Recycling of dental zirconia residuals resulting from CAD/CAM milling process


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: MERVE TORMAN KAYALAR

Danışman: Mücahit Sütçü

Özet:

%3 mol itriya ile stabilize edilen ön sinterlenmiş zirkonya bloklar, yüksek mekanik mukavemetleri, yüksek oksidasyon ve aşınma direnci, yüksek sertlikleri ve mükemmel biyouyumlulukları nedeniyle diş protezlerinde en yaygın kullanılan dental malzemelerdendir. Dental blokların CAD/CAM ile işlenmesi sayesinde mükemmel hassasiyet ve yüksek yüzey kalitesine sahip estetik restorasyonlar üretilebilmektedir. Ancak CAD/CAM işlemi sırasında işlenen blokların sadece %30'u ürüne dönüştürülebilirken, bir kısmı toza dönüşerek filtrelerde toplanmakta, kalan kısmı ise işlenmiş atık bloklar olarak inaktif hale gelmektedir. Zirkonyanın maddi değeri düşünüldüğünde, belirtilen miktarlardaki atık zirkonya, ciddi bir ekonomik kayba neden olmaktadır. Çevresel ve ekonomik açıdan bakıldığında, bu atıkların geri dönüştürülmesi ve katma değeri yüksek bir malzeme olarak yeniden kullanılmasının bariz faydaları olacaktır. Bu motivasyonla bu tez çalışmasında, CAD/CAM işleme süreci sonrasında oluşan dental zirkonya blok atıklarının geri dönüşümü ve dental uygulamalarda tekrar kullanılabilirliği araştırılmıştır. Yerel bir diş laboratuvarından yeterli miktarda toplanan atık diş zirkonya blokları toz haline getirildi ve 45 µm'nin altında elendi. Hammadde karakterizasyonundan sonra, geri dönüştürülen dental zirkonya tozu, %3 mol itriya katkılı ticari zirkonya tozu ile çeşitli oranlarda karıştırılmıştır. Hazırlanan bileşimlere pelet forma getirildikten sonra 250 MPa basınç altında soğuk izostatik pres (CIP) uygulanmıştır. Hazırlanan numuneler önce 1000°C'de 4 saat ön sinterlenmiş, ardından 1450°C, 1500°C ve 1550°C'de 2 saat süre ile tam sinterlenmiştir. Elde edilen seramik bünyelerin ağırlık ve boyutsal değişimleri hesaplanmıştır. Numunelerin faz analizleri ve yaşlandırma testi (LTD) sonrasında numunelerde meydana gelen tetragonal-monoklinik faz dönüşümleri X-ışını kırınımı (XRD) ile tespit edilmiştir. Hammaddelerin ve sinterlenen numunelerin morfolojik özellikleri ile tane boyutları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile tayin edilmiştir. Yoğunluk ölçümleri Arşimed metodu ile gerçekleştirilmiştir. Sinterlenen numunelere çeşitli mekanik testler (Vickers sertliği, kırılma tokluğu ve üç nokta eğilme testi) uygulandı ve sonuçlar sinterleme sıcaklığına ve geri dönüştürülmüş zirkonya tozu ilavesine göre değerlendirildi. Elde edilen bulgular tamamen ticari tozdan üretilmiş numuneler (COM) ve CAD/CAM'de işlenmiş orjinal bloktan üretilen numuneler (OB) ile kıyaslanarak, %3 mol itriya ile stabilize edilen ön sinterlenmiş atık dental zirkonya blokların geri dönüştürülerek dental alanlarda yeniden kullanılabilirliği hakkında çıkarımlarda bulunulmuştur.