La zirconia è un minerale a struttura cristallina, trattandosi di un silicato di zirconio (ZrSiO4), presente in enormi quantità sulla superficie terrestre. Il silicato di zirconio viene usato tra l’altro nella fabbricazione di gioielli come pietra sostitutiva dei diamanti, come pure per l’estrazione del metallo zirconio. Il termine zirconia è usato nell’odontotecnica per descrivere il materiale dentale biossido di zirconio.
L’invecchiamento idrotermale
Nella discussione sulla resistenza si tiene conto dell’invecchiamento del materiale. Ogni materiale, anche l’ossido di zirconio BionZ è sottoposto all’affaticamento dovuto al suo invecchiamento. L’ossido di ittrio contenuto nell’ossido di zirconio reagendo con l’acqua nell’ambiente caldo-umido non può più svolgere il suo compito di stabilizzare la struttura cristallina. Nel materiale BionZ viene aggiunto una piccola percentuale d’ossido d’alluminio (Al2O3) per contrastare questo effetto. L’ossido di zirconio essendo applicato in cocca solo in forma “incapsulata” esclude l’invecchiamento idrotermale. Tramite la copertura estetica esterna si evita il contatto con gli agenti umidi esternamente ed all’interno viene evitato dal cemento o dall’adesivo.
L’effetto di autoriparazione
Il vantaggio di BionZ rispetto alle altre ceramiche (come per es. l’ossido d’alluminio) risiede nella relativa bassa tendenza alla rottura.
Se una fessura si forma nell’ossido di zirconio, l’aumento del volume dovuto alla trasformazione della struttura reticolare dalla fase tetragonale alla fase monoclina impedisce un allargamento della fessura stessa. Questa proprietà viene descritta come effetto di autoriparazione.
I valori di resistenza alla flessione
L’analisi di questi dettagli fa capire l’enorme resistenza delle strutture BionZ. Per l’odontotecnica solo alcuni valori di proprietà meccaniche dei materiali hanno importanza. Essi sono la resistenza alla flessione, il valore del modulo Weibull ed il coefficiente d’espansione termica del materiale (CET).
Il valore del modulo Weibull descrive la varianza del calcolato valore di resistenza. Un basso valore del modulo di Weibull indica una grande varianza del valore di resistenza alla flessione. Un elevato valore indica invece una bassa varianza. Per i valori di resistenza alla flessione devono essere considerati anche i diversi metodi di misurazione come prova di flessione biassiale, misurazione su 4 punti e misurazione su 3 punti. Pertanto i risultati di misurazione possono essere influenzati dal sistema di misurazione e dalla qualità della superficie.