Zirconia geharde alumina

Alumina-sirkonium-komposiete word verhard deur spanning-geïnduseerde transformasie van fyn tetragonale sirkoon-deeltjies in harde, sterk materiale met uiterste sterkte en taaiheid wat dit geskik maak vir verskeie toepassings en omgewings.

Gelcasting is gebruik om ZTA-monsters te vervaardig, met sorgvuldige aandag aan die optimalisering van floddervoorbereiding met verskillende vaste beladings, giet- en ontvormprosesse, oplosmiddel droog (osmotiese versus lugdroging), en pirolise en sinterprosesse by 1550 en 1650 degC vir droogdoeleindes. Digtheid, hardheid, breuktaaiheid en buigsterktebepalings is uitgevoer op alle monsters wat met behulp van gelgietwerk vervaardig is.

Dit het 'n hoë hardheid

Sirkoon geharde alumina (ZTA) is ideaal vir veeleisende toepassings as gevolg van sy hoë hardheid. Vervaardig met behulp van gel giet, ZTA bied kostebesparings bo ander keramiekmateriaal terwyl dit spog met uitstekende sterkte. ZTA kan temperature van verdra 1650 degC terwyl dit koste-effektief bly omdat dit bestaan ​​uit poeiers van yttriumgestabiliseerde sirkoniumoxide en alumina wat gekombineer is met behulp van gelgiet- en sintertegnieke.

ZTA keramiek staan ​​uit vanweë hul merkwaardige taaiheid as gevolg van die transformasie van tetragonale na monokliniese fases, verhoog die breuktaaiheid met soveel as twee. Hierdie meganisme word veroorsaak deur verskille tussen hul elastiese modulus tussen hul onderskeie fases – sirkonia en alumina onderskeidelik – wat beteken dat stresvelde wat tydens fasetransformasie geskep word, dien eintlik om kraakvoortplanting te versag, wat ZTA baie taaier maak as tradisionele alumina-keramiek.

Sirkoon-geharde alumina spog met uitstekende hardheid en breuktaaiheid bo AlN, sowel as uitstekende buigsterkte in vergelyking met beide hierdie materiale, maak dit 'n uitstekende kandidaat vir motor- en volhoubare energietoepassings. Verder, ZTA beskik oor uitstekende termiese skokweerstand sowel as goeie elektriese isolasie-eienskappe, maak dit geskik vir motorgebruik en ander mediese gebruike; boonop, ZTA toon nie DNA-skade of kankerogenetiese effekte in soogdierselle nie, die verskaffing van potensiële gebruik as tandheelkundige inplantingsmateriaal as gevolg van sy uitstekende meganiese eienskappe en bioversoenbaarheidseienskappe.

Dit het 'n hoë taaiheid

Sirkoon geharde alumina (ZTA), of sirkonium geharde alumina, is 'n keramiekmateriaal wat bestaan ​​uit beide alumina en sirkonium wat buitengewone meganiese eienskappe bied soos hoë buigtaaiheid, breuktaaiheid, elastisiteit, hardheid en slytasieweerstand. Die verhouding tussen hierdie materiale kan maklik aangepas word om aan spesifieke toepassings te voldoen; ZTA-produkte oortref dié wat met suiwer sirkoniumoxide gemaak is, terwyl dit meer koste-effektief is.

Hierdie materiaal is suksesvol gebruik in heupvervanging femorale koppe en acetabulêre voerings as gevolg van sy bioversoenbaarheid en langtermyn lasdraende vermoëns. Egter, die geskiktheid daarvan moet eers in vivo geëvalueer word.

ZTA bereik hoë taaiheid as gevolg van sy metastabiele tetragonale struktuur en drukkrag van 'n alumina matriks, waar hoë trekspannings transformasie-verharding veroorsaak; dit wil sê, sirkonia transformeer na monokliniese vorms wanneer dit aan drukkragte van 'n aluminamatriks onderwerp word, die vervaardiging van stresenergieë wat kraakvoortplanting vertraag of stop en sodoende transformasieversterkingseffekte veroorsaak wat kraakvoortplanting voorkom.

