت گرفته احتمال پرتاب بی خطر شاتل دیسکاوری بیشتر از خطرات احتمالی این ماموریت است.
به گزارش خبرگزاری فرانسه ، «واین هال» مسئول برنامه های شاتل در مصاحبه ای خبری گفت پس از چهار ساعت بحث فنی ما تصمیم گرفتیم که باید برای پرتاب شاتل ، خطری را بپذیریم.
وی در عین حال افزود: این به معنای آن نیست که ما درک کاملی از مشکلی که با آن مواجه هستیم داریم و قصد داریم برای حل آن به سختی تلاش کنیم.
هال با اشاره به پیچیدگی موضوع ، افزود: اگر خطر به قدری افزایش یابد که در پروازهای بعدی به سطح غیرقابل قبولی برسد ما قطعات آسیب دیده را تعویض خواهیم کرد یا این که برای آزمایش ، پرتابهای بعدی را به تاخیر خواهیم انداخت.
مرکز مستقل مهندسی و امنیت ناسا توصیه کرد به علت مشاهده درزهای بسیار ریز در بدنه بیرونی شاتل ، ۳ سرامیک گرمایی آن تعویض شود.
گرمای بدنه شاتل در زمان بازگشت آن به لایه های فشرده جو با سرعتی ۲۰ برابر سرعت صوت ممکن است به ۱۶۰۰ درجه سانتی گراد برسد.
به طور معمول سرامیکهای گرمایی به وسیله سطح شیشه ای سیاه رنگی پوشیده می شوند که بدنه را از این گرمای بسیار شدید محفوظ نگه می دارد.
هنگامی که این پوشش خارجی آسیب ببیند مقاومت بدنه شاتل نسبت به ذوب شدن ضعیف می شود.

ساخت سيمان استخوا ن سراميکي در کشور

براي نخستين بار در کشور يک دانشجوي مهندسي پزشکي دانشگاه صنعتي امير کبير موفق به ساخت « سيمان استخوان سراميکي » با فرمولاسيون مشابه استخوان شد.

سيمان استخواني در جراحي هاي کلينيکي، به عنوان « پرکننده هاي استخواني» و « تثبيت کننده هاي پروتز ها و ايمپلنت ها» استفاده مي شود.  « محمود ربيعي» سازنده اين ماده ، به خبرنگار گروه علمي ايرنا گفت:   اين سيمان که بر فاز معدني استخوان هيدروکسي آپاتيت ساخته شده، از موادي همچون کلسيم، فسفر، سديم و پتاسيم تشکيل شده که به طور طبيعي در محيط فيزيولوژيکي بدن وجود دارد و از اين رو از زيست سازگاري خوبي بر خوردار است. 

وي افزود: استخوان انسان به صورت کامپوزيتي از فاز پيوسته « کلاژني» تشکيل شده و در آن کريستالها ي کوچک کلسيم فسفاتي ( عمدتا هيدروکسي آپاتيت کربناته) پخش شده و به همين علت مي توان از سيمانهاي هيدروکسي آپاتيتي به عنوان جايگزين و پرکننده در عيوب استخواني بدون اينکه کوچکترين مشکلي براي عضو معيوب به وجود آورد، استفاده کرد.

ربيعي اظهار داشت: اين مواد پس از واکنشهاي نهايي در محيط بدن به هيدروکسي آپاتيت تبديل شده و ازاين رو مي تواند مستقيما جايگزين بافت استخوان شود.

به گفته اين دانشجوي دکتراي مهندسي پزشکي، خواص مکانيکي، زمان گيرش، سهولت کاربردي و تزريق پذيري و مدت زمان کم تبديل شدن به فاز معدني استخوان، از پارامتر هاي مهم در اين سيمانها است.

وي، با بيان اينکه استحکام اين سيمان استخواني سراميکي بالاتر از مشابه خارجي آن است، گفت: استحکام مشابه خارجي اين سيمان در حدود 30 مگا پاسکال است در صورتي که نمونه تهيه شده، بالاي 40 مگا پاسکال استحکام دارد.  ربيعي افزود: نمونه هاي مشابه اين سيمان بيشتر در جراحي هاي استخوان جمجمه کاربرد  دارد و به علت استحکام پايين، نمي توان از آنها در جاي ديگر بدن  استفاده کرد. وي با بيان اينکه استحکام بيشتر و بالاتر اين سيمانها سبب استفاده آنها در نقاط بيشتري از بدن مي شود، اظهار اميدواري کرد که اين سيمان پس از طي مراحل آزمايشهاي کلينيکي، از قابليت استفاده در ساير نقاط  بدن برخوردار باشد.

اين دانشجوي مهندسي پزشکي، با بيان اينکه در حال حاضر سيمانهاي استخواني مورد استفاده، عموما بر پايه پليمر بنا شده و مشکلات زيستي بسياري دارد، گفت: سيمانهاي پليمري به علت ايجاد گرماي  زياد ممکن است سبب انبساط رگهاي خوني و در نتيجه باعث سکته قلبي شده و در صورت آزاد شدن يونهاي آن در بدن، باعث بروز سرطان نيز مي شود.

وي گفت: معروفترين سيمانهاي پليمري، سيمان « اکريليکي پلي متيل متا اکريليت» است که در جراحيهاي ارتوپدي به عنوان عامل تثبيت پروتز ها به کار مي رود.

سيمان استخوان سراميکي ياد شده با حمايت پژوهشکده سراميک پژوهشگاه مواد و انرژي ساخته شده است.

نانوسراميك چيست؟

مقدمه : زمان ظهور نانوسراميك‌ها را مي‌توان دهة 90 ميلادي دانست. در اين زمان بود كه با توجه به خواص بسيار مطلوب پودرهاي نانوسراميكي، توجهاتي به سمت آنها جلب شد، اما روشهاي فرآوري آنها چندان آسان و مقرون به‌صرفه نبود. با پيدايش نانوتكنولوژي، نانوسراميك‌ها هرچه بيشتر اهميت خود را نشان دادند. در حقيقت نانوتكنولوژي با ديدگاهي كه ارائه مي‌كند، تحليل بهتر پديده‌ها و دست‌يافتن به روشهاي بهتري براي توليد مواد را امكان‌پذير مي‌سازد.

شكل‌گرفتن علم و مهندسي نانو، منجر به درك بي‌سابقة اجزاي اوليه پاية تمام اجسام فيزيكي و كنترل آنها شده‌است و اين پديده به‌زودي روشي را كه اغلب اجسام توسط آنها طراحي و ساخته مي‌شده‌اند، دگرگون مي‌سازد.

نانوتكنولوژي توانايي كار در سطح مولكولي و اتمي براي ايجاد ساختارهاي بزرگ مي‌باشد كه ماهيت سازماندهي مولكولي جديدي خواهندداشت و داراي خواص فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي جديد و بهتري هستند. هدف، بهره‌برداري از اين خواص با كنترل ساختارها و دستگاهها در سطوح اتمي، مولكولي و سوپرمولكولي و دستيابي به روش كارآمد ساخت و استفاده از اين دستگاهها مي‌باشد. هدف ديگر، حفظ پايداري واسط‌ها و مجتمع‌نمودن نانوساختارها در مقياس ميكروني و ماكروسكوپي مي‌باشد.

