Цырконіевы загартаваны аксід алюмінія

Гліназёмна-цырконіевыя кампазіты загартоўваюцца за кошт індукаванага напружаннем пераўтварэння дробных тэтраганальных часціц дыяксіду цырконія ў цвёрдыя, моцныя матэрыялы з надзвычайнай трываласцю і трываласцю, якія робяць іх прыдатнымі для розных прымянення і асяроддзяў.

Gelcasting быў выкарыстаны для вырабу узораў ZTA, з асаблівай увагай да аптымізацыі падрыхтоўкі пульпы з рознымі цвёрдымі нагрузкамі, працэсы фармавання і дэфармавання, сушка растваральнікам (асматычны сушкі супраць паветра), і працэсы піролізу і спякання пры 1550 і 1650 degC для сушкі. Шчыльнасць, цвёрдасць, на ўсіх узорах, вырабленых з выкарыстаннем гелевага ліцця, былі праведзены ацэнкі трываласці на разрыў і трываласці на выгіб.

Ён мае высокую цвёрдасць

Цырконіевы загартаваны аксід алюмінія (ZTA) ідэальна падыходзіць для патрабавальных прыкладанняў дзякуючы сваёй высокай цвёрдасці. Вырабляецца з дапамогай гелевага ліцця, ZTA дазваляе зэканоміць выдаткі ў параўнанні з іншымі керамічнымі матэрыяламі, адначасова маючы высокую трываласць. ZTA можа пераносіць тэмпературы 1650 degC, застаючыся эканамічна эфектыўным дзякуючы таму, што складаецца з парашкоў стабілізаванага аксіду ітрыю дыяксіду цырконія і аксіду алюмінію, якія былі аб'яднаны з выкарыстаннем метадаў ліцця з геля і спякання.

Кераміка ZTA вылучаецца сваёй выдатнай трываласцю дзякуючы пераходу з тэтраганальнай фазы ў манаклінную, павышэнне стойкасці да разбурэння на цэлых два разы. Гэты механізм выкліканы розніцай паміж іх модулямі пругкасці паміж адпаведнымі фазамі – аксід цырконія і аксід алюмінія адпаведна – гэта азначае, што палі напружання, створаныя падчас фазавага пераўтварэння, на самай справе дзейнічаюць, каб змякчыць распаўсюджванне расколін, што робіць ZTA значна больш трывалым, чым традыцыйная гліназёмная кераміка.

Гліназём, загартаваны дыяксідам цырконія, мае большую цвёрдасць і ўстойлівасць да разбурэння ў параўнанні з AlN, а таксама найвышэйшую трываласць на выгіб у параўнанні з абодвума гэтымі матэрыяламі, што робіць яго выдатным кандыдатам для прымянення ў аўтамабільнай і ўстойлівай энергетыцы. Акрамя таго, ZTA адрозніваецца найвышэйшай устойлівасцю да тэрмічнага ўдару, а таксама добрымі электраізаляцыйнымі ўласцівасцямі, што робіць яго прыдатным для выкарыстання ў аўтамабілях і іншых медыцынскіх мэтах; акрамя таго, ZTA не выяўляе пашкоджання ДНК або канцэрагенетычнага эфекту ў клетках млекакормячых, забяспечваючы патэнцыйнае выкарыстанне ў якасці матэрыялу для зубных імплантатаў дзякуючы выдатным механічным уласцівасцям і біясумяшчальнасці.

Ён валодае высокай трываласцю

Цырконіевы загартаваны аксід алюмінія (ZTA), або цырконій загартаваны аксід алюмінія, гэта керамічны матэрыял, які складаецца як з гліназёму, так і з цырконія, які прапануе выключныя механічныя ўласцівасці, такія як высокая трываласць на выгіб, стойкасць да разбурэння, эластычнасць, цвёрдасць і зносаўстойлівасць. Суадносіны паміж гэтымі матэрыяламі можна лёгка змяніць у адпаведнасці з канкрэтнымі прымяненнямі; Прадукцыя ZTA зацямніла прадукты, вырабленыя з чыстага дыяксіду цырконія, і пры гэтым была больш эканамічна эфектыўнай.

Гэты матэрыял паспяхова выкарыстоўваецца ў эндапратэзаванні галовак сцегнавой косткі і ўкладышаў вертлужной западзіны дзякуючы сваёй біясумяшчальнасці і доўгатэрміновай здольнасці вытрымліваць нагрузку. Аднак, яго прыдатнасць спачатку трэба ацаніць in vivo.

ZTA дасягае высокай трываласці дзякуючы сваёй метастабільнай тэтраганальнай структуры і сіле сціску з матрыцы аксіду алюмінія, дзе высокія напружання расцяжэння выклікаюць трансфармацыйную загартоўку; гэта значыць, дыяксід цырконія ператвараецца ў монаклінныя формы пры ўздзеянні сіл сціску з боку гліназёмнай матрыцы, ствараючы энергію напружання, якая запавольвае або спыняе распаўсюджванне расколін, ствараючы, такім чынам, эфекты трансфармацыйнай жорсткасці, якія прадухіляюць распаўсюджванне расколін.