ZTA spog met aansienlik verbeterde buigsterkte oor 99% alumina keramiek as gevolg van sy metastabiele tetragonale fase en alumina matriks, dit aansienlik oortref in hierdie verband. Egter, alumina-sirkonium-komposiete kan bros word as gevolg van laer homogeniteit en luginsluiting, sowel as deeltjie-agglomerasie wat lei tot puntdefekte en verminderde buigsterkte – tog oortref sy werkverrigting tradisionele alumina-keramiek in mediese en industriële toepassings.

Dit het 'n hoë sterkte

Sirkoon geharde alumina is 'n uiters duursame materiaal, wat dit geskik maak vir lasdraende toepassings. Geproduseer deur stres-geïnduseerde transformasie van fyn tetragonale sirkoonoxide deeltjies in 'n alumina matriks, sy produksie lei tot hoogs eenvormige partikelverspreiding met buitengewone sterkte- en taaiheidseienskappe.

Keramiek is ook hoogs bestand teen chemiese korrosie. Dit is geskik vir baie gebruike, insluitend mediese inplantings en tandheelkundige materiale as gevolg van sy vermoë om herhaalde blootstelling aan liggaamsvloeistowwe en chemikalieë te weerstaan..

ZTA staan ​​ook uit met sy termiese skokweerstand, aangesien die sirkoniumoxide-deeltjies wat in 'n alumina-matriks versprei is, termiese energie absorbeer en drukspannings skep om kraakvorming te vermy – dit laat ZTA-keramiek veilig gebruik word vir hoëtemperatuurtoepassings soos oondkomponente en turbine-enjinonderdele sonder om skade of mislukking te waag.

ZTA kry sy krag uit sy struktuur en nanopartikelverspreiding, sowel as warm isostatiese pers en konvensionele sintering vir verhoogde betroubaarheid. Vir ekstra buigsaamheid, dit kan ook vervaardig word deur gebruik te maak van sol-gel vervaardigingsmetodes wat molekules in vaste stowwe omskep – in hierdie geval, die kombinasie van alumina poeier en sirkonium poeiers in 'n jelagtige vloeistof wat dan in verskillende vorms gevorm kan word voordat dit in 'n oond gebak word totdat uitharding plaasgevind het voordat dit ontvorm en gedroog word om ZTA met hoëdigtheid fyn kristalstrukture saam met veranderde kristal te lewer, atoom, elektroniese toestande wat lei tot ZTA wat hoë digtheid sowel as veranderde kristal vertoon, atoomtoestande sowel as veranderde kristalstrukture, veranderde kristalstrukture sowel as veranderde kristal, atoomtoestande wat lei tot veranderde kristal, atoomtoestande vir verhoogde betroubaarheid.

Dit het 'n hoë temperatuur weerstand

ZTA-materiaal bied uitstekende temperatuurweerstand, maak dit geskik vir toepassings wat uiterste duursaamheid vereis. Verder, sy korrosiebestandheid en hoër buigsterkte maak ZTA geskik vir langtermyn blootstelling aan temperature tot 1773 K – wat dit 'n uitstekende keuse maak vir langtermyn-toerustingblootstelling aan hoë hittevlakke.

Onlangse navorsing dui daarop dat sirkonia die meganiese eienskappe van alumina verbeter, spesifiek sy taaiheid en buigsterkte. Hierdie effek vind plaas omdat sirkoonoxide deeltjies drukspanning op 'n aluminamatriks vorm wanneer onder spanning; hierdie drukspanning help om kraakvoortplanting te verminder terwyl dit terselfdertyd breuktaaiheid verhoog.

Talle faktore beïnvloed die werkverrigting van ZTA-komposiete, soos die sintermetodes en temperature daarvan, asook die hoeveelheid sirkonia wat bygevoeg word. In die algemeen, die byvoeging van meer sirkonia is geneig om werkverrigting te verbeter; te veel sirkoniumoxide kan egter sy buigsterkte sowel as breuktaaiheid verminder.

Alumina-sirkoniumoxide-geharde alumina (DIT) is 'n gevorderde tegniese keramiekmateriaal wat in verskeie industriële toepassings gebruik word. Gemaak van alumina en sirkoniumoksied verbind deur keramiekbindings wat buigsterkte en breuktaaiheid van die materiaal verbeter, AZT maak 'n uitstekende materiaal vir masjinerie wat aan hoë temperature soos oonde en oonde blootgestel word.