هميشه با استفاده از رفتارهاي مشاهده‌شده در اندازه‌هاي بزرگ، نمي‌توان رفتارهاي جديد در مقياس نانو را پيش‌بيني كرد و تغييرات مهم رفتاري صرفا" به‌خاطر كاهش درجة بزرگي اتفاق نمي‌افتند، بلكه به دليل پديده‌هاي ذاتي و جديد آنها و تسلط‌يافتن در مقياس نانو بر محدوديتهايي نظير اندازه، پديده‌هاي واسطه‌ا‌ي و مكانيك كوانتومي مي‌باشند.

نانوسراميك‌ها :

نانوسراميك‌ها، سراميك‌هايي هستند كه در ساخت آنها از اجزاي اوليه در مقياس نانو (مانند نانوذرات، نانوتيوپ‌ها و نانولايه‌ها) استفاده شده‌باشد، كه هركدام از اين اجزاي اوليه، خود از اتمها و مولكولها بدست آمده‌اند.

بعنوان مثال، نانوتيوپ يكي از اجزاي اوليه‌ا‌ي است كه ساختار اولية كربن c₆₀ را تشكيل مي‌دهد. به‌طور كلي فلوچارت سازماندهي نانوسراميك به شكل زير مي‌باشد :  

بنابراين مسير تكامل نانوسراميك‌ها را مي‌توان در سه مرحله خلاصه كرد :

مرحلة 1 : سنتز اجراي اوليه
مرحلة 2 : ساخت ساختارهاي نانو با استفاده از اين اجزاء و كنترل خواص
مرحلة 3 : ساخت محصول نهايي با استفاده از نانوسراميك بدست‌آمده از مرحلة دوم
ويژگيها :

ويژگيهاي نانوسراميك‌ها را مي‌توان از دو ديدگاه بررسي كرد. يكي ويژگي نانوساختارهاي سراميكي، و ديگري ويژگي محصولات بدست‌آمده است.

ويژگيهاي نانوساختارهاي سراميكي :

كوچك، سبك، داراي خواص جديد، چندكاركردي، هوشمند و داراي سازماندهي مرتبه‌ا‌ي.

ويژگيهاي محصولات نانوسراميكي :

-          خواص مكانيكي بهتر: سختي و استحكام بالاتر و انعطاف‌پذيري كه ويژگي منحصربه‌فردي براي سراميك‌هاست.

-          داشتن نسبت سطح به حجم بالا كه باعث كنترل دقيق بر سطح مي‌شود.

-          دماي زينتر پايين‌تر كه باعث توليد اقتصادي و كاهش هزينه‌ها مي‌گردد.

-          خواص الكتريكي، مغناطيسي و نوري مطلوب‌تر: قابليت ابررسانايي در دماهاي بالاتر و قابليت عبور نور بهتر.

-          خواص بايويي بهتر (سازگار با بدن).

كاربردها :

نانوتكنولوژي باعث ايجاد تحول چشمگيري در صنعت سراميك گشته‌است. در اين ميان نانوسراميك‌ها، خود باعث ايجاد تحول عظيمي در تكنولوژي‌هاي امروزي مانند الكترونيك، كامپيوتر، ارتباطات، صنايع حمل‌ونقل، صنايع هواپيمايي و نظامي و … خواهندشد. برخي كاربردهاي حال و آيندة نانوسراميك‌ها در جدول زير آمده‌است.

آينده	حال	زمان نانوساختارها
نانوروكش‌هاي چندكاركردي رنگ‌دانه‌ها پوليش‌هاي مكانيكي-شيميايي	حايل‌هاي حرارتي حايل‌هاي اپتيكي (UV و قابل رؤيت) تقويت Imaging مواد جوهرافشان دوغاب‌هاي روكش ساينده لايه‌هاي ضبط اطلاعات	پوشش‌ها و ديسپرژن‌ها
سنسورهاي ويژة مولكولي ذخيرة انرژي (پيل‌هاي خورشيدي و باطري‌ها)	غربال‌هاي مولكولي مواد جاذب و غيرجاذب داروسازي كاتاليست‌هاي ويژه پركننده‌ها	سراميك‌هاي داراي سطح ويژة بالا
نوارهاي ضبط مغناطيسي قطعات اتومبيل فعال‌كننده‌هاي پيزوالكتريك نيمه‌هادي‌ها ليزرهاي كم‌ پارازيت نانوتيوپها براي صفحه نمايشهاي وضوح بالا	هدهاي ضبط GMR	نانوابزارهاي عملگر
شكل‌دهي سوپرپلاستيك سراميكها مواد ساختاري فوق‌العاده سخت و مستحكم سرماسازهاي مغناطيسي سيمان‌هاي انعطاف‌پذير	مواد مغناطيسي نرم با اتلاف كم ابزارهاي برش WC/Co با سختي بالا سيمان‌هاي نانوكامپوزيت	سراميك‌هاي تقويت‌شده

به نقل از خبرنامه انجمن سراميك ايران, سيد محسن محمودي سپهر

  

پرسلن دنداني

شايد سراميك بهترين ماده موجود براي جورشدن با كمپلكس دندان انسان از نظر زيبايي باشد.سراميك به طور گسترده اي به صورت مواد ونير كننده در كراون هاي سراميك-فلز وكراون هاي تمام سراميك ، دنچرهاي پارسيل فيكس،اينله ها ،آنله ها و دندان هاي مصنوعي سراميكي به كار مي رود

.‏
اصطلاح پرسلن به خانوادهاي از مواد سراميكي اشاره دارد كه در درجه حرارت هاي بالا پخته مي شود.يك ونيراستتيك پرسلن (لامينيت ونير)لايه اي از پرسلن است كه به سطح دندان تراش خورده ،باند مي شود و نماي بد دندان را مي پوشاند. ونيرهاي پرسلني در لابراتورهاي دندانپزشكي ساخته مي شود. در ابتدا ونيرهاي پرسلني از پرسلن فلدسپاتيك ساخته شده و ‏sinter‏ مي شد. اخيرا اغلب ونيرهاي پرسلني با ‏heat pressing‏ ساخته شده و از ‏leucite-reinforced‏ يا ‏lithium-dislicate‏ براي ساختشان استفاده مي شود. براي بدست آوردن چسبندگي كافي ،ميناي دندان را با اسيد فسفريك و سطح باندينگ پرسلن را با اسيد هيدروفلوريك اچ مي كند. كامپوزيت رزيني كه به طور اختصاصي جهت باند شدن به سراميك فرمول بندي مي شود، به عنوان ادهزيو به كار مي رود. ‏
اينله ها و آنله هاي سراميكي، جانشيني براي كامپوزيت رزين هاي خلفي مي باشد و مقاومت سايشي بهتري نسبت به كامپوزيت رزين هاي خلفي دارد ‏‎;‎‏ بنابراين دوام آنها بيشتر است. اينله يك فلز، چيني يا پلاستيك ترميمي است كه براي يك حفره تعبيه شده در دندان، ساخته مي شود و به آن سيمان مي شود. آنله يك نوع ترميم ريختگي است كه تمامي سطوح اكلوزال(سطح جونده دندان هاي خلفي) يك دندان را مي پوشاند. ‏

