Zirkonium oksidi və alüminium oksidi bir araya gələrək Zirkonyum Sərtləşdirilmiş Alüminium oksidi verir. (ZTA), bir çox tətbiqlərdə müstəsna materialdır. Mexanik xüsusiyyətlər, güc, qırılma sərtliyi, elastiklik, AZ kompozitləri sinfinə aid olan bu kompozit keramika materialında sərtlik və aşınma müqaviməti yüksək qiymətləndirilir.. ZTA yüksək mexaniki möhkəmliyə görə üstünlük verilən seçimə çevrildi, istilik müqaviməti və korroziyaya qarşı müqavimət.
Kompozisiyanın və strukturun deşifrə edilməsi
Digər şeylər arasında, Zirconia Moughened Alüminium oksidi alüminium oksidi matrisi daxilində bərabər şəkildə dağılmış sirkoniya taxıllarından ibarətdir.. Normalda, bu daxildir 10-20% alüminium oksidində ZrO2 həcmi. Onların nisbətlərindən asılı olaraq, tərkib qarışıqları müəyyən tətbiqdən asılı olaraq spesifik xüsusiyyətlərə malik keramikaya kömək edir.
Tikinti blokları: Alüminium oksidi və sirkon
ZTA yaratmaq üçün qarışdırılan əsas komponentlər alüminium oksidi və sirkondur. Üstəlik, ortopedik implantlar Alüminium Oksid kimi tanınan bu keramika materialından istifadə edilmişdir (Al2O3) tarixdə yaxşı biouyğunluğu, eləcə də böyük mexaniki gücü və qırılma müqaviməti sayəsində.
Zirkoniyanın digər görkəmli xüsusiyyəti onun aşağı korroziya dərəcələri, həmçinin yaxşı kimyəvi dayanıqlığı və yüksək mexaniki gücüdür.. Onun Young modulu paslanmayan polad ərintiləri ilə eyni miqyasdadır.
Necə Hazırlanır
ZTA istehsal etmək alüminium oksidi matrisi boyunca bərabər paylanmış tetraqonal fazalı sirkon dənələrinin yaradılması deməkdir.. Çatların ucundakı gərginlik konsentrasiyası tetraqonal kristal quruluşu monoklinik quruluşa çevirə bilər və bununla da sirkoniyanın həcmində müvafiq artıma səbəb olur.. Belə həcm genişlənməsi çatların böyüməsini effektiv şəkildə geri qaytarır və ya dayandırır, bu da daha möhkəmliyə və möhkəmliyə səbəb olur.
ZrO2-Al2O3 Keramikasının Mexaniki Xassələri
ZTA tərəfindən nümayiş etdirilən mexaniki xassələrin geniş spektri var, o cümlədən, oxşar sıxlıq dəyərlərinə malik adi alüminium oksidlərindən üstün sərtlik, adi alüminiumlardan daha yüksək əyilmə gücü və adi sirkoniyalardan daha aşağı xətti termal genişlənmə əmsalı (CLTE).
Zirkoniya ilə bərkidilmiş alüminium oksidi yüksək mexaniki gücə malikdir və istilik davamlıdır, buna görə də korroziyaya məruz qalmır.. Aşağıda ZTA-nın bəzi xüsusiyyətləri var:
Mülkiyyət Dəyəri
Kimyəvi Formula Zr-Al2O3
Sıxlıq 4.1-4.38 q/sm^3
Sərtlik 1750-2100 Düymə
Elastiklik 45-49 x 10^6 psi
Bükülmə Gücü 100-145 ksi
Poisson nisbəti 0.26
Qırılma Sərtliyi 5-7 MPa m^1/2
İstilik genişlənmə əmsalı 8.0-8.1 x 10^-6 1/C
İstilik keçiriciliyi 20.0-21.0 W/mK
Zərbə Müqaviməti 325 °C
Maksimum işləmə temperaturu 1650 °C
ZrO2-Al2O3 keramika tətbiqləri
Zirconia Toughened Alumina, yüksək güc və aşınma müqaviməti tələb edənlər kimi müxtəlif tətbiqlərdə istifadə olunur. Bunlara klapan möhürləri daxildir, qollar, nasos pistonları, çiləmə ucları və digər sənaye hissələri.
ZTA-nın biouyğunluğu
Müxtəlif tədqiqatlarda, ZTA-nın implantasiya zamanı heç bir mənfi toxuma reaksiyası yaratmadığı bildirildi, beləliklə onu ortopedik yükdaşıyan komponentlər üçün yaxşı bir namizəd edir.. Bundan əlavə, sərtlik, sirkoniya-alüminium keramika tərəfindən nümayiş etdirilən möhkəmlik və möhkəmlik onları ortopedik yükdaşıyan komponentlər üçün uyğun edir..
Hip Artroplastikasında ZTA
Alüminium oksidi kimi keramika üzərində xeyli müzakirələr aparılmışdır, sirkoniya və sirkoniya bərkidilmiş alüminium oksidi (ZTA) kalça artroplastikasında uyğun materiallar kimi . ZTA-nın bu üstünlükləri yüksək mexaniki xassələri və ya yüksək hərəkətsizliyi ilə alüminium oksidi nümayiş etdirən yttria-stabilləşdirilmiş sirkoniya ilə əlaqəli çatışmazlıqları daxil etmədən əldə edilmişdir..
Diz Artroplastikasında ZTA
Əsasən, total diz artroplastiyası üçün keramika implant dizaynları (TKA) Müasir titan və ya kobalt-xrom ərintisi komponentləri aşınma hissəcikləri buraxdıqda xəstələrdə baş verə biləcək allergik reaksiyalar məsələsini həll etmək üçün hazırlanmışdır.. Zirkonyum sərtləşdirilmiş alüminium oksidi (ZTA) Matrix Composite bu cür tətbiqlər üçün qabaqcıl biomaterialdır.
ZTA: Perspektivli Gələcək
Bu, ZTA-nın atributlarını və onun potensial istifadələrini təkmilləşdirmək yolları üzərində davamlı tədqiqat, eləcə də inkişaf daxildir. Başqa bir partiyada emal edilmiş Zirkoniya Möhkəmləndirilmiş Alüminium, kommersiyada mövcud olan Biolox® Delta-dan əhəmiyyətli dərəcədə daha az əyilmə gücü baxımından mexaniki xüsusiyyətlərə malik dizayn edilmişdir.. Başqa, məsələn, silisium nitrid keramika kompozitləri kimi bud-çanaq artroplastikasında tətbiq edilən kompozitlər də alüminiumdan daha yüksək güc nümayiş etdirir. Bir çox tətbiqi və üstün xüsusiyyətləri ilə ZTA üçün gələcək parlaqdır.. Buna görə də, inkişaf edən texnologiya ilə, ZTA-nın müxtəlif cəbhələrdə, xüsusən də biotibbdə yeni konsepsiyalar üçün əsas olacağı gözlənilir.