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La sintérisation des Zircones
1. Le Séchage / Déshydratation
La formation de vapeur, ou une déshydratation trop rapide disloquerait les grains de Zircone, entrainant une fragilisation ou des fissures imperceptibles à cru.
2. Rampe de calcination
De la T°c ambiante à 300 voire 500°c, les liants sont éliminés, c’est ce que l’on appelle le déliantage, on restera prudent, en allant trop vite on peut à nouveau créer des fragilisations.
3. Rampe de chauffe
Au-delà de la phase de déliantage et jusqu’à 1170°c peu de changements interviennent, il s’agit essentiellement d’une montée en température. À partir de 1170°c les cristaux monocliniques se convertissent en quadratiques avec un changement dimensionnel et des tensions internes. Cependant comme les fours ont une certaine inertie, les fabricants proposent parfois de ralentir la vitesse auparavant.
4. Rampe de sintérisation - contraction
C’est une étape capitale, car c’est à se stade que la contraction et la sintérisation s’opèrent.
- De 1170°c à 1350°c, selon la compacité, la granulométrie de la zircone, la manière dont la pièce est disposée dans le four, les vitesses proposées seront de 2 à 10°c.
Dans cette phase de chauffe, les espaces entre grains se comblent par évaporation condensation et les grains se resserrent, ce qui entraine une contraction proche de 20%. Le fait d’aller trop vite ferait que les zones fines s’échaufferaient et se contracteraient trop vites par rapport aux zones plus épaisses, créant des déformations, des tensions voire des fractures.
5. Accélération pour gain de temps
Au-delà de 1350°c et jusqu’à la température finale, certains fabricants accélèrent la vitesse de chauffe dans le but de gagner un peu de temps.
6. Stabilisation de consolidation
Le maintien en température finale est essentiel, car il permet la soudure des grains entre eux. Le temps permet à la température d’agir dans l’épaisseur de la matière et de créer des associations solides entre les grains. Le matériau étant réfractaire le processus est très lent.
- Le temps recommandé tenant compte des fortes épaisseurs est généralement de 120’ à 150’ selon les Zircones.
La température finale varie selon les marques et types de Zircone.
-Une erreur classique est d’augmenter cette température, pensant trouver plus de translucidité ou améliorer la solidité, ou encore de sintériser des Zircones différentes à une même température inappropriée.
La calibration des fours à ces températures est délicate, des ajustements manuels mineurs raisonnables peuvent être bénéfiques.
Une augmentation de 15°c à 25°c, diminuera la saturation de la teinte et baissera la luminosité, inversement une diminution de 15°c à 25°c, ou plus, augmentera la saturation de la teinte et augmentera la luminosité.
Si les ajustements manuels atteignent 25°c il faut absolument calibrer le four !
7. Rampe de refroidissement
C’est une étape très souvent négligée et pourtant très importante, notamment dans le cas de bridges où les épaisseurs sont très différentes entre un inter, un connecteur une chape pilier.
- Un refroidissement trop rapide ferait que les parties fines se contracteraient plus vite que les zone épaisses, d’où, tensions, déformations, fractures.
- Si à la chauffe les cristaux monocliniques se transforment en quadratiques au-delà de 1170°c, au refroidissement ils ne retrouvent leur état monoclinique, réduit de 5%, qu’en dessous de 900°c, phénomène dit d’hystéresis.
- Cela signifie qu’entre la T°c finale et 800°c la vitesse théorique de refroidissement pour les bridges ne devrait pas être trop rapide, 5 à 10°c x minute selon l’importance des restaurations.
-Ne pas gérer ce paramètre et laisser le refroidissement se faire four éteint n’est pas idéal car le four refroidira rapidement dans les hautes températures, de l’ordre de 125°c x’, ralentissant progressivement pour atteindre 75°c x’ à l’approche de 800°c, et enfin de plus en plus lentement. C’est-à-dire le contraire de ce que l’on recherche.