ZTA мае значна павышаную трываласць на выгіб 99% гліназёмная кераміка дзякуючы сваёй метастабільнай тэтраганальнай фазе і матрыцы аксіду алюмінію, значна апярэджваючы яго ў гэтым плане. Аднак, гліназёмна-цырконіевыя кампазіты могуць стаць далікатнымі з-за меншай аднастайнасці і захопу паветра, а таксама агламерацыі часціц, што прыводзіць да кропкавых дэфектаў і зніжэння трываласці на выгіб – аднак яго прадукцыйнасць пераўзыходзіць традыцыйную гліназёмную кераміку ў медыцынскіх і прамысловых прымяненнях.

Ён адрозніваецца высокай трываласцю

Цырконіевы загартаваны аксід алюмінія - надзвычай трывалы матэрыял, што робіць яго прыдатным для апорных прымянення. Атрымліваецца шляхам індукаванага напружаннем пераўтварэння дробных тэтраганальных часціц дыяксіду цырконія ў матрыцу аксіду алюмінія, яго вытворчасць прыводзіць да высокараўнамернага размеркавання часціц з выключнымі ўласцівасцямі трываласці і трываласці.

Кераміка таксама адрозніваецца высокай устойлівасцю да хімічнай карозіі. Ён падыходзіць для многіх мэтаў, уключаючы медыцынскія імплантаты і стаматалагічныя матэрыялы, дзякуючы сваёй здольнасці вытрымліваць шматразовае ўздзеянне цялесных вадкасцей і хімічных рэчываў.

ZTA таксама вылучаецца сваёй устойлівасцю да тэрмічнага ўдару, так як часціцы дыяксіду цырконія, рассеяныя ў матрыцы аксіду алюмінія, паглынаюць цеплавую энергію і ствараюць напружанне сціску, каб пазбегнуць адукацыі расколін – гэта дазваляе бяспечна выкарыстоўваць кераміку ZTA для высокатэмпературных прыкладанняў, такіх як кампаненты печаў і дэталі турбінных рухавікоў, без рызыкі пашкоджання або выхаду з ладу.

ZTA атрымлівае сваю моц ад сваёй структуры і размеркавання наначасціц, а таксама гарачае ізастатычнае прэсаванне і звычайнае спяканне для павышэння надзейнасці. Для дадатковай гнуткасці, ён таксама можа быць атрыманы з выкарыстаннем золь-гель метадаў вытворчасці, якія ператвараюць малекулы ў цвёрдыя рэчывы – у гэтым выпадку аб'яднанне парашка аксіду алюмінія і парашка дыяксіду цырконія ў гелеобразную вадкасць, якая затым можа быць сфарміравана ў розныя формы перад выпяканнем у духоўцы да таго часу, пакуль не адбудзецца зацвярдзенне, перш чым выняць з формы і высушыць, каб атрымаць ZTA з дробнакрысталічнай структурай высокай шчыльнасці разам са змененым крышталем, атамны, электронныя стану ў выніку ZTA, якія дэманструюць высокую шчыльнасць, а таксама зменены крышталь, атамныя станы, а таксама змененыя крышталічныя структуры, змененыя крышталічныя структуры, а таксама зменены крышталь, атамныя станы, якія прыводзяць да змененага крышталя, атамныя стану для павышэння надзейнасці.

Ён валодае высокай тэрмаўстойлівасцю

Матэрыял ZTA забяспечвае выдатную тэрмаўстойлівасць, што робіць яго прыдатным для прыкладанняў, якія патрабуюць надзвычайнай трываласці. Акрамя таго, яго ўстойлівасць да карозіі і больш высокая трываласць на выгіб робяць ZTA прыдатным для працяглага ўздзеяння тэмператур да 1773 К – што робіць яго выдатным выбарам для працяглага ўздзеяння абсталявання на высокія ўзроўні цяпла.

Апошнія даследаванні паказваюць, што дыяксід цырконія паляпшае механічныя ўласцівасці аксіду алюмінія, у прыватнасці, яго трываласць і трываласць на выгіб. Гэты эфект узнікае таму, што часціцы дыяксіду цырконія ўтвараюць напружанне сціску на матрыцы аксіду алюмінія, знаходзячыся пад напругай; гэта напружанне сціску дапамагае паменшыць распаўсюджванне расколін, адначасова павялічваючы трываласць на разрыў.

Шматлікія фактары ўплываюць на характарыстыкі кампазітаў ZTA, такія як яго метады спякання і тэмпературы, а таксама колькасць дададзенага дыяксіду цырконія. Увогуле, даданне больш дыяксіду цырконія, як правіла, павышае прадукцыйнасць; аднак занадта вялікая колькасць дыяксіду цырконія можа паменшыць яго трываласць на выгіб, а таксама глейкасць разбурэння.

Гліназёмна-цырконіевы загартаваны аксід алюмінію (ГЭТА) гэта перадавы тэхнічны керамічны матэрыял, які выкарыстоўваецца ў розных прамысловых прымяненнях. Пабудаваны з аксіду алюмінія і аксіду цырконія, злучаных керамічнымі сувязямі, якія павышаюць трываласць на выгіб і стойкасць да разбурэння матэрыялу, AZT з'яўляецца выдатным матэрыялам для машын, якія падвяргаюцца ўздзеянню высокіх тэмператур, такіх як духоўкі і печы.