專技高考-牙醫師(一)牙醫學(二)(包括口腔病理學、牙科材料學、口腔微生物學、牙科藥理學等科目及其臨床相關知識)109 年第 46 題單選題
牙科用二氧化鋯常會添加穩定劑三氧化二釔(Y2O3),主要目的是希望在室溫時能增加那種晶相的穩定性?
A單斜晶相(monoclinic phase)
B四方晶相(tetragonal phase)正確答案
C立方晶相(cubic phase)
D體心立方晶相(body-centered cubic phase)
B正確答案
氧化釔(Y2O3)穩定劑能讓二氧化鋯在室溫保持「四方晶相」,這是高強度與相變韌化的關鍵。
為什麼答案是 B
添加 Y2O3 可使原本只在高溫存在的四方晶相在室溫下被穩定保留(Y-TZP)。受力時四方相轉為單斜相並伴隨體積膨脹,產生「相變韌化(transformation toughening)」,大幅提升強度與抗裂性。
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完整詳解
Pro · 無限重點 氧化釔(Y2O3)穩定劑能讓二氧化鋯在室溫保持「四方晶相」,這是高強度與相變韌化的關鍵。
記口訣:Y-TZP = Yttria-Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal,TZP 的 T 就是 Tetragonal(四方)。
逐選項分析
A✕ 陷阱
單斜晶相是純二氧化鋯在室溫下的「天然穩定相」,但體積較大且機械性質差。穩定劑的目的正是要「避免」四方相轉回單斜相,而非穩定單斜相,故錯誤。
B✓ 正確
添加 Y2O3 可使原本只在高溫存在的四方晶相在室溫下被穩定保留(Y-TZP)。受力時四方相轉為單斜相並伴隨體積膨脹,產生「相變韌化(transformation toughening)」,大幅提升強度與抗裂性。
C✕ 陷阱
立方晶相為更高溫的相,需添加更多 Y2O3 才能在室溫穩定(如全穩定氧化鋯)。牙科 Y-TZP 主要目標是四方相而非立方相,立方相過多反而降低強度(如高透光氧化鋯)。
D✕
體心立方屬於金屬常見晶體結構(如鐵),並非二氧化鋯的多型相之一。二氧化鋯的三種相為單斜、四方、立方,此選項屬名詞誤植。
二氧化鋯三種晶相與溫度
| 晶相 | 穩定溫度區間 | 特性 | 牙科意義 |
|---|
| 單斜(monoclinic) | 室溫~約1170°C | 體積較大、強度差 | 受力後產物,韌化來源 |
| 四方(tetragonal) | 約1170~2370°C | 高強度、可相變韌化 | Y-TZP 目標相(最重要) |
| 立方(cubic) | 約2370°C以上 | 高透光、強度較低 | 高透光氧化鋯方向 |
考生易把「室溫天然穩定的單斜相」誤認為目標。其實 Y2O3 的作用是把高溫四方相『鎖』在室溫,藉相變韌化提升強度,而非穩定單斜相。D 的體心立方更是金屬結構名詞混入,屬干擾選項。
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