Biyouyumlu zirkonya medikal seramiklerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

Biyouyumlu malzemeler, insan vücudundaki organ ya da dokuların işlevlerini yerine getirmek veya desteklemek amacıyla kullanılan malzemelerdir. Zirkonya seramikler (ZrO2), üstün mekanik, kimyasal ve fiziksel özelliklerinden dolayı seramik çelik olarak adlandırılmakta ve dental uygulamalarda dâhil birçok alanda kullanılmaktadır. Zirkonyanın tetragonal-monoklinik faz dönüşümü sırasında meydana gelen %3-5'lik hacimsel değişim, kendine özgü bir karakteristik davranıştır. Zirkonyanın oda sıcaklığında stabil olabilmeleri için kalsiyum oksit (CaO), itriyum oksit (Y2O3), magnezyum oksit (MgO), seryum oksit (CeO) gibi nadir toprak ve toprak alkali elementlerin oksitleri kullanılır. Saf zirkonya içerisine Y2O3 ilavesiyle özellikle diş hekimliğinde olmak üzere daha birçok farklı alanda kullanılan ve yüksek sertlikteki tetragonal zirkonya polikristali (Y-TZP) elde edilir. Benzer şekilde elde edilen seryum ile stabilize edilmiş CeO2-TZP'nin, yüksek kırılma tokluğu bilinmektedir. Farklı kompozisyonlarda Y-TZP ve Ce-TZP içeren karışımlar hazırlanmış, kuru presleme ve soğuk izostatik presleme (CIP) ile şekillendirilmiştir. Şekillendirilen numuneler 1500 ve 1550 oC sinterleme sıcaklığı, 1 ve 2 saat sinterleme süresi kullanılarak sinterlenmiştir. Sinterlenen numunelerin su emme oranları, bulk (yığın) yoğunlukları, teorik yoğunlukları ve görünür gözenek oranları hesaplanmıştır. Ayrıca Vickers sertlikleri ve kırılma tokluğu gibi mekanik özellikleri de belirlenen numunelerin sinterleme sıcaklığı ve sinterleme süresine bağlı özelliklerindeki değişimleri yorumlanmıştır.