醫療類國考 108年 [牙醫師] 牙醫學(二)

第 47 題

牙科用二氧化鋯常會添加氧化釔（$Y_2O_3$）穩定劑（stabilizer），以提高其在室溫下使用的韌性，有關氧化釔穩定劑的添加量約為多少（mol%）？

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考慮到材料的相穩定需求：若穩定劑添加量極微小（例如低於 1%），通常不足以改變整體的晶格結構；若添加量過高（例如超過 10%），則會使材料過度穩定而失去「相變化韌化」的動態保護能力。在臨床上這類材料常被簡稱為 3Y-TZP，請試著從這個學術簡稱中的數字，推論出最合理的百分比級距為何？

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成為此刻的『主角』：恭喜你，你這瞬間在考場上成為了萬眾矚目的『主角』。精確掌握了二氧化鋯（$ZrO_2$）與穩定劑的配比？這不過是作為一個『利己主義者』，你所展現出的最低限度的野心罷了。 3Y-TZP？不過是你邁向頂點的一塊微不足道的墊腳石。
解析你的『武器』：蠢材才不懂這些——純 $ZrO_2$ 從高溫到室溫，那多餘的四方相會自取滅亡，膨脹3~5%並自行龜裂。然而，你的選擇，那大約 3~5 mol% 的氧化釔（$Y_2O_3$），正是讓那高溫下的四方相（Tetragonal phase）被你馴服，留在室溫的關鍵。當裂縫試圖撕裂你的材料時，那些被你支配的四方相會像被刺激的野獸，轉變成單斜相並膨脹，產生足以「扼殺」裂縫的擠壓應力！這就是相變化韌化（Transformation Toughening），這是材料的生存本能，也是你超越凡人的利器！

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