طبقه بندي پرسلن هاي دنداني
پرسلن هاي دنداني بر اساس درجه حرارت ذوب يا ‏fusion‏ به چهار دسته زير طبقه بندي مي شود: ( جدول 1 )‏

‎1300?
‎
High fusing
‎1101-1300?
‎
Medium fusing
‎850-1100?‎
Low fusing

‎?‎‏850>‏
Ultra-low fusing

پرسلن هاي ‏Medium fusing ‎‏ و‏‎ High fusing‎درساخت دندان هاي دنچرو پرسلن هاي ‏Ultra-low fusing‏ و‏‎ Low fusing‎‏ در ساخت كراون ها و بريج استفاده مي شود.‏‎ ‎نوع ‏ultra-low‏ داراي ضريب انقباض كمي مطابق با ضريب انقباض فلزات است و به دليل داشتن نقطه ذوب پائين ريسك بوجود آمدن اكسيد فلزي را كاهش مي دهد. در پرسلن هاي با نقطه ذوب بالا، شبكه اصلي مركب از فلدسپارهاي طبيعي است كه با 15% كوارتز آزاد تقويت شده است. براي تهيه پرسلن با نقطه ذوب پائين يا متوسط، مي توان فلاكس هاي اكسيد بور(‏B2O3‎‏)‏‎ ‎‏ يا اكسيد ليتيوم (‏LiO2‎‏)‏‎ ‎‏ را به عناصر موجود در فلدسپات طبيعي اضافه كرد. ‏  

تركيبات پرسلن دنداني
سراميك هاي دنداني ابتدا در اواخر سال 1700 در دندانپزشكي به كار مي‌رفت. در اوايل سال 1900 پرسلن هاي ژاكت كراون گسترش يافت كه شامل پرسلن هاي فلدسپاتيك يا آلومينوس بود كه بر روي فويل پلاتيني نازك پخته مي شد. به دليل اختلاف زياد ضريب انبساط حرارتي آلياژهاي فريم ورك1 و سراميك هاي ونير كننده كه در اثر سرد شدن منجر به شكست مي شد، پرسلن هاي فلدسپاتيك حاوي لوسايت گسترش يافت. اين ابداع به مواد سراميكي اجازه داد تا به فرم ورك فلزي باند شود. سراميك هاي تقويت شده با آلومينا بعدا جهت بهبود خواص مكانيكي معرفي شد. در20 سال گذشته مواد و تكنيك هاي جديدي براي ساخت تكنيك هاي تمام سراميكي شناخته شده اند كه شامل مواد تمام سراميك‏‎ ‎‏ ‏slip cast , heat pressed machined,‎‏ است.‏
‏ در سال 1838‏‎,‎‏ ‏Elias Wildman‏ اولين پرسلن دنداني با شفافيتي مطابق با دندان طبيعي ساخت. ابتدائي ترين پرسلن هاي دنداني تركيبي از كائولين،كوارتز و فلدسپار بود(شكل1).‏
كائولين،سيليكات آلومينيوم هيدراته شده(‏Al2O3.2SiO2.2H2O‏)است كه بعنوان يك باندر2، عمل مي كند. وجود حتي مقدار كمي از كائولين منجر به عدم شفافيت مي شود لذا پرسلن هاي دنداني اوليه از شفافيت كافي بر خوردار نبود‎;‎‏ بنابراين كائولين از پرسلن هاي دنداني حذف شد.‏
كوارتزمستحكم ترين جزء در طول پروسه ‏firing‏ است كه بدون تغيير باقي مي ماند و تشكيل يك فاز كريستالي مي دهد‏‎;‎‏ اين فاز ميان فاز شيشه اي ناشي از ذوب فلدسپار پراكنده شده است.
فلدسپار تركيبي از پتاسيم-آلومينو سيليكات(‏K2O.Al2O3.6SiO2‎‏) و سديم-آلومينوسيليكات (‏Na2O.Al2O3.6SiO2‎‏) مي باشد. نسبت بين پوتاش ‏K2O)‎‏) و سودا‏‎( Na2O)‎‏ حائز اهميت است به طوريكه بر روي ويژگي هاي فلدسپار تاثيرگذار است. سودا منجر به كاهش دماي فيوژن و پوتاش ويسكوزيته شيشه گداخته‎3‎‏ را ،افزايش مي دهد. درجه حرارت فيوژن فلدسپار?1125-1170 مي باشد. در طول پروسه ‏firing‏ ،هميشه احتمال ايجاد جريان هاي ‏pyroplastic‏ افراطي كه منجر به گرد شدن لبه ها و در نتيجه تغيير شكل ظاهري دندان مي شود، وجود دارد. به همين دليل انتخاب مقدار صحيحي از پوتاش به منظور جلوگيري از اين مسئله حائز اهميت است. ‏

خواص پرسلن هاي دنداني
خواص پرسلن هاي دنداني به تركيب، رنگ، ساختمان ميكروسكوپي و تجمع نقايص آن بستگي دارد. نقص در پرسلن ها به دليل وجود ترك هاي سطحي يا درطي فرآيند ساخت ايجاد مي شود. نقايص ساخت طي مراحل توليد ايجاد شده و شامل ناخالصي هايي است كه درمرحله متراكم سازي ايجاد شده است. وجود ميكروترك ها و ترك هاي سطحي در اثر سرد كردن پرسلن نيز مي تواند به دليل اختلاف انقباض حرارتي كريستال هاي لوسايت و فاز گلاسي باشد، يا در صورتيكه پرسلن خيلي سريع سرد شود به دليل شوك حرارتي باشد(شكل2).‏
جور بودن رنگ يك مسئله حياتي در جايگزين كردن دندان هاي طبيعي است. رنگ پودرهاي پرسلن دنداني كه به صورت تجاري از قبل مخلوط شده است داراي محدوده زرد تا زرد-قرمز مي باشد. به دليل اينكه محدوده رنگ  دندان هاي طبيعي بسيار بيشتر از محدوده موجود در كيت پرسلن از قبل مخلوط شده است، از پرسلن هاي تغيير دهنده جهت تعديل رنگ استفاده مي شود. اين ماديفايرها پرسلن هاي بسيار پيگمانته بوده و معمولا به رنگ هاي آبي، زرد، صورتي، نارنجي،قهوه اي و خاكستري تهيه مي شوند. خاصيت بحراني ديگر پرسلن هاي دنداني ترانسلوسنسي4 آن ها مي باشد. ترانسلوسنسي پرسلن هاي اپك، دنتين و انامل متفاوت است. پرسلن هاي اپك ترانسلوسنسي بسيار كمي دارند كه به آن ها اجازه مي دهد كه سطح ساختمان فلزي زيرين را بپوشاند. ترانسلوسنسي پرسلن دنتين محدوده اي بين 18-38% مي باشد. پرسلن هاي انامل داراي بيشترين مقدار ترانسلوسنسي در محدوده اي بين45-50% است. ترانسلوسنسي مواد پرسلن هاي تمام سراميك با ماهيت فاز كريستالين آن ها تغيير مي كند.
‏

