Zirkoniya ilə bərkidilmiş alüminium oksidi ilə bənzərsiz möhkəmlik (ZTA) Keramika
Zirkonyum bərkidilmiş alüminium oksidi (ZTA) keramika misilsiz möhkəmliyi ilə öyünür. Üstün aşınma müqaviməti ilə öyünürlər, gündəlik işlərdə çətinlik çəkmədən yerinə yetirmək üçün kimyəvi inertlik və aşağı sürtünmə – metallardan daha yüksək sərtlik və sərtlikdən bəhs etməmək.
ZTA, stres altında monoklinik formaya stressin səbəb olduğu faza transformasiyasından keçən alüminium oksidi matrisində metastabil tetraqonal sirkoniya polikristal aqlomeratlarını əhatə edir., beləliklə, kəsmə gərginliyini dağıtır və çatların yayılmasını dayandırır, adətən transformasiya sərtləşməsi kimi tanınır.
Korroziyaya davamlı
ZTA saf alüminium oksidi ilə müqayisədə üstün kimyəvi müqavimət təklif edir və deqradasiya olmadan həddindən artıq temperaturlara davam edə bilir., onu çətin mühitlərdə və şəraitdə sənaye tətbiqləri üçün ideal material seçimi edir.
ZTA-nın möhkəmliyi enerjini dağıdan və udan sirkon hissəcikləri ilə gücləndirilir, çatlamanın qarşısını almağa kömək edir. İtrium oksidi ilə aşqarlandıqda, zirkoniya stres zamanı metastabil tetraqonal fazadan monoklinik fazaya keçir və sınıq möhkəmliyini artıran sıxılma stressləri yaradır..
ZTA kimi sirkoniya əsaslı keramika, termal şoka müqavimət göstərmək üçün alüminium oksidi hissəciklərini ehtiva edir.. Bu, daşlama və kəsmə kimi yüksək performanslı tətbiqlərdə çatlama və ya uğursuzluq olmadan sürətli temperatur dəyişikliklərinə tab gətirməyə imkan verir; onun aşağı xətti və burulma genişlənməsi üstün yükdaşıma qabiliyyəti və performans imkanları təmin edir. ZTA öyünür 2-3 müstəsna yükdaşıma qabiliyyəti və performans imkanları üçün aşağı xətti/burulma genişlənmə əmsallarına malik olmaqla, saf alüminium oksidi ilə müqayisədə dəfələrlə daha güclü dartılma gücü.
High Stiffness
ZTA combines the strength and durability of alumina with zirconia toughening for an exceptional material for demanding applications. This combination offers unparalleled strength, qırılma sərtliyi, elasticity and hardness properties in one package.
Claussen discovered in 1976 that adding unstabilized zirconia to alumina significantly increases its fracture toughness, due to the tetragonal-monoclinic transformation of dispersed fine tetragonal precipitates dispersed within its matrix. Such metastable precipitates are restrained from changing until released by an approaching crack front or other source of relief from their constraint, such as by melting away.
Hot-pressed 10mol% yttria-stabilized zirconia (10YSZ), reinforced with either particulates or platelets containing from 0 to 30wt% alumina content were subjected to rigorous strength, fracture toughness and slow crack growth tests at 1000C in air. Results demonstrated that maximum flexural strength and fracture toughness for platelet composites was attained with this composition content.
High Tensile Strength
Zirconia ceramics offer an extraordinary combination of strength, resilience, and versatility that far outshines traditional technical ceramics. Zirconia formulations like ZTA provide solutions for today’s most difficult applications ranging from aerospace components enduring harsh environments to next-generation biomedical implants designed for longevity – providing reliable solutions for today’s most pressing needs.
ZTA stands out amongst other materials due to its superior flexural strength, fracture toughness and resistance to crack propagation due to its metastable tetragonal phase. This transformation into monoclinic zirconia at low temperature compresses the zone ahead of a crack front to stop further growth.
Yttria Partially Stabilized Zirconia (Y-TZP) and Cerium Partially Stabilized Zirconia (Ce-TZP) exhibit exceptional toughness characteristics similar to ZTA due to the retention of tetragonal phase by maintaining yttria or cerium at lower temperatures, permitting transformation at a more manageable temperature range and showing less surface damage during cyclic loading tests than Alumina counterparts.
Low Friction
Zirconia is one of the hardest engineering ceramics available and its low friction properties help increase wear resistance while decreasing lubrication requirements.
ZTA ceramics contain alumina for maximum toughness. This allows metastable yttria-stabilised tetragonal zirconia particles in an alumina matrix to remain unaltered, remaining crystalized by virtue of an interwoven network of grains.
Controlled composition and processing conditions ensure that spontaneous tetragonal-to-monoclinic transformation does not occur upon cooling from the sintering temperature, contributing to multi-hit capability in fracture toughness testing. Bundan əlavə, high homogeneity in alumina-zirconia composites with small grain sizes results in lower crack energy which in turn translates to shorter crack lengths during diamond indentation tests.
High Thermal Expansion
Alumina matrix’s binding force enables it to prevent the tetragonal zirconia particles from transitioning into monoclinic zirconia upon cooling, thus making 10 mole % yttria-stabilized zirconia-alumina composites stable and crack free.
Addition of cerium to zirconia allows it to be partially stabilized (Ce-TZP). Ce-TZP keeps its tetragonal phase at room temperature and significantly increases toughness, fracture toughness and flexural strength compared to traditional dental ceramic materials.
Zirconia Toughened Alumina composites incorporating Ce-TZP, yttria-stabilized zirconia (Y-TZP), or magnesia-stabilized zirconia (Mg-PSZ) exhibit exceptional toughness that surpasses that of both alumina and monolithic zirconia, making ZTA the perfect candidate for demanding applications like medical implants, aerospace components and industrial machinery. ZTA also boasts many chemical resistance properties that protect it against acids, salt solutions, molten salts alkalis as well as high temperatures.