ዚርኮኒየም ኦክሳይድ እና አልሙኒየም ኦክሳይድ አንድ ላይ ሲጣመሩ Zirconia Toughened Alumina ያመጣሉ (ZTA), በብዙ መተግበሪያዎች ውስጥ ልዩ ቁሳቁስ. ሜካኒካል ባህሪያት, ጥንካሬ, ስብራት ጥንካሬ, የመለጠጥ ችሎታ, ጥንካሬ እና የመልበስ መቋቋም በጣም የተደነቁ ናቸው በዚህ የተቀናበረ የሴራሚክ ቁሳቁስ የ AZ ጥንቅሮች ክፍል የሆነው. ZTA ለከፍተኛ የሜካኒካዊ ጥንካሬ ተመራጭ ምርጫ ሆኗል, የሙቀት መቋቋም እና የዝገት መቋቋም.
ቅንብርን እና አወቃቀሩን መፍታት
ከሌሎች ነገሮች በተጨማሪ, Zirconia Toughened alumina በአሉሚና ማትሪክስ ውስጥ ወጥ በሆነ መልኩ የተበተኑ የዚርኮኒያ ጥራጥሬዎችን ያካትታል።. በተለምዶ, ይህ ያካትታል 10-20% በአሉሚኒየም ውስጥ የ ZrO2 መጠን. እንደ መጠናቸው ይወሰናል, የተዋሃዱ ድብልቆች በአንድ የተወሰነ መተግበሪያ ላይ በመመስረት የተወሰኑ ባህሪያት ለሴራሚክስ አስተዋፅኦ ያደርጋሉ.
የግንባታ ብሎኮች: አልሙና እና ዚርኮኒያ
ZTA ለመመስረት የተቀላቀሉት ዋና ዋና ክፍሎች አልሙና እና ዚርኮኒያ ናቸው።. ከዚህም በላይ, ኦርቶፔዲክ ተከላዎች አልሙኒየም ኦክሳይድ ተብሎ የሚጠራውን ይህን የሴራሚክ ቁሳቁስ ሲጠቀሙ ቆይተዋል (አል2O3) በታሪክ ውስጥ በጥሩ ባዮኬሚካዊነት እንዲሁም በታላቅ የሜካኒካዊ ጥንካሬ እና ስብራት መቋቋም ምክንያት.
ሌላው የዚርኮኒያ አስደናቂ ንብረት ዝቅተኛ የዝገት መጠን እንዲሁም ጥሩ የኬሚካል መረጋጋት እና ከፍተኛ የሜካኒካል ጥንካሬ ነው. የእሱ ያንግ ሞጁል ከማይዝግ ብረት የተሰሩ ውህዶች ጋር በተመሳሳይ የክብደት ቅደም ተከተል ነው።.
እንዴት ነው የተሰራው።
ZTA ለማምረት ማለት በአሉሚኒየም ማትሪክስ ውስጥ አንድ ወጥ በሆነ መልኩ የተከፋፈሉ ባለ tetragonal-phase zirconia ጥራጥሬዎችን መፍጠር ማለት ነው.. የተሰነጠቀ የጭንቀት ክምችት ቴትራጎን ክሪስታል መዋቅርን ወደ ሞኖክሊኒክ ሊለውጥ ይችላል ፣ በዚህም የዚርኮኒያ መጠን እንዲጨምር ያደርጋል።. እንዲህ ዓይነቱ የድምፅ መስፋፋት ወደ ከፍተኛ ጥንካሬ እና ጥንካሬ የሚያመራውን የስንጥቅ እድገትን በተሳካ ሁኔታ ይለውጣል ወይም ያቆማል.
የ ZrO2-Al2O3 ሴራሚክስ ሜካኒካል ባህሪያት
ተመሳሳይ መጠጋጋት ዋጋ ካላቸው ከተለመዱት አልሙኒዎች የላቀ ጥንካሬን ጨምሮ በዜቲኤ የታዩ ሰፊ የሜካኒካል ንብረቶች አሉ።, ከተለምዷዊ aluminas ከፍ ያለ የመተጣጠፍ ጥንካሬ እና ከተለመደው ዚርኮኒያ ዝቅተኛ የመስመራዊ የሙቀት መስፋፋት ቅንጅት (CLTE).