پرسلن هاي سراميك-فلز
پرسلن هاي سراميك-فلز قدرت و دقت فلز ريختگي را همراه با زيبايي پرسلن دارا مي باشد.از زمانيكه پرسلن هاي سراميك-فلز در دندانپزشكي شناخته شد تاكنون اسامي زيادي به آن نسبت داده شده است:

‏Ceramic crown
Porcelain veneer crown (PVC)
Porcelain fused to metal (PFM)
Porcelain fused to gold (PFG)

‎و هماكنون اصطلاح سراميك-فلز و مخفف آنMCR‏ منطقي ترين نام براي اين پرسلن ها به نظر مي رسد.
پرسلن هاي سراميك-فلز از يك فلز ريختگي يا كوپينگ‎5‎‏ كه بر روي دندان تراش خورده قرار مي گيرد و لايه اي  كه روي فلز را مي پوشاند، تشكيل شده است (شكل3). كوپينگ فلزي توسط سه لايه پرسلن پوشيده مي شود:‏
‏1-لايه اپك(‏Opaque Shade‏) : لايه زيرين پرسلن بوده كه روي فلز را مي پوشاند و نقش مهمي در اتصال بين فلز و پرسلن ايفاء مي كند.
2-عاج(‏Dentine‏): قسمت عمده پرسلن را تشكيل مي دهد و رنگ ودرجه رنگ را مشخص مي كند.
3-انامل(‏Enamel‏): ترانسلوسنسي پرسلن را موجب مي شود.‏

پرسلني كه براي پوشاندن فلزات بكار مي رود بايد خواص ويژه اي داشته باشد. به منظور جلوگيري از نيروهاي كششي نامطلوب در سطح پرسلن به هنگام سرد شدن، بايد ضريب انبساط حرارتي آن كمي كمتر از ضريب انبساط حرارتي ساختار فلزي باشد (6-10*5/14 به ازاي هر درجه سانتي گراد براي فلز).
از نظر تركيبات سازنده، پرسلن سراميك-فلز مشابه پرسلن فلدسپاتي است. البته تركيبات قليايي و مقدار اكسيدهاي اضافي موجود در آن با پرسلن فلدسپاتي اندكي متفاوت است. درصد اكسيدهاي سديم و پتاسيم اين انواع بيش از پرسلن هاي عادي مي باشد تا ميزان انبساط حرارتي پرسلن افزايش يافته و با انبساط حرارتي فريم ورك فلزي سازگاري بيشتري پيدا كند و از پيشرفت ترك جلوگيري شود. بعضي از انواع پرسلن هاي سراميك-فلز حاوي لوسايت است كه بعنوان فاز كريستالين عمل مي كند. بدليل انبساط بسيار زياد لوسايت، كريستالي شدن آن در پرسلن موجب تطبيق ضريب انبساط حرارت سراميك با آلياژهاي طلا مي شود. با افزودن مقداري ‏K2O‏ در پرسلن، فاز لوسايت در كل توده پرسلن ايجاد مي شود كه تمايل آنرا به كريستالي شدن افزايش مي دهد. ‏
پرسلن اپك كه مستقيما بر روي فريم ورك افزوده مي شود، تقريبا شبيه مخلوط فلاكس هاي شيشه فلدسپاتيك سديم-پتاسيم است و داراي تركيبات زير مي باشد:‏

‏(جدول 2) تركيبات پرسلن اپك‏

‎48.00-59.00‎
SiO2‎
silica
‏20.00-16.30
Al2O3‎
alumina
‏10.30-8.40
K2O
potash
‏7.00-5.70
Na2O
Soda
‏1.45-1.20
CaO
Calcium oxide
‏1.45-1.20
B2O3‎
Boric Oxide
‏3.30-2.70
TiO2‎
Titania
‏5.25-4.30
SnO2‎
Tin Oxide
‏1.50-1.20
ZnO2‎
Zinc Oxide
trace
Fe2O3‎
Ferric Oxide
trace
F2‎
Fluorine

پرسلن اپك را از مواد حاجب نور (‏opacifier‏) اشباع مي كند تا رنگ لايه فلزي را پوشانده و در ضمن حداقل ضخامت ممكن را داشته باشد. اپك هاي مدرن كه به صورت رنگ روي فلز زده مي شود، مي تواند حتي در ضخامت هاي بسيار كم ‏‎100µm‎‏  نيز رنگ فلز را كاملا بپوشاند. شايان توجه است كه اين مواد به شدت نور را منعكس كرده و چون رنگ و خاصيت بازتابي آن ها بر رنگ پرسلن انامل موثر است، مي تواند موجب بروز مشكلاتي شود.‏
پرسلن هاي عاج و انامل كه روي اپك پودرگذاري مي شود از شيشه هاي فلدسپاتي ساخته مي شود و تركيبات آنها به صورت زير است:
(جدول 3) تركيبات پرسلن هاي دنتين و انامل‏

 

‏66.2-59.2
SiO2‎
silica
‏18.9-14.5
Al2O3‎
alumina
‏12.3-9.5
K2O
potash
‏9.7-4.7
Na2O
Soda
‏2.10-0.4
CaO
Calcium oxide
‏0.29-0.25
TiO2‎
Titania
‏5.25-4.30
SnO2‎
Tin Oxide
‏0.055-0.045
Fe2O3‎
Ferric Oxide
‏0.50-0.20‏
F2‎
Fluorine

