Диоксид циркония, как и многие элементы имеет кристаллическую решётку.
Между узлами (трансляциями) решётки могут быть разные расстояния и разные углы.
В зависимости от этого выделяют три разные формы кристаллических решёток диоксида циркония:
1. Моноклинная. Трансляции не равны между собой. Этот вид встречается в природе в виде минерала бадделеита.
2. Тетрагональная. Две трансляции из трёх равны между собой. Этот вид присутствует во многих циркониевых керамиках.
3. Кубическая. Все трансляции равны между собой. Этот вид оксида циркония очень нестабилен.
Диоксид циркония, применяемый в стоматологии, имеет тетрагональную кристаллическую решетку. И это неспроста!
При механических нагрузках или даже перегрузках, которые неминуемо возникают в полости рта при жевании, возможны трещины внутри материала. Механические напряжения у вершины образующейся микротрещины вызывают переход из тетрагональной формы диоксида циркония в моноклинную, а это в свою очередь сопровождается увеличением объёма материала. Такое локальное увеличение объёма на вершине микротрещины сопровождается и увеличением давления в локальном участке, что как бы сдавливает увеличившийся в объёме диоксид циркония. Это стабилизирует трещину и замедляет её распространение.
Схематично это выглядит так:
Такой уникальный процесс напряжения и деформации обычно встречается только в стальных сплавах. Именно из-за этого оксид циркония, стабилизированный иттрием, который используется в стоматологии, называют ещё «керамической сталью».