Цырконіевы загартаваны аксід алюмінія для пашыраных прымянення

ZTA - гэта аксід-цырконіевы кампазітны матэрыял, адрозніваецца найвышэйшай трываласцю і трываласцю. Атрымліваецца шляхам індукаванага напружаннем пераўтварэння дробных тэтраганальных часціц дыяксіду цырконія ў матрыцы аксіду алюмінія.

Цырконіевая кераміка - выдатны тэхнічны матэрыял, можа пахваліцца выдатнай цвёрдасцю, тэрмічнай стабільнасцю, зносаўстойлівасць і працоўныя ўмовы, дзе многія іншыя керамічныя вырабы не могуць працаваць. Металы і пластмасы проста немагчыма параўнаць. Акрамя таго, цырконіевая кераміка таксама дэманструе выдатную цвёрдасць для вырабу інструментаў.

Сіла

ZTA вылучаецца сярод керамічных матэрыялаў выключнай трываласцю і трываласцю, зносаўстойлівасць, хімічная інэртнасць, нізкі каэфіцыент трэння, высокае стаўленне цвёрдасць/калянасць і адносна нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння ў параўнанні з большасцю іншых – што робіць яго ідэальным матэрыялам для такіх прыкладанняў, як рэжучыя інструменты. Акрамя таго, яго біясумяшчальнасць таксама робіць ZTA прывабным выбарам матэрыялу.

ZTA вызначаецца вельмі аднастайным размеркаваннем чатырохкутных часціц дыяксіду цырконія ў матрыцы аксіду алюмінія. Гэта дасягаецца з выкарыстаннем складаных метадаў змешвання, такіх як шаравой млын і высокаэнергічны дробар.; Пасля змешвання парашкі могуць быць сфармаваныя ў прызначаны кампанент з дапамогай сухога прэсавання, изостатическое прэсаванне, метады ліцця пад ціскам або экструзіі.

Дыяксід цырконія, рассеяны па матрыцы аксіду алюмінія, павышае ўстойлівасць да разбурэння, паглынаючы і рассейваючы энергію расколін, вядомы як трансфармацыйнае ўзмацненне жорсткасці. Цырконій таксама спрыяе зносаўстойлівасці, ствараючы сціскальныя напружання, якія прадухіляюць распаўсюджванне расколін – вядомы як самазавострыванне – што робіць ZTA выдатным выбарам матэрыялу для шліфавальных колаў.

Цвёрдасць

Цырконіевы загартаваны аксід алюмінія (ZTA) кераміка адрозніваецца ўражлівай трываласцю і стойкасцю да разбурэння, што робіць іх ідэальнымі для выкарыстання ў розных праграмах і асяроддзях. Гэтая выдатная ўстойлівасць адбываецца ад фазавага пераўтварэння тонкага рэчыва, выкліканага стрэсам, раўнамерна дыспергаваныя тэтраганальныя часціцы дыяксіду цырконія, дыспергаваныя ў матрыцы аксіду алюмінія; напружанне выклікае фазавае пераўтварэнне для стварэння сетак мікратрэшчын з аксіду цырконія і алюмінія, якія паглынаюць энергію распаўсюджвання расколін, эфектыўна затрымліваючы іх распаўсюджванне, павялічваючы ўстойлівасць да разбурэння (Клаўзен 1976).

ZTA вылучаецца сваёй выдатнай устойлівасцю да тэрмічнага ўдару. Дзякуючы ўнікальнаму спалучэнню тетрагонально-моноклинного фазавага складу, гэтая кераміка можа вытрымліваць рэзкія перапады тэмпературы без расколін і паломак, у той час як выкліканае напружаннем пераўтварэнне дыяксіду цырконія ў яго метастабільную тэтраганальную форму стварае напружанне сціску, якое супрацьстаіць утварэнню расколін у яго матрыцы аксіду алюмінію і значна павялічвае трываласць, тым самым яшчэ больш павялічваючы прадукцыйнасць ZTA.

ZTA можа пахваліцца не толькі сваёй сілай, тетрагонально-монакліннай структурай і высокай стойкасцю да разбурэння, але і нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння (КТР), што робіць яго прыдатным для прыкладанняў, якія патрабуюць экстрэмальных тэмператур або асяроддзяў, дзе стабільнасць памераў мае вырашальнае значэнне, напрыклад, дакладныя кампаненты або электронныя блокі.

ЗТА вылучаецца сярод матэрыялаў для медыцынскіх імплантатаў дзякуючы сваёй хімічнай устойлівасці, механічныя ўласцівасці і ўстойлівасць да карозіі ў вадзе або біялагічных вадкасцях, што робіць яго галоўным кандыдатам для медыцынскіх імплантатаў, такіх як артапедычныя галоўкі сцегнавых костак і ўкладышы вертлужной западзіны. Біяматэрыял BioLOX Delta - адзін з такіх прыкладаў; шырока выкарыстоўваецца падчас артапедычных аперацый для абодвух прыкладанняў.