نكته قابل توجه اين است كه اكسيدهاي بور و ليتيوم به عنوان فلاكس در پرسلن انامل بكار نرفته است. ‏
تركيبات فوق به دقت با يكديگر مخلوط شده و جهت پخت تا ?1200 در كوره حرارت داده مي شود. به طور كلي در اثر حرارت ناشي از پخت، سراميك هاي دنداني از دو فاز تشكيل مي شود:
1- فاز شيشه اي يا گلاسي(‏vitreous‏) ناشي از متلاشي شدن فلدسپار در دماي بالا
2- فاز كريستالين كه از لوسايت(‏K2O.Al2O3.4SiO2‎‏)‏‎  ‎تشكيل مي شود.
فاز گلاسي در بر گيرنده فاز كريستالي است. افزايش ميزان فاز گلاسي منجر به افزايش ترنسلوسنسي يا به عبارتي شفافيت پرسلن دنداني مي شود ولي در عوض مقاومت به پيشرفت ترك را كاهش مي دهد. لذا جهت بهبود خواص مكانيكي سراميك دنداني، ميزان فاز كريستالي را افزايش مي دهد. موادي كه در پرسلن هاي دنداني تمام سراميك به كار مي روند بيش از 90% حجمي، حاوي فاز كريستالين است.
مخلوط فاز كريستالين و گلاسي را خيلي سريع در آب فرو مي برد(‏quench‏ كردن). اين امر موجب خرد شدن و ايجاد ذرات كوچك مي شود. ماده محصول تحت عنوان ‏frit‏ شناخته شده و به پروسه انجام شده ‏fritting‏ گفته مي شود. جهت مشابهت با دندان هاي طبيعي، در اين مرحله رنگدانه هايي به صورت اكسيد هاي افزودني فلز نيز اضافه مي شود. براي مثال اكسيدهاي آهن بعنوان رنگ قهوه اي،اكسيد مس بعنوان رنگ سبز،اكسيد تيتانيوم بعنوان رنگ زرد-قهوه اي،اكسيد كبالت بعنوان رنگ آبي.
جهت تهيه يك پرسلن سراميك-فلز ازتكنيك هاي زيادي استفاده مي شود:
‏Compaction-1‎
براي ايجاد يك پرسلن قوي با حداقل انقباض، متراكم كردن ذرات داراي اهميت زيادي است. در اين روش پودر پرسلن با آب و باندر تركيب شده و توليد يك ماده خميري مانند مي كند. از اين خمير يك قالب الاستومريك گرفته مي شود ‏‎;‎‏ جهت جداسازي آسان پرسلن از قالب، آن را با ورقه هاي نازك پلاتين مي پوشاند.‏
‏ روش هاي زيادي جهت متراكم كردن ذرات وجود دارد از جمله: ‏‎ ,spatulation ,brush application .vibrating‏ ‏
در روش ‏spatulation‏ پرسلن مرطوب را با يك كارتك صاف مي كند تا آب اضافي به سطح آمده و با يك دستمال آن را جذب مي كند. در روش ‏brush application‏ جذب آب توسط پودر پرسلن خشك بر اساس جذب موئينه انجام مي شود‏‎;‎‏ به اين صورت كه پودر خشك با يك قلم مو در ناحيه اي از پرسلن مرطوب بكار مي رود و هنگاميكه آب به سمت ناحيه خشك كشيده شد، ذرات مرطوب به سمت يكديگر كشيده مي شود. در روش ‏vibrating‏ مخلوط پرسلن مرطوب به آساني ويبره مي شود تا ذرات با يكديگر ته نشين شوند‎;‎‏ سپس آب اضافي با يك ماده جاذب گرفته مي شود.‏
‏2-‏Sintering
زينترينگ روندي است كه منجر به اتصال ذرات پرسلن در درجه حرارت بالا مي شود تا يك توده پيوسته را تشكيل دهد( شكل4). بدليل هدايت حرارتي ضعيف پرسلن، لايه هاي خارجي سريعتر از لايه هاي داخلي تر زينتر شده و به اصطلاح ‏overfuse‏ مي شوند‏‎;‎‏ لذا از حرارت هاي خيلي سريع بايد پرهيز كرد.‏
در طي روند زينترينگ حضور حباب هاي گاز و هوا در پرسلن هاي ‏air-fire‏ شده موجب ايجاد تخلخل و تاثير نامطلوب بر روي استحكام و خواص نوري پرسلن مي شود. جهت به حداقل رساندن اين مسئله از تكنيك ‏vacuum-firing‏ استفاده مي شود. در اين روش پرسلن سراميك-فلز تحت خلاء ‏fire‏ مي شود. به اين صورت كه فشار داخل كوره تا 0.1‏Atm ‎‏ ‏‎ ‎پائين آورده شده و درجه حرارت تا درجه حرارت پخت بالا برده مي شود ‏‎;‎‏ سپس خلاء آزاد شده و فشار كوره به 1‏Atm ‎‏ باز گردانده مي شود.‏
‏3-‏Glazing
با وجود همه تلاش ها در مرحله زينترينگ وجود مقداري تخلخل در پرسلن پخته شده طبيعي است‎;‎‏ كه در مواردي حتي در سطح پرسلن نيز ديده مي شود. اين تخلخل ها اجازه ورود به باكتري ها و مايعات دهاني را داده كه مي تواند منجر به توليد پلاك ها شود. براي جلوگيري از اين امر، يك لايه نازك شيشه اي در طي عمليات ‏glazing‏ بر روي سطح پرسلن كشيده مي شود. درجه حرارت و زمان ‏glazing‏ بسته به نوع حرارت متفاوت است.
‏
پرسلن هاي تمام سراميك
پرسلن هاي تمام سراميك از لحاظ زيبايي، رنگ و ترانسلوسنسي با دندان هاي طبيعي قابل مقايسه است. اولين كراون هاي تمام سراميك ‏porcelain jacket crown‏ ها بود كه بر روي يك ماتريكس از جنس پلاتين ساخته مي شد. عيب اصلي پرسلن هاي اوليه پائين بودن قدرت آن ها بود. به همين دليل از آن ها بيشتر در دندان هاي قدامي كه استرس كمتري را تحمل مي كند استفاده مي شد. جهت افزايش قدرت پرسلن هاي تمام سراميك از دو نوع سراميك جهت ساخت آن ها استفاده شد. بدين صورت كه ‏Core‏ توسط يك سراميك با قدرت بالا ساخته شده و سپس توسط سراميك ديگري با قدرت كمتر ولي زيبايي بيشتر پوشيده مي شد. اين تكنيك تا حد زيادي شبيه به تكنيك ساخت پرسلن هاي سراميك-فلزبود. روش ديگر استفاده از سراميكي بود كه تركيبي از قدرت و زيبايي را شامل مي شد. ‏High-strength ceramic core‏ براي اولين بار در سال 1965 توسط ‏Mclean‏ معرفي شد كه به جاي  استفاده ازپرسلن فلدسپاتيك از پرسلن تقويت شده با آلومينا استفاده شده بود و تقريبا 40 درصد قوي تر از پرسلن هاي فلدسپاتيك بود. در حال حاضر قويترين پرسلن هاي تمام سراميك ‏In-ceram‏ ها مي باشد كه تقريبا 4 برابر قويتر از ‏alumina core‏ هاي اوليه است. به همين دليل از آن ها در محل هاي ‏high-stress‏ استفاده مي شود. در برخي كارخانجات براي بالا بردن قدرت پرسلن خود از سراميك هاي شيشه اي استفاده مي شود. مارك تجاري ‏Dicor‏  يكي از اين سيستم ها مي باشد. پرسلن ‏Dicor‏ پس از ‏casting‏ شفاف بوده و در يك پروسه يازده ساعته بسيار دقيق و حساس قرار مي گيرد تا كريستال هاي ميكا(‏Mica‏ )  رشد كرده و قدرت پرسلن را افزايش دهد. از سراميك هاي شيشه اي مي توان به ‏Dicor-MGC‏ كه در سيستم هاي ‏CAD-CAM‏ بكار برده مي شود نيز اشاره كرد. ساير كارخانجات براي تقويت پرسلن از ‏Leucite‏  استفاده مي شود. ‏Leucite‏  در پرسلن هاي سراميك-فلز براي افزايش ضريب انبساط حرارتي سراميك بكار برده مي شود. سيستم هايي كه به طور شايع در آنها از كريستال هاي ‏Leucite‏ براي تقويت پرسلن استفاده مي شود عبارتند از:‏
Optec HSP
Cerinate
IPS-Empress‏
بر حسب تكنيك بكارگيري شده جهت ساخت پرسلن هاي تمام سراميك، مواد تمام سراميك استفاده شده در ساخت اين نوع پرسلن ها را مي توان به شكل زيردسته بندي كرد:
1-مواد تمام سراميك ‏sinter‏ شده
2- مواد تمام سراميك حرارت داده شده تحت فشاريا‏heat pressing‏
3- مواد تمام سراميكslip cast‏
‏
مواد تمام سراميك ‏sinter‏ شده
دو نوع اصلي از مواد تمام سراميك ‏sinter‏ شده عبارتند از:
1- پرسلن فلدسپاتيك تقويت شده با لوسايت‏
‏2- سراميك با بيس آلومينا(شكل5)‏
لوسايت به عنوان يك فاز تقويت كننده عمل مي كند و موجب افزايش استحكام خمشي و فشاري در پرسلن مي شود. مقدار زياد لوسايت در ماده به ضريب انبساط حرارتي بيشتر آن كمك مي كند. بعلاوه عدم انطباق زياد انبساط حرارتي بين لوسايت و فاز گلاسي موجب گسترش استرس و ايجاد ترك مي شود.‏
آلومينا داراي مدول الاستيسيته بالايي(350‏Gpa‏) مي باشد. لذا پراكندگي آن در ماتريكس گلاسي با ضريب انبساط حرارتي مشابه موجب استحكام قابل ملاحظه ‏core‏ مي شود. اين افزايش استحكام بدليل باند عالي بين فاز گلاس و آلومينا مي باشد. پرسلن هاي ‏alumina core‏ اوليه داراي 40-60 % آلومينا بود. در اين پرسلن ها ‏Core ‎‏ بر روي فويل پلاتيني پخته شده و سپس با ‏match-expantion‏ پرسلن ونير مي شد ولي امروزه مستقيما بر روي ‏refractory die‏ پخته مي شود.
‏
مواد تمام سراميك حرارت داده شده تحت فشارياheat pressing
در روش ‏heat pressing‏ از فشار خارجي براي پخت پرسلن در درجه حرارت هاي بالا استفاده مي شود. به اين ترتيب از تشكيل تخلخل هاي بزرگ جلوگيري شده كه اين امر منجر به بهبود خواص مكانيكي و دانسيته بالاي پرسلن مي شود(شكل6). دو نوع اصلي از مواد تمام سراميك ‏heat pressing‏ شده عبارتند از:‏
‏1- سراميك هاي با بيس لوسايت(شكل7)‏
‏2- سراميك هاي با بيس ليتيوم-دي سيليكات(شكل8)‏
مواد حاوي ليتيوم-دي سيليكات (‏Li2Si2O5‎‏) به عنوان فاز كريستالين اصلي است و مزيت عمده آن ها استحكام خمشي(350‏Mpa‏) بالاي آن ها است كه محدوده كاربرد آن ها را گسترده تر كرده است.
‏
مواد تمام سراميكslip cast
اين روش شامل كندانس كردن6 ‏slip‏ پرسلن آبي بر روي ‏refractory die‏ مي باشد. تخلخل ‏refractory die‏ به وسيله جذب آب از ‏slip‏ در اثر عمل موئينگي به تراكم كمك مي كند. پرسلن در درجه حرارت بالا بر روي ‏refractory die‏ پخته مي شود و سپس در داخل ‏core‏ متخلخل ‏fire‏ شده گلاس، فيلتر مي شود. به اين ترتيب كه گلاس ذوب شده در درجه حرارت بالا بر اثر عمل موئينگي به داخل تخلخل ها كشيده مي شود. مزيت اصلي اين نوع سراميك ها استحكام بالاي آن ها است واز جمله معايب آن زمان ساخت طولاني آن ها مي باشد. دو نوع اصلي از مواد تمام سراميك ‏slip cast‏ شده عبارتند از:‏
‏1- سراميك هاي با بيس آلومينا
2- سراميك هاي با بيس اسپاينل و زير كونيا
استحكام خمشي ماده آلوميناي ‏slip cast‏ شده در حدود 450‏Mpa‏ مي باشد. محتواي آلوميناي ‏slip‏ بيش از 90% بوده و سايز ذرات آن بين 0.5-3.5‏‎µm ‎‏ مي باشد.  ‏

