イットトリウム安定化ジルコニアとアルミナの量子機械分析：審美性冠の機械的性能への影響

背景：Yttrium安定化ジルコニア（YSZ）とアルミナは、最も一般的に使用される歯科審美冠材です。この研究の目的は、Yttrium安定化ジルコニア（YSZ）とアルミナの比較に関する詳細な情報を提供することを目的としています。 方法論：材料の基底状態エネルギーは、密度汎関数理論（DFT）に基づく第一原理法を採用するケンブリッジシリアルトータルエネルギーパッケージ（CASTEP）コードを使用して計算されました。電子交換相関エネルギーは、Perdew（Burke）Ernzerhofスキーム内の一般化勾配近似（GGA）を使用して評価されました。 結果：ジオメトリの最適化と光学特性、動的安定性、バンド構造、屈折指数、およびこれらの材料の機械的特性の調査は、これらの材料の全体的な理解に寄与します。YSZの幾何学的最適化は、安定した構成を示す結晶構造と多面体の形状の観察に基づいた動的安定性に関する重要な洞察を提供します。アルミナは、その興味深い構造フレームワークと分子レベルの安定性に貢献する独特の電荷、運動、およびポテンシャル（CKP）ジオメトリを示します。アルミナの光学特性は、擬似原子計算を使用して評価され、外部刺激に対する反応性を示しました。屈折率、反射率、および誘電関数は、アルミナによる光の伝達が、審美的な冠の材料としてアルミナの光学性能に不可欠な多数の要因に依存することを示しています。両方の材料のバンド構造を調査し、アルミナのバンドギャップは5.853 eVであると判断されました。さらに、バンド構造は、材料の導電率と光学的特性に影響を与える電子遷移について説明しています。アルミナの安定性は、そのバンドギャップから推測できます。バンドギャップは、その使用を歯科材料として決定する不可欠な特性です。屈折率は、審美的なクラウン材料の重要な光学特性です。したがって、屈折型インデックスグラフを理解する能力は、材料が光にどのように反応するかを通じて透明性と色の歪みを説明します。YSZによって示される調節された吸収特性は、最小限の保証を保証するため、審美的なクラウンの開発に非常に魅力的なオプションになります。色の歪み。 結論：審美性の材料の材料の受容性は、弾性剛性定数、ヤング率、せん断弾性率などの機械的特性によって強く決定されます。YSZは、その優れた機械的強度により、歯科用途向けの非常に耐久性のある材料です。

BACKGROUND: Yttrium-stabilized zirconia (YSZ) and alumina are the most commonly used dental esthetic crown materials. This study aimed to provide detailed information on the comparison between yttrium-stabilized zirconia (YSZ) and alumina, the two materials most often used for esthetic crowns in dentistry. METHODOLOGY: The ground-state energy of the materials was calculated using the Cambridge Serial Total Energy Package (CASTEP) code, which employs a first-principles method based on density functional theory (DFT). The electronic exchange-correlation energy was evaluated using the generalized gradient approximation (GGA) within the Perdew (Burke) Ernzerhof scheme. RESULTS: Optimization of the geometries and investigation of the optical properties, dynamic stability, band structures, refractive indices, and mechanical properties of these materials contribute to a holistic understanding of these materials. Geometric optimization of YSZ provides important insights into its dynamic stability based on observations of its crystal structure and polyhedral geometry, which show stable configurations. Alumina exhibits a distinctive charge, kinetic, and potential (CKP) geometry, which contributes to its interesting structural framework and molecular-level stability. The optical properties of alumina were evaluated using pseudo-atomic computations, demonstrating its responsiveness to external stimuli. The refractive indices, reflectance, and dielectric functions indicate that the transmission of light by alumina depends on numerous factors that are essential for the optical performance of alumina as a material for esthetic crowns. The band structures of both the materials were explored, and the band gap of alumina was determined to be 5.853 eV. In addition, the band structure describes electronic transitions that influence the conductivity and optical properties of a material. The stability of alumina can be deduced from its bandgap, an essential property that determines its use as a dental material. Refractive indices are vital optical properties of esthetic crown materials. Therefore, the ability to understand their refractive-index graphs explains their transparency and color distortion through how the material responds to light..The regulated absorption characteristics exhibited by YSZ render it a highly attractive option for the development of esthetic crowns, as it guarantees minimal color distortion. CONCLUSION: The acceptability of materials for esthetic crowns is strongly determined by mechanical properties such as elastic stiffness constants, Young's modulus, and shear modulus. YSZ is a highly durable material for dental applications, owing to its superior mechanical strength.