रंगीन ज़िरकोनिया मुख्य रूप से विभिन्न दुर्लभ पृथ्वी तत्वों, धातु तत्वों, ऑक्साइड और अन्य सामग्रियों के मिश्रण के कारण समृद्ध रंग दिखाता है। अपनी अच्छी जैव अनुकूलता, उत्कृष्ट धात्विक चमक और अच्छे यांत्रिक गुणों के आधार पर, रंगीन ज़िरकोनिया सिरेमिक का दैनिक जीवन में व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है, जिसमें चिकित्सा और दंत पुनर्स्थापना सामग्री, सजावट उद्योग और मोबाइल स्मार्टफोन टर्मिनल और अन्य क्षेत्र शामिल हैं।
रंगीन ज़िरकोनिया सिरेमिक की तैयारी
रंगीन ज़िरकोनिया की तैयारी अनिवार्य रूप से इसलिए होती है ताकि रंग को ज़िरकोनिया मैट्रिक्स में समान रूप से वितरित किया जा सके। मिश्रित सिरेमिक के लिए, विशेष रूप से नैनोकम्पोजिट सिरेमिक के लिए, छोटे कण आकार, बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र और बड़े इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण और टोनर कणों और ज़िरकोनियम ऑक्साइड मैट्रिक्स कणों के बीच वैन डेर वाल्स बल के कारण, टोनर कणों और ज़िरकोनियम के लिए यह आसान है ऑक्साइड मैट्रिक्स कण एकत्रित हो जाते हैं, जो न केवल नैनोकम्पोजिट सिरेमिक के असमान रंग का कारण बनेंगे, बल्कि इसके यांत्रिक गुणों को भी प्रभावित करेंगे।
इसलिए, उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों और वर्णिकता के साथ रंगीन ज़िरकोनिया सिरेमिक तैयार करने की कुंजी इस बात में निहित है कि क्या पाउडर कणों के बीच जमाव को दूर किया जा सकता है। अच्छे प्रदर्शन और विभिन्न रंगों के साथ ज़िरकोनिया सिरेमिक तैयार करने के लिए, एक उपयुक्त फैलाव विधि ढूंढी जानी चाहिए। आमतौर पर निम्नलिखित तैयारी विधियों का उपयोग किया जाता है:
ठोस चरण मिश्रण
रंगीन ज़िरकोनिया सिरेमिक तैयार करने के लिए यह विधि उद्योग में सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है। कलरेंट और मिनरलाइज़र जैसे ऑक्साइड कणों को एक निश्चित रासायनिक अनुपात के अनुसार स्थिर ज़िरकोनिया नैनोपाउडर के साथ मिश्रित और बॉल-मिल्ड किया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान ठोस कणों को परिष्कृत किया जाता है, और सूक्ष्म दरारें, जाली विरूपण और सतह ऊर्जा में वृद्धि जैसी घटनाएं होती हैं जो कम तापमान वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं को साकार करने के लिए फायदेमंद होती हैं। इसमें सरल प्रक्रिया, कम लागत, सुविधाजनक संचालन और आसान औद्योगीकरण के फायदे हैं। हालाँकि, यह विधि नैनोकणों के एकत्रीकरण की समस्या को दूर नहीं कर सकती है।
रासायनिक सह-वर्षा
यह विधि संयुक्त रूप से हाइड्रॉक्साइड या कार्बोनेट अवक्षेपण उत्पन्न करने के लिए ज़िरकोनियम नमक, स्टेबलाइजर नमक और रंगीन आयन नमक समाधान का उपयोग करके मिश्रण करना, क्षार या कार्बोनेट आदि के साथ प्रतिक्रिया करना है, और फिर ज़िरकोनियम ऑक्साइड मिश्रित पाउडर प्राप्त करने के लिए गर्म करना और विघटित करना है। . प्रक्रिया अपेक्षाकृत जटिल है, लेकिन प्राप्त पाउडर में उच्च शुद्धता और उत्कृष्ट प्रदर्शन होता है। साथ ही, रासायनिक अवक्षेपण विधि का उपयोग करते समय कठोर समूह के निर्माण पर भी ध्यान देना चाहिए।
तरल चरण घुसपैठ
इस विधि का लाभ यह है कि रंगीन आयनों को ज़िरकोनिया मैट्रिक्स में समान रूप से फैलाया जा सकता है, और मिश्रित सामग्री और ढाल सामग्री एक ही समय में तैयार की जा सकती है। इसके अलावा, इंजेक्शन मोल्डिंग का उपयोग विभिन्न आकृतियों के ज़िरकोनिया हरे शरीर प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, और फिर तरल चरण घुसपैठ के माध्यम से विभिन्न आकृतियों के रंगीन ज़िरकोनिया सिरेमिक तैयार किए जा सकते हैं।