تقويت كردن پرسلن هاي سراميكي
يكي از راه هاي جلوگيري از شكست پرسلن، بكارگيري پروسه هاي تقويتي است:‏

Ion exchange
Thermal tempering
Prevention of stress-corrosion
Ion exchange

در اين روش يك پوسته فشرده به روي سراميك تشكيل مي شود كه از گسترش ترك جلوگيري مي كند. در فلز گلاسي يون هاي كوچكتر جاي خود را به يون هاي بزرگتر داده و به اين ترتيب  يك لايه فشرده تشكيل مي شود. در اين روش معمولا از ‏bath‏ هاي نمك نيترات مذاب استفاده مي شود. سراميك به درون ‏bath‏ نمك مذاب در درجه حرارتي پائين تر از دماي شيشه اي شدن(‏transition temperature‏) ريخته مي شود. در اين درجه حرارت شيشه هنوز سخت است. اگرچه حرارت براي حركت سريع يون ها كافي است ولي تنها يون قليايي مي تواند فاصله لازم را طي كند. نمك مذاب بايد به گونه اي انتخاب شود كه در حاليكه يون هاي بزرگ جانشين يون هاي كوچك مي شود، كاتيون هاي كوچك به درون ‏bath‏ نفوذ كند. در پرسلن هاي فلدسپاتيك يون هاي پتاسيم از ‏KNO3 bath‎‏ جايگزين يون هاي سديم مي شود. بدليل اشغال فضاي بيشتر يون هاي پتاسيم نسبت به يون هاي سديم، شبكه سيليكاتي به يكديگر فشرده شده و يك لايه متراكم تشكيل مي شود. با اين روش قدرت پرسلن فلدسپاتيك حدود 4% افزايش مي يابد.‏

Thermal tempering

در اين روش شيشه به سرعت سرد مي شود و در سطح شيشه ايجاد يك لايه فشرده و متراكم مي كند.

Prevention of stress-corrosion

در يك محيط مرطوب قدرت سراميك كاهش مي يابد. اين كاهش قدرت به دليل واكنش شيميايي است كه بين سراميك و آب رخ داده و باعث افزايش اندازه ترك مي شود. اين پديده ‏stress corrosion‏ يا ‏static fatigue‏ نام دارد. گزارش مي شود كه مقاومت سراميك در برابر شكستگي در آب تا حدود 30% كاهش مي يابد. يرخي از سيستم هاي سراميكي مانند ‏Renaissance‏ فويل فلزي دارند كه از نفوذ رطوبت به سطح داخلي و در نتيجه از شكست جلوگيري مي كند.
‏                                                                                    نویسنده: مهندس ريحانه نقابت شيرازي

آجرهای نسوز

آجرهای نسوز: در واقع نوعی چينی (پرسلان) هستند که از ‌خاکهای نسوز تهیه می‌شود. چینی نوعی سراميک مرغوب است که دارای ساختاری ظریف‌تر و متراکم‌تر از سفال هستند. دمای پخت آجرهای نسوز حدود می‌باشد.

از آجرهای نسوز به دلیل مقاومت حرارتی بالا در پوشش درونی کوره‌های صنعتی استفاده می‌شود. آجرهای نسوز انواع مختلفی دارد، باتوجه به نوع ماده استفاده شده در ترکیبات آنها، گستره‌های مختلی را تحمل می‌کنند. تا دهه 1960 از کربن و خاک نسوز برای پوشش کوره‌ها استفاده می‌شد اما امروزه با ساخت انواع آجرهای نسوز از آنها در پوشش داخلی کوره استفاده می‌شود.

