sirkonium geharde alumina het sy voortreflike meganiese eienskappe bewys in vergelyking met monolitiese sirkonium, insluitend breuktaaiheid en buigsterkte. ZTA se stabiliteit spruit uit sy matriksfase wat die transformasie van tetragonale sirkoniumkorrels beskerm en beperk, help dit om agteruitgang te weerstaan onder in-vivo hidrotermiese toestande.
Buigkrag
Deur sirkonia by alumina-keramiek te voeg, sirkoon geharde alumina word geskep. Hierdie materiaal beskik oor uitstekende buigsterkte en meganiese duursaamheid in situasies wat dit vereis, en weerstaan ook chemiese korrosie sowel as blootstelling aan liggaamsvloeistowwe.
sirkoniumoxide geharde aluminiumoxide kan vinnige temperatuurskommelings weerstaan as gevolg van sy sirkoniumoxide-deeltjies wat in 'n alumina-matriks versprei is wat termiese energie absorbeer en drukspannings skep om krake te voorkom, wat dit geskik maak vir gebruik in verskeie industriële toepassings soos oondkomponente en stoomturbine-enjins.
Hierdie saamgestelde keramiek kombineer die indrukwekkende eienskappe van beide alumina en sirkonium om ekstra sterkte en termiese skokweerstand te lewer, met uitstekende hardheid, buigsterkte, breuktaaiheid en slytasieweerstand wat oortref 99% suiwer alumina in terme van hardheid, taaiheid en slytasieweerstand.
Breukhardheid
Zirkoniumoxide verhoog die breuktaaiheid van alumina-keramiek deur transformasie-verharding. Wanneer getref, metastabiele yttrium-gestabiliseerde sirkoniumoxide verander in monokliniese kristalstrukture wat drukspanning produseer wat kraakvoortplanting voorkom.
Sirkoon geharde alumina is 'n ideale materiaal vir die skep van snygereedskap as gevolg van sy hardheid, termiese stabiliteit en weerstand teen wrywing. Verder, sy voortreflike meganiese eienskappe dra aansienlik by tot sy duursaamheid en betroubaarheid.
ZTA wat deur gelgietwerk vervaardig word, het 'n uitsonderlike kombinasie van buigsterkte, breuktaaiheid, bioversoenbaarheid en hitte/korrosiebestandheid wat dit geskik maak vir heupvervangingschirurgie. Deur gelgietprosesse is dit ook moontlik om sy hardheid-breuk-taaiheid-buigsterkte-parameters aan te pas deur die laaivlakke van die suspensie te verander., vormdikte of sintertemperatuurparameters om resultate te maksimeer.
Stres-rek-krommes
sirkonium geharde alumina materiaal spog met uitstekende sterkte en slytasie weerstand, sowel as uitsonderlike styfheid om swaar vragte te ondersteun sonder om onder druk te vervorm. Verder, dit spog met uitstekende termiese skokweerstand wat dit in staat stel om skielike temperatuurskommelinge te verdra sonder om agteruitgang te ly.
Sirkoniumoxide-inhoud bo 'n sekere limiet verhoog verouderingsdegradasie deur mikrokrake wat tydens afkoeling na sintering geskep word wat as voorkeurroetes dien vir waterpenetrasie in keramiekmateriaal, lei tot mikrokrake wat tydens afkoeling gevorm word wat as voorkeurpaaie dien vir die ingang en verspreiding daarvan. Omgekeerd, wanneer onder hierdie drempel die sirkoniumoxide deeltjies ondergaan stresgeïnduseerde transformasie van tetragonale fase na monokliniese fase wat veroudering degradasie verminder.
Treksterkte
Zirconia geharde aluminiumoxide is harde en duursame materiaal met uitstekende slytweerstand en termiese stabiliteit eienskappe, maak dit geskik vir komponente wat verkoeling benodig. Daarbenewens, termies stabiele oppervlaktes soos hierdie bied termiese beheer sowel as wrywingsweerstand wat dit die ideale materiaalkeuse maak.
