Палепшаная трываласць для прамысловага прымянення

Цырконіевы загартаваны аксід алюмінія (ZTA) керамічныя кампаненты спалучаюць у сабе цвёрдасць і трываласць аксіду алюмінія з найвышэйшай трываласцю разбурэння дыяксіду цырконія, каб забяспечыць прадукцыйнасць і даўгавечнасць для прамысловага прымянення.

Выкліканае напругай пераўтварэнне дробных чатырохкутных часціц дыяксіду цырконія, убудаваных у матрыцу аксіду алюмінія, прыводзіць да матэрыялаў ZTA з найвышэйшай трываласцю і трываласцю, падыходзіць для выкарыстання ў розных суровых умовах.

Цвёрдасць

Матэрыялы ZTA спалучаюць цвёрдасць гліназёму з трываласцю дыяксіду цырконія для беспрэцэдэнтнай устойлівасці да зносу і ізаляцыі. Гэты эфект стаў магчымым дзякуючы ўзмацненню жорсткасці трансфармацыі, выкліканай стрэсам: пры стрэсе, часціцы дыяксіду цырконія пераходзяць з метастабільнай тэтраганальнай фазы ў стабільную манаклінную форму; пашырэнне аб'ёму, выкліканае гэтым структурным змяненнем, дапамагае зачыніць любыя расколіны ў матрыцы аксіду алюмінія і значна павялічыць трываласць.

ZTA змяшчае пласцінкі дыяксіду цырконія, якія зараджаюцца ў матрыцы аксіду алюмінія падчас спякання, павышэнне глейкасці разбурэння і трываласці пры адначасовым павышэнні глейкасці разбурэння, стварэнне матэрыялу з большай трываласцю на выгіб, чым у Y-TZP, і ўдвая перавышае трываласць на цыклічную стомленасць. Гэта спалучэнне трываласці гліназёму ў спалучэнні з трываласцю дыяксіду цырконія робіць ZTA выдатным выбарам матэрыялу для прамысловага прымянення, дзе патрабуецца ўстойлівасць да пашкоджанняў.

Даўгавечнасць

Цырконіевы загартаваны аксід алюмінія (ZTA) мае выдатную трываласць на сціск і выгіб, з нізкім цеплавым пашырэннем, эквівалентным аксіду алюмінію, і выдатнымі ўласцівасцямі зносаўстойлівасці.

Цырконіевы загартаваны аксід алюмінія ствараецца шляхам дадання чатырохгранных зерняў дыяксіду цырконія праз пераўтварэнне, выкліканае напружаннем, у цвёрдую матрыцу з аксіду алюмінія, заключаючы іх у сваю структуру, адначасова абмяжоўваючы іх трансфармацыю лакальнымі абласцямі замест распаўсюджвання паўсюль.

Гэты механізм робіць аксід-цырконіевыя кампазіты значна больш трывалымі, чым маналітны аксід цырконія, з-за іх устойлівасці да водапаглынання праз хемосорбцию; маналітны дыяксід цырконія можа паглынаць палярныя малекулы вады, што прыводзіць да дэградацыі пры нізкай тэмпературы і, у канчатковым выніку, да паломкі пасля працяглага выкарыстання.

ZTA, з другога боку, спецыяльна распрацавана для палягчэння гэтага тэтраганальнага ў манакліннае пераўтварэнне праз структурныя асаблівасці і хімічныя дабаўкі. У якасці прыкладу CeramTec прадае Biolox Delta ZTA; гэты склад утрымлівае алюмінат ітрыю і стронцыю для палягчэння механізмаў узмацнення жорсткасці ў яго цырконіевай фазе і, такім чынам, мае меншы рызыка нізкатэмпературнай дэградацыі, адначасова вытрымліваючы высокую тэмпературу асяроддзя.

Ўстойлівасць да карозіі

Кераміка ZTA забяспечвае найвышэйшую каразійную ўстойлівасць у параўнанні з аналагамі з гліназёму і таму можа выкарыстоўвацца ў абсталяванні, якое працуе ў суровых умовах.. Акрамя таго, ZTA можа вытрымліваць больш высокія тэмпературы, забяспечваючы большую хімічную стабільнасць.

Гарві і інш (1975) прадэманстраваў, што даданне 10-20% нестабілізаваны дыяксід цырконія можа значна павысіць трываласць у параўнанні з гліназёмам, праз трансфармацыйнае ўзмацненне жорсткасці. Гэты працэс адбываецца, калі дробнадысперсныя тэтраганальныя метастабільныя ападкі ператвараюцца ў монаклінны дыяксід цырконія пад напругай, выклікаючы пашырэнне аб'ёму, якое сціскае расколіны і запавольвае або спыняе іх распаўсюджванне.

Гэты механізм нагадвае механізм напружання, выкліканага дэфармацыяй; аднак, каб выклікаць змены фазы, поле напружання павінна быць дастаткова вялікім; для расколін ва ўзорах ZTA гэтая энергія паходзіць ад напружання выгібу ў месцах разлому.

Тэрмаўстойлівасць

Загартаваны аксід цырконія мае выключна высокую тэмпературу плаўлення і ўстойлівасць да карозіі, што робіць яго ідэальным матэрыялам для абсталявання, якое часта падвяргаецца ўздзеянню высокіх тэмператур. Акрамя таго, гэты варыянт мае большую ўстойлівасць да трэння, чым стандартны гліназём, дапамагае паменшыць знос абсталявання, якое падвяргаецца ўздзеянню больш высокіх узроўняў кінэтычнай энергіі.

Кераміка ZTA ствараецца шляхам індукаванага стрэсам пераўтварэння тэтраганальных часціц дыяксіду цырконія ў матрыцу аксіду алюмінія, стварэнне ў іх напружання сціску, якія перашкаджаюць распаўсюджванню расколін, павялічваючы як трываласць, так і трываласць, адначасова забяспечваючы ўстойлівасць да тэрмічнага ўдару без разломаў і расколін. Яны валодаюць выдатнай устойлівасцю да тэрмічнага ўдару; супрацьстаяць хуткім зменам тэмпературы без разломаў або расколін пры нагрузцы.

Загартаваны аксід цырконія гліназём мае шмат ужыванняў у розных галінах прамысловасці дзякуючы шырокаму набору уласцівасцей. Машынабудаванне выкарыстоўвае яго для кампанентаў помпаў і ўшчыльненняў; апрацоўка паўправаднікоў выкарыстоўвае яго дзякуючы яго тэрмічнай стабільнасці і трываласці; аэракасмічны, у аўтамабільнай і энергетычнай прамысловасці ён выкарыстоўваецца ў якасці дэталяў рухавіка з-за яго ўстойлівасці да карозіі і агрэсіўных хімікатаў; ён нават можа супрацьстаяць высокай трываласці на выгіб для зубных імплантатаў!