انواع آجرهای نسوز:

آجرهای سيليسی: قسمت عمده این آجرها را خاک‌های سیلیسی که به کوارتزيت معروف است تشکیل می‌دهد. کوارتزیت شامل 95% SiO2 و به مقدار جزئی Al2O3، Fe2O3، TiO2، K2O و Na2O می‌باشد. از این آجرها در گذشته برای پوشش جدار درونی کوره‌های فولادسازی استفاده می‌شد.

ولی به دلیل رسانایی گرمایی زیاد در نفوذناپذیری در مقابل گازها، امروزه بیشتر برای پوشش جدار درونی کوره‌های تولید خمیر شيشه در کارخانه‌های شیشه سازی، کوره‌های کک سازی گازسوز و کوره‌های سرامیک سازی استفاده می‌شود.

آجرهای آلومينيومی: این آجرها دارای درصد بالایی از آلومين ( Al2O3) می‌باشند. آنها را از مخلوط کائولن، بوکسيت و کروندوم که بیش از 70% آلومین دارد، تهیه می‌کنند دمای پخت این آجرها در حدود می‌باشد. آجرهای نسوز آلومینیومی برای پوشش جداره درونی کوره‌های ذوب فولاد مصرف می‌شوند. در مقابل مواد قلیایی مقاومند. بنابراین از آنها برای پوشش جداره درونی کوره‌های سیمان سازی و شیشه سازی هم استفاده می‌شود.

آجرهای نسوز قليايی: این آجرها شامل اکسید منیزیم (MgO) و SiO2 به فرمول 2MgO، SiO2 می‌باشند. برای تهیه اکسید منیزیم، کربنات منیزیم طبیعی (ماگنزيت) یا دولوميت را در دمای بین تا حرارت می‌دهند. اضافه کردن مقداری Cr2O3 ( اکسید کروم III ) یا Fe2O3 ( اکسید آهن III ) به مخلوط MgO و SiO2 باعث افزایش مقاومت گرمایی آجرهای نسوز قلیایی می‌شود. از این آجرها برای پوشش جدار درونی کوره‌های باز در فولادسازی، کوره‌های دوار در کارخانه‌های سیمان سازی و در قسمتهای بالای کوره‌های ذوب شیشه و صنایع فلزات غیرآهنی، استفاده می‌شود.

آجرهای نسوز ويژه: این آجرها نوع خاصی از آجرهای نسوز هستند و در صنعت برای منظورهای ویژه‌ای کاربرد دارند این آجرها از ترکیبات فلزات واسطه می‌شوند. متداولترین آجرهای این گروه عبارتند از:

آجر زيرکونيوم: این آجر از سولفات زیرکونیوم طبیعی با افزودن مقدار کمی آلومین به کوارتز تهیه می‌شود. بیشترین کاربرد آن در ساختن کوره ذوب آلومینیوم، کوره مخزن شیشه مذاب و کوره‌های دارای دمای بالا می‌باشد. همچنین از ذوب سولفات زيرکونيوم با آهک ناخالصی آن به همراه سیلیکات کلسیم جدا می‌شود و می‌توان ZrO2 (اکسید زیرکونیوم)(زيرکونيا) خالص بدست آورد. با افزودن مقدار 5 درصد وزنی از MgO یا CaO بلورهای مکعبی آن تشکیل می‌شود.

ZrO2 مقاومت گرمایی بالایی دارد از آن در ساختن بوته‌های ذوب فلز در صنایع ذوب فولاد و در راکتورهای اتمی به عنوان بازتاب دهتده نوترون استفاده می‌شود.

آجر اکسيد کروم - کوروندوم: این آجرها دارای 5 تا 10 درصد اکسيد کروم I , II و 90 تا 95 اکسید آلومینیوم (آلومینا) (Al2O3) هستند در مقابل مواد قلیایی مقاوم هستند. از این نوع آجر برای ساختن بخش درونی کوره بلند ذوب آهن استفاده می‌شود.

آجرهای اکسید کروم دارای 95 درصد Cr2O3 می‌باشد. برای تهیه آن از Cr2O3 سنتزی استفاده می‌شود. این نوع آجر در ساختن کوره ذوب خمیر شیشه مخزن در صنعت شیشه سازی مصرف دارند.

سرامیک های پیشرفته

سرامیک های پیشرفته به دلیل برخورداری از ویژگی هایی چون پایداری در دماهای بالا، استحکام زیاد و مقاومت بالا در برابر خوردگی، خواص مغناطیسی و الکتریکی خاص و منحصر به فرد (چون پیزوالکتریسیته، ابررسانایی، عایق بودن یا نیمه هادی بودن و …) و سایر خواص در بسیاری از صنایع در لیست اجزای بسیار مهم و استراتژیک قرار گرفته اند. مثلا در ماشین سازی و ساخت قطعات صنعتی، خواصی چون استحکام و مقاومت در برابر سایش و خوردگی آنها، بسیار اهمیت دارد.
در صنایع شیمیایی، مقاومت خوب این مواد در برابر اسیدها و سایر مواد خوردنده بسیار مورد توجه می باشد. در صنایع هوا-فضا مقاومت این مواد در برابر حرارت اهمیت دارد، و در صنایع الکترونیک و ارتباطات به علت خواص نوری و الکتریکی خوبی که دارند، از اجزای مهم محسوب می شوند. امروزه سرامیک ها در قسمتهای مختلف صنایع اتومبیل سازی نیز روزبه روز کاربرد بیشتری می یابند. چه در سیستم ترمزها و چه در موتورها و سایر اجزاء.
در 60 سال اخیر در مورد 25 گروه مختلف از سرامیک های پیشرفته، تحقیقات وسیعی صورت گرفته و بسیاری از آنها به تولید رسیده اند. در سالهای اخیر، شکوفایی و گسترش صنایع الکترونیک و همچنین کاربرد وسیع سرامیک های پیشرفته در صنایع مربوط به تکنولوژی پزشکی و اتومبیل سازی، موجب رشد چشم گیر بازار سرامیک های پیشرفته گردیده است و اکنون این سرامیک ها رقمی حدود 50 میلیارد دلار را به خود اختصاص داده اند (بدون احتساب سرامیک های سنتی، شیشه و مواد نسوز معمولی). این بازار از نرخ رشد سالانه ا ی در حدود 7-6 درصد برخوردار بوده و پیش بینی می شود که نرخ رشد آن در سال های آینده همچنان افزایش یابد.
موادی که در سال های آینده از اهمیت روزافزون برخوردار خواهند بود، موادی چون شیشه های پیشرفته، کربن و کامپوزیت ها می باشند. به طور مثال در سالهای اخیر توجه زیادی به کامپوزیت های زمینة سرامیکی معطوف شده است (به خصوص به انواعی از این مواد که در دماهای بالا قابل استفاده هستند). مواد کربنی و تکنولوژی های مربوطه نیز مورد توجه زیادی قرار دارند. سرامیک های پیشرفته در سال های آینده احتمالا کاربردهای بسیار حساس و دقیق تری در زمینه های مختلف پیدا خواهندکرد که برخی از آنها به قرار زیر می باشند :
ابررساناهای سرامیکی که اخیرا نمونه هایی از آنها در کابل ها و مبدل های الکتریکی به کار گرفته شده  است و احتمالا سال آینده وارد بازار خواهند شد.
مغناطیس های فریتی که امروزه بازاری به ارزش حدود یک میلیارد دلار را به خود اختصاص داده اند، همچنان به گسترش پیشرفت خود ادامه داده و با خواص نوین و بهینه خود، پاسخگوی نیازهای جدید بازار در بخش های مختلفی چون الکترونیک و اتومبیل سازی خواهندبود. در صنایع تلفن سازی نیز سرامیک های پیشرفته، ساخت تلفن های همراه کوچک را امکان پذیر می سازند.
در تکنولوژی زیستی (بیوتکنولوژی) در مورد کاشت های میکرونی ای تحقیق می شود که قرار است به صورت میکرو رآکتور در بدن کار کنند. پس به حسگرهای سرامیکی در مقیاس نانومتری نیاز خواهیم داشت.
ساختارهای گیاهی با سیستم های بهینه شده الیاف و کانال های خود عینا در مورد ساختارهای سرامیکی شبیه سازی شده اند و قرار است به عنوان سیستم های بسیار مؤثر کاتالیزوری به کار گرفته شوند.
درتکنولوژی ساخت کامپیوترها نیز امکان وقوع تحولاتی در راستای استفاده ازتراشه های si-sic بجای تراشه های فعلی سیلیکونی وجود دارد. این موضوع امروزه شدیدا مورد پژوهش و تحقیق قرار گرفته  است. در صنایع اتومبیل سازی روز به روز از قطعات الکتریکی بهره بیشتری گرفته می شود و استفاده از قطعات سرامیکی مینیاتوری در این زمینه بسیار حیاتی است.
امروزه شرکت های بزرگ صنعتی در جستجوی روش هایی هستند که محصولات خود را هرچه کوچک تر، سبک تر، هوشمندتر و چندمنظوره تر سازند. حرکت به سوی چنین محصولاتی به یاری تکنولوژی هایی مانند نانوتکنولوژی امکان پذیر خواهدبود.
به یاری نانوتکنولوژی، امکان تأثیرگذاری بر ساختار اتمی مواد وجود دارد. در آن صورت، مواد را می توان کاملا بر اساس خواص مورد انتظار به گونه ا ی کاملا آزادانه طراحی نمود و به خواص و کیفیت های کاملا نوینی دست یافت. در این راستا مواد سرامیکی نیز نقش اساسی خواهند داشت.
به طور خلاصه می توان گفت که در آغاز قرن 21، حوزه هایی چون فوتونیک، علوم زیستی و فن آوری مواد در مقیاس نانو، به عنوان مهمترین قلمروهای پیشرفت علمی و صنعتی معرفی شده اند و سرامیک ها در تمامی این حوزه ها، نقش راهبردی خواهندداشت.