Onder stres, ZTA ondergaan 'n fasetransformasie van tetragonaal na monoklinies wat kraakvoortplanting voorkom en fraktuurtaaiheid verhoog, maar sommige studies dui aan dat toenemende ongestabiliseerde sirkoniumoxide lei tot verminderde treksterkte.
ZTA keramiek bevat tipies 10%-20% sirkonia, wat dit moontlik maak om spesifiek vir elke toepassing aangepas te word. ZTA is bioversoenbaar, temperatuurbestand, korrosiebestand, taai genoeg om druk te weerstaan, koste-effektiewe alternatief vir suiwer sirkonium keramiek en kan hoë temperature weerstaan sonder agteruitgang. Vervaardigers van klepseëls kies dit gewoonlik weens sy korrosiebestandheid en drukhouvermoë. – alle kwaliteite ideaal vir klepseëltoepassings.
Impak sterkte
sirkoonoxide geharde aluminiumoxide is hoogs korrosiebestand en besit buitengewone meganiese sterkte, wat hulle geskik maak vir toepassings wat gelyktydig hardheid en taaiheid vereis. Verder, ZTA bied kostebesparings bo suiwer sirkoniumkeramiek.
Die kombinasie van alumina en sirkonia skep 'n keramiek met hoër buigsterkte, breuktaaiheid, en slytasieweerstand as suiwer alumina. Dit kan hoër vragte en impakte weerstaan en word dikwels gebruik as 'n opgradering bo standaard alumina in ontwerpe wat bykomende kenmerke vereis.
Versterking van transformasie is verantwoordelik vir hierdie verhoogde sterkte; onder strestoestande, sirkoniumpartikels verander van hul vierhoekige na monokliniese vorm en brei uit, krake in 'n alumina-matriks saampers en dus lei tot hoër buigsterkte as YSZ (Figure 6c en d).
Korrosieweerstand
ZTA keramiek se kombinasie van alumina en sirkonium bied uitstekende weerstand teen korrosie in vergelyking met suiwer 99% alumina materiaal alleen, en het uitstekende hardheid, breuktaaiheid, buigsterkte, en hardheid eienskappe as sy mededingers.
ZTA beskik oor uitstekende slytasie- en skuurweerstand en chemiese verenigbaarheid, maak dit ideaal vir industriële toepassings wat hoë meganiese duursaamheid vereis. Verder, die kombinasie van materiale spog met uitstekende termiese skokweerstand wat vinnige temperatuurveranderinge moontlik maak sonder om te kraak of te breek.
Sirkoniumoxide-deeltjies wat by 'n alumina-matriks gevoeg word, verhoog sy breuktaaiheid deur transformasie-verharding, 'n effek wat veroorsaak word deur spanningsirkoniumpartikels wat van tetragonale na monokliniese kristalstrukture verander wanneer dit aan drukspanning blootgestel word, vervaardiging van drukspannings wat kraakvoortplanting inhibeer en sy breuktaaiheid aansienlik verhoog.
Termiese skokweerstand
sirkonium geharde alumina is 'n gevorderde keramiek wat alumina en sirkonium kombineer. Om ZTA te skep, sirkoniumoxide word in die hoofalumina-matriks ingebring voor sintering vir ekstra sterkte en termiese skokweerstand bo tradisionele aluminiumoxide-keramiek; boonop spog dit met hoër hardheid, buigsterkte, en digtheid as sy eweknie.
ZTA-verhardingsmeganisme behels stresgeïnduseerde fasetransformasie van tetragonale na monokliniese sirkoniumpartikel kristalstrukture, verhoogde breuktaaiheid terwyl dit beskerm word teen termiese skok en meganiese skuur. sirkonium geharde alumina is hoogs bioversoenbaar en roes nie vinnig nie, maak dit ideaal vir klepseëls. Verder, sy hoë buigsterkte laat dit toe om liggaamsdruk effektief te weerstaan.