Científicos de la Universidad Federal de Siberia (SFU) han creado un prototipo de material de alta resistencia a base de dióxido de circonio. Según los autores del desarrollo, este material puede sustituir las materias primas importadas en la producción de implantes, piezas de equipos de minería y componentes de microelectrónica.
El dióxido de circonio es un material cerámico con una increíble resistencia al desgaste y a la tracción. Se utiliza ampliamente en diversos campos, como la odontología, la microelectrónica y los equipos de minería. Se produce a partir del mineral natural baddeleyita, que tiene un tono verdoso o amarillento.
Los yacimientos de baddeleyita se encuentran en Sudáfrica, Brasil y Rusia, lo que hace posible la sustitución parcial o total del dióxido de circonio importado por material nacional, subrayaron los científicos del Instituto de Física e Ingeniería de Radioelectrónica de la Universidad Federal de Siberia.
Este es un proyecto de sustitución de importaciones. Hoy en día, un número limitado de empresas en el mundo producen dióxido de circonio de alta pureza. Se utiliza principalmente para la fabricación de implantes dentales. Estamos interesados en crear nuestro propio material, que pueda convertirse en materia prima para productos médicos nacionales, incluidos los de odontología y cirugía ortopédica.
Como subrayó el investigador, no basta con obtener polvo de dióxido de circonio de alta pureza. También es necesario garantizar la estabilidad de su composición de fases y propiedades.
El hecho es que las fases más resistentes de este material se forman a una temperatura superior a 1200 °C. Sin embargo, al enfriarse, pierden rápidamente sus propiedades. Para preservar el resultado del tratamiento térmico, es necesario fijar el material, por ejemplo, con óxido de itrio.
Hoy en día, los científicos de la SFU están desarrollando una tecnología para transformar la materia prima de baddeleyita en una forma soluble en agua. También están investigando su composición química, estructura y tamaño de las partículas. Además, los especialistas están experimentando con métodos de purificación.
Dependiendo del grado de purificación, a partir de nuestro material se podrán moldear piezas para molinos de bolas que trituran mineral en la producción minera y metalúrgica y en la industria geoquímica, o resolver diversos problemas de microelectrónica.
El dióxido de circonio en odontología es apreciado por su resistencia, que aumenta bajo la carga de la masticación. A partir de este material se pueden fabricar coronas individuales, puentes, elementos de implantes y carillas estéticas.
El óxido de circonio también puede utilizarse en la producción de componentes de prótesis de cadera artificiales. Esta dirección es prometedora, y los productos médicos importados están prácticamente ausentes en el mercado ruso. Los científicos de la Universidad Federal de Siberia planean desarrollar una tecnología para fabricar prototipos de tales componentes en su laboratorio.
En el futuro, los especialistas tienen la intención de organizar una producción experimental en la base de la universidad, donde se probará el método de fabricación de materiales a base de dióxido de circonio.
Anteriormente, en la Universidad Politécnica de San Petersburgo Pedro el Grande se desarrolló un nuevo material para implantes médicos. Su base es el tantalio, un metal resistente y biocompatible. A diferencia del aluminio, no es tóxico.
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