طبقه‌بندی کانی‌های رس

کانی‌های سیلیکاتی دو لایه‌ای

کائولینیت : بررسی پراش اشعه ایکس ، وجود دو لایه را در کائولینیت نشان می‌دهد. لایه اول شامل واحدهای ^2-Si₂O₅ چهار وجهی است و لایه دوم از واحدهای هشت وجهی ^2-Al₂(OH)₄ تشکیل شده است. از اتصال دو لایه ، یک لایه واحد بوجود می‌آید که تکرار آن ، لایه کائولینیت را می‌سازد.

هالوی‌سیت : کانی دیگر ، هالوی‌سیت است که در مقایسه با کائولینیت کاربرد کمتری دارد.

کانیهای سیلیکاتی سه لایه‌ای

مونت موری لونیت : مونت موری لونیت دارای سه لایه ، دو لایه به صورت چهاروجهی‌های سیلیکاتی و لایه وسط به صورت گروه‌های هیدروکسی آلومینات است. به علت توانایی گیر انداختن سیستمهای مولکولی مختلف ، اغلب به عنوان کاتالیست مصرف دارند.

ایلیت : ساختمان ایلیت ، تقریبا شبیه مونت موری لونیت می‌باشد و چون همیشه همراه با مخلوط کانیهای دیگر است فرمول دقیقی نمی‌توان برای آن در نظر گرفت.

ترکیبات ثانوی خاک رس و تاثیر آن بر سرامیکها

ترکیبات ثانوی ، شامل ترکیبات آهن ، ماسه ، کربناتهای کلسیم و منیزیم ، میکا و مواد آلی است که مقادیر آنها در انواع خاک رس متغیر می‌باشد. ترکیبات آهن موجود در خاک رس مثل پیریتها و هیدروکسیدهای آهن و . . . باعث پایین آمدن نقطه ذوب و تغییر رنگ سرامیک قبل از پخت به زرد متمایل به قهوه‌ای و بعد از پخت به صورتی متمایل به قرمز تیره می‌شوند. ماسه ،‌ باعث کم شدن حالت پلاستیته و کاهش قدرت چسبندگی می‌شود.

کربناتهای کلسیم و منیزیم به عنوان ناخالصی باعث آسیب دیدگی محصول شده و بعد از پخت ، باعث افزایش خلل و فرج و کاهش قدرت مکانیکی و خواص نسوزی محصول می‌شوند. نمکهای سولفات و کربنات و کلریدهای فلزات قلیایی خاک رس و وانادیوم ، قابل حل در خاکهای رس هستند و موجب پخش مواد در توده خاک رس می‌شوند. ترکیبات وانادیوم لکه‌های زرد متمایل به سبز ، روی محصول ایجاد می‌کنند. ترکیبات آلی موجود در خاک رس ، باعث ایجاد رنگ خاکستری می‌شوند.

انواع سیلیکا

دی‌اکسید سیلیکون ، معمولا به سه صورت سنگ ، گرانول و پودر وجود دارد. دی‌اکسید سیلیکون در حالت سنگ به صورت کوارتز یافت می‌شود که در این حالت خیلی کمیاب است. به علت خالص بودن بهترین نوع سیلیکا برای مصرف در سرامیک‌ها است. نوع گرانول در صنعت سرامیک سازی خیلی رایج می‌باشد. این نوع سیلیکا را معمولا قبل از مصرف ، دانه‌بندی کرده ، می‌شویند. نوع پودر سیلیکا معمولا خالص نبوده و در ساخت سرامیک چندان مصرف ندارد.

نقش فلدسپارها در سرامیک‌سازی

فلدسپارها خاصیت سیال‌کنندگی دارند و امروزه نیز از این ترکیبات در صنعت سرامیک استفاده می‌کنند. نقش این ترکیبات در سرامیک سازی ، ایجاد فاز شیشه‌ای در توده اولیه است.

انواع فلدسپارها در سرامیک

1. فلدسپار پتاسیم KO , Al₂O₃ , 6SiO₂
   
   
2. فلدسپار سدیم Na₂O , Al₂O₃ , 6SiO₂
   
   
3. فلدسپار کلسیم  CaO.Al2O3.2SiO2

از بین اینها فلدسپار پتاسیم از همه مهمتر است، ولی در عمل موادی که به عنوان سیال کننده بکار می‌روند، مخلوطی از فلدسپارهای مختلف هستند.