Ўстойлівасць да карозіі

ZTA можа пахваліцца выдатнымі ўласцівасцямі як гліназёму, так і аксіду цырконія, што робіць яго вельмі ўстойлівым як да хімічнага ўздзеяння, так і да зносу, што робіць яго ідэальным для прымянення ў схільных да карозіі асяроддзях або перыядычным трэнні або механічных нагрузках.

Спалучэнне цвёрдасці аксіду алюмінія з трываласцю дыяксіду цырконія дае выдатныя трыбалагічныя ўласцівасці, якія забяспечваюць выдатную зносаўстойлівасць у кампанентах з вялікімі нагрузкамі і працяглым выкарыстаннем, напрыклад, артапедычныя імпланты, рэжучыя інструменты і зносаўстойлівыя кампаненты, якія выкарыстоўваюцца ў кіраванні вадкасцямі (нитенаправители, падшыпнікі, асадкі і інш). Гэтая камбінацыя асабліва прыдатная ў медыцынскіх і прамысловых умовах, такіх як артапедычныя імплантаты, рэжучыя інструменты або кіраванне вадкасцю (разьбонаправальнікі падшыпнікі асадкі і г.д).

Палепшаная ўстойлівасць да разбурэння ZTA можа быць звязана з дробна размеркаванымі часціцамі дыяксіду цырконія ў матрыцы аксіду алюмінія. Калі расколіны пачынаюць распаўсюджвацца, калі іх энергія ўзрастае і распаўсюджваецца далей, гэтыя чатырохкутныя збожжа дыяксіду цырконія падвяргаюцца фазавай трансфармацыі, каб паглынуць і рассейваць яго ў рамках механізму ўзмацнення жорсткасці трансфармацыі – такім чынам, павышэнне трываласці разбурэння гэтага матэрыялу.

Поспех у вытворчасці керамікі ZTA заключаецца ў выкарыстанні высакаякасных парашкоў дыяксіду цырконія і аксіду алюмінія без прымешак. Спяканне неабходна кантраляваць, каб пазбегнуць самаадвольнага пераўтварэння дыяксіду цырконія з тэтраганальнага ў манаклінны падчас астуджэння і звесці да мінімуму адукацыю метастабільнай манакліннай фазы, успрымальнай да хемасорбцыі з малекуламі вады, што прыводзіць да нізкатэмпературнай дэградацыі пры працяглым выкарыстанні; Працэс спякання ZTA керамікі Saint-Gobain ZirPro быў спецыяльна створаны, каб пазбегнуць такіх непажаданых з'яў. На шчасце, кераміка ZTA ад Saint-Gobain ZirPro ceramic распрацавана спецыяльна для прадухілення такіх з'яў. –

Тэрмічная стабільнасць

Цырконіевы загартаваны аксід алюмінія (ZTA) можа вытрымліваць рэзкія перапады тэмператур без расколін і паломак, дзякуючы часціцам дыяксіду цырконія, рассеяным у матрыцы аксіду алюмінія, паглынаючы цеплавую энергію і ствараючы напружання сціску, якія прадухіляюць парэпанне і разбурэнне. Таму што ZTA так эфектыўна паглынае цеплавую энергію, гэты матэрыял з'яўляецца выдатным выбарам для прыкладанняў, якія патрабуюць устойлівасці да высокіх тэмператур.

Даданне дыяксіду цырконія ў матрыцу з гліназёму можа павялічыць трываласць на разрыў, адначасова паляпшаючы такія механічныя ўласцівасці, як трываласць і зносаўстойлівасць. Павышаная ўстойлівасць да разбурэння ў ZTA звязана з індукаваным стрэсам ператварэннем з метастабільнай тэтраганальнай фазы ў манаклінную фазу пры тэмпературы навакольнага асяроддзя; эфект узмацняецца меншымі памерамі зерняў дыяксіду цырконія, чым у аксіду алюмінія.

Стабілізатары часта выкарыстоўваюцца для захавання тэтраганальнай фазы дыяксіду цырконія ў матэрыялах ZTA, такіх як Biolox Delta; аднак, аналагічныя вынікі могуць быць дасягнуты без стабілізатараў з пункту гледжання размеркавання часціц і глейкасці разбурэння.

Спалучэнне аксіду алюмінія і дыяксіду цырконія стварае ўдасканаленую кераміку, якая адрозніваецца трываласцю, стойкасць да разбурэння, эластычнасць і цвёрдасць – характарыстыкі, важныя для прыкладанняў, якія патрабуюць структурных характарыстык і ўстойлівасці да карозіі. Кераміка ZTA, як правіла, пераўзыходзіць 99% кераміка з аксіду алюмінію ў тым, каб быць эканамічна эфектыўным пры больш эфектыўным задавальненні канкрэтных патрэб прымянення; іх суадносіны можна нават спецыяльна падагнаць.