Gängige verfügbare Zirkonoxidsorte
Yttriumoxid teilstabilisiertes Zirkonoxid (Y-PSZ)
Mit Yttriumoxid teilstabilisiertes Zirkonoxid (Y-PSZ) ist mit Yttriumoxid (Y2O3) als Stabilisator dotiert, was die innere Kornstruktur verbessert und die Festigkeit des Materials von einem monoklinen Kristall zu einer tetragonalen Phase erhöht. Es ist ein feinkörniges Material mit der höchsten Biegefestigkeit aller Keramikmaterialien. Es verfügt über eine sehr hohe Schlagfestigkeit und Verschleißfestigkeit und bietet gleichzeitig eine geringe Wärmeleitfähigkeit, was es oft zu einem geeigneten Material für alternative Metalle macht. Durch den Zusatz von Yttriumoxid (Yttria) kann sich das Material umwandeln und aushärten, was für die hohe Zähigkeit verantwortlich ist. Wenn das Material belastet wird, ändert sich die Kristallstruktur von der tetragonalen Phase in eine monokline Phase, die dynamischer wird, was zu einer Zunahme des stark lokalisierten Volumens um 3 bis 5 Prozent führt. Mit zunehmendem Volumen wird der Riss einer Kompression ausgesetzt, wodurch seine Fähigkeit verringert wird, zu wachsen und sich zu mehr Rissen auszubreiten. Diese Eigenschaft erklärt die geringe Empfindlichkeit des Materials gegenüber Spannungsermüdung und die hohe Biegefestigkeit.
Magnesiumoxid teilstabilisiertes Zirkonoxid (MSZ)
Die Dotierung von Magnesiumoxid (MgO) mit Zirkonoxid führt ebenfalls zu einer Kompression der inneren Matrix, allerdings ist diese Struktur kubisch. M-PSZ weist eine bessere Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit auf, da es nicht durch Phasenmigration beeinträchtigt wird. M-PSZ behält seine Festigkeit auch in einer feuchten Hochtemperaturumgebung, in der sich die mechanischen Eigenschaften von YSZ zu verschlechtern beginnen.