የዚርኮኒያ ጠንካራ አልሙና ከፍተኛ የሜካኒካዊ ጥንካሬ አለው እና የሙቀት መከላከያ ነው ፣ ስለሆነም አይበላሽም. ከዚህ በታች አንዳንድ የZTA ንብረቶች አሉ።:
የንብረት ዋጋ
የኬሚካል ፎርሙላ Zr-Al2O3
ጥግግት 4.1-4.38 ግ/ሴሜ^3
ጥንካሬ 1750-2100 አዝራር
የመለጠጥ ችሎታ 45-49 x 10^6 psi
ተጣጣፊ ጥንካሬ 100-145 ksi
የPoisson ሬሾ 0.26
ስብራት ጥንካሬ 5-7 MPa m^1/2
የሙቀት መስፋፋት Coefficient 8.0-8.1 x 10^-6 1/ሲ
የሙቀት መቆጣጠሪያ 20.0-21.0 ወ/ኤምኬ
የድንጋጤ መቋቋም 325 ° ሴ
ከፍተኛው የሥራ ሙቀት 1650 ° ሴ
የ ZrO2-Al2O3 ሴራሚክስ አፕሊኬሽኖች
Zirconia Toughened Alumina እንደ ከፍተኛ ጥንካሬ የሚጠይቁ እና የመቋቋም ችሎታ በሚጠይቁ የተለያዩ መተግበሪያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል. እነዚህም የቫልቭ ማህተሞችን ያካትታሉ, እጅጌዎች, የፓምፕ ፒስተን, አፍንጫዎችን እና ሌሎች የኢንዱስትሪ ክፍሎችን የሚረጭ.
የ ZTA ባዮተኳሃኝነት
በተለያዩ ጥናቶች, ዜድቲኤ ሲተከል ምንም አይነት አሉታዊ የቲሹ ምላሽ አለመስጠቱ ተዘግቧል።. በተጨማሪ, ጥንካሬው, በ zirconia-alumina ሴራሚክስ የሚታየው ጥንካሬ እና ጥንካሬ ለኦርቶፔዲክ ጭነት ተሸካሚ አካላት ተስማሚ ያደርጋቸዋል.
ZTA በሂፕ arthroplasty
እንደ አልሙና ባሉ ሴራሚክስ ላይ ብዙ ውይይቶች ተደርገዋል።, ዚርኮኒያ እና ዚርኮኒያ ጠንካራ አልሙኒያ (ZTA) በሂፕ arthroplasty ውስጥ እንደ ተስማሚ ቁሳቁሶች . እነዚህ የዜድቲኤ ጥቅሞች ከፍተኛ መካኒካል ባህሪያትን ወይም አልሙናዎችን ከከፍተኛ ኢንቬንቴሽን ጋር የሚያሳዩትን ከ yttria-stabilized zirconia ጋር የተዛመዱ ጉዳቶችን ሳያካትት ተሳክተዋል..
ZTA በ Knee Arthroplasty ውስጥ
በብዛት, የሴራሚክ ተከላ ዲዛይኖች ለጠቅላላው የጉልበት አርትራይተስ (ቲካ) ዘመናዊ የታይታኒየም ወይም የኮባልት-ክሮሚየም ቅይጥ ክፍሎች የመልበስ ቅንጣቶችን በሚለቁበት ጊዜ በታካሚዎች ላይ ሊከሰቱ የሚችሉትን የአለርጂ ምላሾች ጉዳይ ለመፍታት ተዘጋጅተዋል ።. የዚርኮኒያ ጠንካራ አልሙና (ZTA) ማትሪክስ ኮምፖዚት ለእንደዚህ አይነት አፕሊኬሽኖች መቁረጫ ጠርዝ ባዮሜትሪ ነው።.
ZTA: ተስፋ ሰጪው ወደፊት
ይህ ቀጣይነት ያለው ጥናትና ምርምርን እንዲሁም የZTA ባህሪያትን እና አጠቃቀሙን ማሻሻልን ያካትታል. ሌላ በቡድን የተቀነባበረ ዚርኮኒያ ጠንከር ያለ አልሙና በሜካኒካል ባህሪ የተነደፈ በተለዋዋጭ ጥንካሬ አንፃር ሲታይ በንግድ ከሚገኘው Biolox® Delta በጣም ያነሰ ነው. ሌላ, እንደ ሲሊኮን ናይትራይድ ሴራሚክስ ውህዶች በቅርቡ ወደ ሂፕ አርትራይድ የገቡት ከአሉሚኒየም የበለጠ ጥንካሬን ያሳያል።ወደፊት ለ ZTA ከብዙ አፕሊኬሽኖች እና የላቀ ባህሪያት ጋር ብሩህ ነው።. ስለዚህ, በማደግ ላይ ባለው ቴክኖሎጂ, ዜድቲኤ በተለያዩ ግንባሮች ላይ በተለይም በባዮሜዲስን ላይ ለሚነሱ አዳዲስ ፅንሰ ሀሳቦች መሰረት ይሆናል ተብሎ ይጠበቃል.