रंगीन ज़िरकोनिया सिरेमिक की सिंटरिंग
सिंटरिंग विधि रंगीन ज़िरकोनिया सिरेमिक के प्रदर्शन और रंग को भी प्रभावित करती है। अंतर-अनुशासन और वैज्ञानिक और तकनीकी स्तर में सुधार के साथ, पारंपरिक सिंटरिंग विधियों के अलावा, कई नई सिंटरिंग विधियां उभरी हैं:
स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग
ज़िरकोनिया सिरेमिक की कठोरता पर इस विधि का सबसे बड़ा प्रभाव सिंटरिंग तापमान है, जिसके बाद सिंटरिंग का समय आता है। परीक्षण के बाद, इष्टतम सिंटरिंग तापमान 1400 डिग्री है और इष्टतम सिंटरिंग समय 5 मिनट है। इस विधि द्वारा सिंटर किए गए ज़िरकोनिया सिरेमिक में उच्च कठोरता और फ्रैक्चर क्रूरता होती है।
माइक्रोवेव सिंटरिंग
पारंपरिक सिंटरिंग विधियों की तुलना में माइक्रोवेव सिंटरिंग के अपूरणीय लाभ हैं। यह एक समग्र तापन विधि है। सामग्री के समग्र तापन के प्रभाव को प्राप्त करने के लिए सामग्री अवशोषित माइक्रोवेव ऊर्जा को अंतर-आण्विक गतिज ऊर्जा और तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करती है। सामग्री का आंतरिक तापमान प्रवणता छोटा है, इसलिए असमान हीटिंग के कारण शायद ही कभी सामग्री में दरार आती है। . इस सिंटरिंग विधि से तैयार जिरकोनिया के भौतिक गुण बेहतर होते हैं।
रंगीन ज़िरकोनिया सिरेमिक का रंग वर्गीकरण
लाल प्रणाली
कुछ अध्ययनों में पाया गया है कि आयरन ऑक्साइड (Fe2O3) का उपयोग रंगीन के रूप में किया जाता है और 3YSZ का उपयोग नारंगी-लाल रंग के ज़िरकोनिया सिरेमिक को तैयार करने के लिए मैट्रिक्स के रूप में किया जाता है। लाली का मूल्य 20 तक पहुंच सकता है, और उच्च पीलेपन के मूल्य के साथ, इसका रंग लाल आवश्यकता को पूरा नहीं कर सकता है, और लौह ऑक्साइड के अतिरिक्त 3YSZ प्रणाली के यांत्रिक गुणों को काफी कम कर देता है, जिससे इसके औद्योगिक अनुप्रयोग को काफी सीमित कर दिया जाता है। इसलिए, लाल चीनी मिट्टी की चीज़ें सबसे दुर्लभ प्रकार की चीनी मिट्टी की चीज़ें बन गई हैं जिनका बड़े पैमाने पर उत्पादन नहीं किया जा सकता है।
ब्लैक सिस्टम
चूँकि रासायनिक कच्चा माल कोबाल्ट ऑक्साइड दुर्लभ और महंगा है, इसलिए लागत कम करने के लिए, लोग तीन अलग-अलग रंगों में स्पिनल को जलाने के लिए कच्चे माल के रूप में MnO2, Fe2O3 और Cr2O3 से तैयार कोबाल्ट-मुक्त ब्लैक ज़िरकोनिया सिरेमिक कलरेंट का उपयोग करते हैं, यानी गहरा। ब्राउन फेरोक्रोम स्पिनेल, गहरे लाल फेरोमैंगनीज स्पिनेल, गहरे हरे क्रोमियम मैंगनीज स्पिनेल। प्रत्येक स्पिनल की सामग्री को नियंत्रित करने के लिए सामग्री के अनुपात को समायोजित करके, और तीन रंग एक-दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, एक स्थिर काले रंग का उत्पादन किया जा सकता है, जो लागत को काफी कम कर देता है और आर्थिक लाभ में सुधार करता है।
नीला सिस्टम
वर्तमान में, नीले सिरेमिक पिगमेंट में मुख्य रूप से वैनेडियम-जिरकोनियम ब्लू मटेरियल को कलरेंट, कोबाल्ट-एल्यूमीनियम स्पिनल, निकल-एल्यूमीनियम स्पिनल और स्पिनल-प्रकार के कलरेंट शामिल हैं जो कोबाल्ट आयन स्थिति को बदलने के लिए अन्य आयनों का उपयोग करते हैं, हेक्सालुमिनेट संबंधित कलरेंट नमक और लैंथेनम कलरेंट द्वारा दर्शाए जाते हैं। रंग प्रतिपादन प्रदर्शन और यांत्रिक गुणों को सुनिश्चित करने के आधार पर, पर्यावरण के अनुकूल और किफायती नीले रंगों का पता लगाना अभी भी वर्तमान अनुसंधान दिशाओं का फोकस है।
