ZrO2-Keramiken

Die Eigenschaften von ZrO2-Keramiken hängen sehr stark von der chemischen Zusammensetzung des Werkstoffes und vom Herstellungsprozess ab. Man unterscheidet zwischen vollstabilisiertem ZrO2 (FSZ «fully stabilized zirconia») und teilstabilisiertem ZrO2 (PSZ «partially stabilized zirconia»). Eine Teilstabilisierung kann duch einen Zusatz von 3-6% CaO, MgO oder Y2O3 erreicht werden. Je nach Herstellungsbedingungen kann dabei die kubische, die tetragonale oder die monokline Modifikation stabilisiert werden. Teilstabilisiertes ZrO2 weist eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit auf und eignet sich daher auch für den Einsatz als Mechanokeramik bei hoher Temperatur. Durch Zusatz von 10-15% CaO, MgO oder Y2O3 kann die kubische Modifikation des Zirkoniumdioxids vom absoluten Nullpunkt bis zur Soliduslinie stabilisiert werden (FSZ)und der keramische Werkstoff ist bis zu einer Temperatur von 2600° thermisch und mechanisch belastbar. Aufgrund der niedrigeren Wärmeleitfähigkeit und dem höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten, im Vergleich zu teilstabilisiertem ZrO2, ist die Temperaturwechselbeständigkeit des vollstabilisierten Zirkoniumdioxids jedoch geringer. Das für den Implantateinsatz geeignete Zirkoniumdioxid weist folgende Zusammensetzung auf: 95% ZrO2 + 5% Y2O3.