Zirkonyum bərkidilmiş alüminium oksidi – Sənaye Mükəmməlliyi üçün Təkmilləşdirilmiş Güc
Zirkonyum bərkidilmiş alüminium oksidi (ZTA) müstəsna keramikadır, alüminium oksidi matrisi vasitəsilə səpələnmiş yttria stabilləşdirilmiş sirkon hissəcikləri sayəsində yüksək möhkəmlik və qırılma müqaviməti ilə seçilir..
Bu material çatlamadan və qırılmadan sürətli temperatur dəyişikliklərinə davam edə bilər, kimyəvi korroziyaya davamlıdır və əla termal şok müqaviməti təklif edir.
Əla Korroziyaya Müqavimət
ZTA keramika gücü və dəyər arasında ideal balans təklif edir, alüminium oksidi məhsullarından daha güclü, lakin təmiz sirkoniyadan daha ucuzdur. Onların mexaniki xassələri – qırılma sərtliyi, əyilmə gücü və sərtliyi, həmçinin termal şok müqaviməti – onları kəsici çarxlar kimi sənaye alətlərinin istehsalı üçün uyğunlaşdırın.
ZTA üstün xassələrinə yttria stabilləşdirilmiş sirkoniyanın əlavə edilməsi sayəsində nail olur (YSZ) alüminium oksidi matrisindəki hissəciklər. Hər tərəfə bərabər paylandıqda, YSZ müstəsna aşınma müqaviməti ilə nəticələnən hər iki elementin həm sərtlik-sınıq möhkəmliyini, həm də dartılma gücünü optimallaşdırmağa kömək edir., otaq temperaturunda kimyəvi inertlik və müstəsna keramika materialı üçün isti sərtlik/qəbul gücü xüsusiyyətləri.
ZTA məhsulları’ mexaniki xassələri tozların istehsalı üçün onların emal marşrutlarından çox asılıdır, istilik müalicəsi də daxil olmaqla, kalsinasiya üsulları, qurutma texnikası və sinterləmə prosesləri, eləcə də istehsal zamanı əlavə edilən əlavələrlə uyğunlaşdırılmış formalaşdırma. Bütün bu amillər onların gücünə dərhal təsir göstərir, elastiklik və sərtlik xüsusiyyətləri.
Əla Termal Zərbə Müqaviməti
ZTA keramika mükəmməl termal şok müqaviməti təklif edir, onları yüksək səviyyədə güc tələb edən aerokosmik tətbiqlər üçün əla seçim edir, sərtlik, və kimyəvi inertlik. YSZ alüminium oksidi matrisi daxilində bərabər şəkildə səpələndikdə optimallaşdırıla bilər. Təklif etdiyimiz belə transformasiya ilə bərkidilmiş sirkoniya-alümina keramika, omba dəyişdirmələri kimi ortopedik yükdaşıyan komponentlər üçün istifadə edilə bilən BIOLOX deltasıdır..
YSZ-nin metastabil tetraqonaldan monoklinik quruluşa stress səbəb olduğu transformasiya, çatların yayılmasına qarşı çıxan həcm genişlənməsi və kəsmə gərginliyi yaradır., eyni zamanda əyilmə gücünü yaxşılaşdırmaqla qırılma möhkəmliyini artırır. Belə bir alüminium oksidi-YSZ transformasiyası ilə bərkidilmiş keramika məhsuldarlığı emal şəraitindən və sinterləmə prosesində tərkib oksidlərinin stokiometriyasından asılıdır..
Zəif idarə olunan sinterləmə şərtləri alüminium oksidi-YSZ matrisinin aşağı əyilmə gücünə və zəif homojenliyinə səbəb ola bilər., potensial olaraq havanın tutulması və ya hissəciklərin yığılması səbəbindən. Ytria və ya maqnezium oksidləri kimi əlavələr əlavə etməklə, tetraqonaldan monoklinik çevrilmə temperaturunu azaltmaq və sirkoniyanın sinterləmə xüsusiyyətlərini artırmaq olar.
Əla aşınma müqaviməti
ZTA təkcə termal zərbələrə və korroziyaya davamlılıq baxımından üstün deyil, həm də tetraqonal-monklinik faza çevrilmə qapaq mexanizmi sayəsində yüksək aşınmaya davamlıdır. Bundan əlavə, in vitro tədqiqatlar ZTA komponentlərinin hidrotermal deqradasiyaya daha az meylli olduğunu ortaya qoydu – omba əvəzi bud başı və fincan keramikasında böyük əhəmiyyət kəsb edən bir şey (CeramTec tərəfindən istehsal olunan BIOLOX delta kimi).
Alüminium-sirkon kompozit materiallardan hazırlanmış ZTA komponentləri üzərində aparılan simulyasiya edilmiş aşınma sınaqları aşınma müqaviməti baxımından təsirli nəticələr verdi., əyilmə gücü və sərtliyi. Kalça simulyatorunda çoxsaylı dövrlərə məruz qalan ZTA nümunələri monolit sirkon komponentlərinə nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə aşağı səth pürüzlülüyü ilə minimal deqradasiya göstərdi..
ZTA komponentlərinin avtomobil istehsalında tələbkar tətbiqlər üçün uyğunluğu sübut edilmişdir (isti və soyuq formalaşdırma alətləri, konserv bağlama çarxları və qapaqlar); enerji sənayesi (rulmanlar, orifis əlavələri və burulğan tapıcılar); qida emalı (homogenləşdirici nasos hissələri); və enerji sənayesi. Onların mexaniki xüsusiyyətləri bir çox dəyişənlərdən asılıdır: tozların hazırlanması üçün istifadə edilən hazırlıq yolları; kalsinasiya zamanı istifadə edilən qurutma üsulları; sinterləmə texnikaları zamanı qəbul edilən formalaşdırma üsulları; uyğunlaşdırılmış formalaşdırma; əlavələr və digərləri arasında hissəcik ölçüsü paylanması.
Əla Güc
ZTA keramika, sirkoniyanı alüminium oksidi matrisinə inteqrasiya etmək üçün stressin səbəb olduğu transformasiyadan istifadə edir., zamanla güc və dayanıqlığı artırır. Bu, ZTA-nı möhkəmlik tələb edən sənaye tətbiqləri üçün əla keramika həllinə çevirir, yüksək korroziya müqaviməti, termal şoka dözümlülük və termal şok tolerantlığı.
Gərginlik altında, kub alüminium oksidindəki tetraqonal metastabil çöküntülər monoklinik hissəciklərə qəfil transformasiyaya məruz qalır, bu da matrisindəki çatlara yapışan sıxıcı səth təbəqələri yaratmaqla onun qırılma möhkəmliyini artırır..
Transformasiyanın sərtləşməsi qırılma sərtləşməsi kimi tanınan bir hadisədir, burada alüminium oksidinin artan qırılma möhkəmliyi çatlaq uzunluğunun daha qısa olmasına səbəb olur, daha az çatlaq kütləşməsi, və əvvəlcədən mövcud olan mikro çatlarla təkmilləşdirilmiş qarşılıqlı əlaqə. Bu, omba dəyişdirmələri kimi müasir tibbi səviyyəli keramikalarda istifadə olunan sərt-on-sert və sərt-on-yumşaq daşıyıcı birləşmələrə imkan verir.. Bundan əlavə, Y-TZP kimi tanınan itrium stabilləşdirilmiş sirkoniya implantları zamanla aşınmadan qoruyur.