boljšemu razumevanju vpliva segregacije itrija na transformacijo t-m biokeramike 3Y-TZP. Z natančnim načrtovanjem sintranja smo pripravili 3Y-TZP z enako velikostjo zrn a različno koncentracijo itrija. Študirali smo vpliv faznega razslojevanja na stabilnost in strukturo različnih faz prisotnih v 3Y-TZP in na nastanek zaostalih napetosti. Prvič je bilo pokazano, da so z itrijem bogate faze v matrici 3Y-TZP priostne pod tlačnimi napetostmi, kar smo podprli z opaženo relaksacijo teh faz po staranju. Na ta način postavimo razumevanje transformacijskega mehanizma t-m, ki značilno vpliva tako na staranje kot tudi na krhkost keramike 3Y-TZP, v nov kontekst.
COBISS.SI-ID: 30688295
Pokazali smo, kako so lahko primarni kristaliti tako gradniki za homogeno zlaganje v gost sklad kot tudi osnova za hitro sintranje. Homogeno urejanje primarnih kristalitov ZrO2 v sekundarne delce botruje k povišani površinski energiji pri visokih temperaturah, kar omogoča pospešeno sintranje. Z izpostavitvijo intenzivnemu elektromagnetnemu sevanju in toplotni radiaciji v posebej pripravljenem modelu v peči SPS (»Spark Plasma Sintering«) je prišlo do aglomeracije, združevanja in drsenja kristalitov v odsotnosti difuzijskih procesov, kar je prispevalo k zgoščevanju brez rasti zrn v začetnih fazah sintranja. Na ta naičin nam je uspelo pripraviti gosto nanokeramiko ZrO2 v samo 2 minutah pri 1300 °C. Delo je bilo objavljeno v Scientific Reports in predstavljeno na uglednem portalu Ceramic Tech Today, ki ga objavlja organizacija American Ceramic Society.
COBISS.SI-ID: 30524455
Objavljena raziskava je rezultat plodnega sodelovanja raziskovalcev iz IFE (Norveška), IMDEA-Nanociencia (Španija) in IJS (Slovenija). Prispevek je poglobil znanje o vplivu procesiranja na magnetne lastnosti kobaltovega ferita, ki je edini spinelni ferit, vrsta keramike, s trdno magnetnimi lastnostmi. Tako je bil prvič raziskan vpliv ultra kratkega mletja pri temperaturi tekočega dušika (krio-mletje) na strukturne in magnetne lastnosti kobaltovega ferita (CoFe2O4). Samo 9 min krio-mletja poveča koercitivnost izotropnega prahu CoFe2O4 s 139 na 306 kA /m (1,74 do 3,85 kOe) in privede do sprememb v strukturi primerljivih z večurnim mletjem pri sobni temperaturi. Termična obdelava krio-mletega CoFe2O4 omogoča nadaljnjo optimizacijo magnetnih lastnosti prahu, ki vodi do visokih energijskih produktov CoFe2O4 prahu (13,5 kJ/m3, pri vzorcu termično obdelanem pri 600 °C). Sistematične študije, ki obsegajo analizo strukturnih in mikrostrukturnih lastnosti na osnovi sinhrotronske rentgenske difrakcije, vrstične in presevne elektronske mikroskopije, dokazujejo visoko učinkovitost krio-mletja, saj se velikosti kristalitov zmanjšujejo v osnovni celici pa se tvorijo dodatne napetosti. Kombinacija le-tega pa ugodno vpliva na izboljšanje magnetnih lastnosti kobaltovega ferita.
COBISS.SI-ID: 30525223
V sodelovanju z Univerzo v Szeged-u, Madžarska, smo pripravili visoko fotokatalitski in antibakterijski hibridni material na osnovi keramike s kombinacijo polprevodnega fotokatalitskega materiala (TiO2) na lamelni podlagi (hidroksiapatit – HAp). Za imobilizacijo fotokatalitskega materiala smo uporabili polimerno vezivo, ki v primerjavi z ostalimi metodami ponuja boljšo pokrivnost, fleksibilnost, nizko maso, je udarno obstojen ter cenovno ugoden. Biokompatibilne keramične HAp mikrolamele in TiO2/polimer hibridni sloji tvorijo razvejano strukturo tankih lamel z visoko specifično površino, kar daje kompozitu dobre fotokatalitske lastnosti. Tako pripravljen TiO2/HAp kompozit ima bistveno višjo specifično površino (140 m2 g−1) napram čistim HAp (116 m2 g−1) in TiO2 (53 m2 g−1) komponentam. Zaradi razvejane lamelarne HAp strukture ima hibridni sloj iz 36/24/40 mas% TiO2/HAp/poliakrilat enake antibakterijske lastnosti kot sloj 60/40 mas% TiO2/poliakrilat, pri čem pa dodatek HAp bistveno izboljša obstojnost polimernega veziva pred fotodegradacijo, kar poveča življenjsko dobo materiala.
COBISS.SI-ID: 30653479
Študirali smo kombiniran vpliv peskanja in dolgotrajnega in vitro staranja (pri 134°C vse do 480 ur) na upogibno trdnost popularne biokeramike 3Y-TZP, ki je poznana po svoji podvrženosti k nizkotemperaturnem propadanju (LTD – »low-temperature degradation«). Rezultate smo objavili v vodilni reviji s področja dentalnih materialov. Prvič se nedvoumno pokaže, da 10 mikrometrov spremenjena debela vrhnja plast, ki zaradi peskanja vsebuje tlačne napetosti, pripomore tako k povišani trdnosti (površinsko utrjevanje) kot tudi k povečani odpornosti proti staranju. Ko je bila plast popuščena na račun procesa LTD, sta se vrednosti trdnosti in hitrost staranja vrnili na tiste, ki smo jih izmerili na nepeskanih vzorcih. Trdnost peskanih vzorcev ni bila nižja od nepeskanih tudi po dolgotrajnem staranju. Peskanje tako ni bilo škodljivo za stabilnost keramike 3Y-TZP.
COBISS.SI-ID: 33233881