Experimentální zirkonová keramika

Wonder Garden Zirconia keramické náboje se středovým sloupkem a náboje předního konkurenčního kovového středového sloupku byly poskytnuty společností Wonder Garden k prozkoumání.Ke studiu trvanlivosti a tepelné degradace vzorků využil Aliovalents Material Research pyknometrii, rentgenovou difrakci, rastrovací elektronovou mikroskopii a energeticky disperzní spektroskopii na vzorcích od původních po degradované (300 °C a 600 °C). Vzorky byly nařezány skrz délka pomocí nízkorychlostní waferovací diamantové pily (Allied HighTech, USA) při 200 ot./min., aby bylo zajištěno dosažení nejvyšší kvality průřezu.Poté byly vzorky promyty v deionizované vodě v ultrazvukové čističce, poté naposledy opláchnuty isopropanolem a DIW.Vzorky byly poté umístěny do 2 muflových pecí a udržovány při 300 °C a 600 °C na vzduchu (~dusík 78 %, kyslík 21 %, ostatní 1 %).

Typická provozní teplota těchto zařízení je obecně 250 °C až 350 °C, přičemž maximální provozní teplota se pohybuje od 450 °C do 500 °C.S ohledem na bezpečnostní faktor 1,2 to tedy vedlo k hodnocení materiálu při 600 °C.Charakterizační metody byly provedeny na původních, 300 °C a 600 °C pro keramické a kovové středové sloupky.

Hustota byla měřena pomocí gravimetrické vztlakové metody.Byly získány obrazce rentgenové difrakce (XRD).Velikost krystalové domény byla odhadnuta pomocí Scherrerovy rovnice z XRD difrakčních píku s použitím plné šířky v polovině maxima (FWHM) (111) píku.Průřezová rastrovací elektronová mikroskopie (SEM) byla provedena ve vysokém vakuu, aby se získaly snímky mikrostruktury s nejvyšším rozlišením.Pro elementární analýzu vzorků byla provedena energeticko-disperzní spektroskopie (SEM/EDS), aby se zjistilo, zda nedošlo k dalším změnám složení při výše uvedených teplotách.