Цирконий, закален алуминий

Алуминиево-циркониеви композити се втвърдяват чрез индуцирано от напрежение трансформиране на фини тетрагонални частици цирконий в твърди, здрави материали с изключителна здравина и издръжливост, които ги правят подходящи за различни приложения и среди.

Gelcasting беше използван за производство на ZTA проби, като се обръща специално внимание на оптимизирането на подготовката на суспензията с различни твърди количества, процеси на формоване и деформиране, сушене с разтворител (осмотично срещу въздушно сушене), и процеси на пиролиза и синтероване при 1550 и 1650 degC за целите на сушене. Плътност, твърдост, бяха извършени оценки на якостта на счупване и якостта на огъване на всички проби, произведени чрез геллеене.

Има висока твърдост

Циркониев закален алуминий (ZTA) е идеален за взискателни приложения поради високата си твърдост. Произведен чрез отливане с гел, ZTA предлага спестяване на разходи в сравнение с други керамични материали, като същевременно се гордее с превъзходна здравина. ZTA може да понася температури от 1650 degC, като същевременно остава рентабилен поради това, че се състои от прахове от стабилизиран с итрий циркониев и алуминиев оксид, които са комбинирани чрез леене с гел и техники за синтероване.

ZTA керамиката се отличава със своята забележителна здравина поради трансформацията й от тетрагонални към моноклинни фази, увеличаване на якостта на счупване с цели две. Този механизъм е причинен от разликите между техния модул на еластичност между съответните им фази – съответно цирконий и алуминий – което означава, че полетата на напрежение, създадени по време на фазовата трансформация, всъщност действат за смекчаване на разпространението на пукнатини, което прави ZTA много по-здрава от традиционната алуминиева керамика.

Закаленият с цирконий двуалуминиев оксид може да се похвали с превъзходна твърдост и устойчивост на счупване спрямо AlN, както и превъзходна якост на огъване в сравнение с двата материала, което го прави отличен кандидат за автомобилни и устойчиви енергийни приложения. Освен това, ZTA се характеризира с превъзходна устойчивост на термичен удар, както и добри електрически изолационни свойства, което го прави подходящ за автомобилна употреба и други медицински цели; освен това, ZTA не проявява увреждане на ДНК или канцерогенетични ефекти в клетки на бозайници, осигуряване на потенциална употреба като материал за зъбни импланти поради неговите отлични механични свойства и свойства на биосъвместимост.

Има висока якост

Циркониев закален алуминий (ZTA), или закален с цирконий алуминиев оксид, е керамичен материал, съставен както от алуминиев оксид, така и от цирконий, който предлага изключителни механични свойства като висока издръжливост на огъване, якост на счупване, еластичност, твърдост и устойчивост на износване. Съотношението между тези материали може лесно да се променя, за да отговаря на конкретни приложения; Продуктите на ZTA засенчиха тези, направени с чист цирконий, като същевременно бяха по-рентабилни.

Този материал се използва успешно при протезиране на бедрени глави на тазобедрена става и ацетабуларни лайнери поради своята биосъвместимост и дългосрочни способности за носене на натоварване. Въпреки това, неговата годност трябва първо да бъде оценена in vivo.

ZTA постига висока издръжливост благодарение на своята метастабилна тетрагонална структура и сила на натиск от алуминиева матрица, където високите напрежения на опън причиняват закаляване при трансформация; това е, цирконийът се трансформира в моноклинни форми, когато е подложен на сили на компресия от алуминиева матрица, произвеждане на енергии на напрежение, които забавят или спират разпространението на пукнатини, като по този начин произвеждат ефекти на трансформация, които предотвратяват разпространението на пукнатини.

ZTA може да се похвали със значително подобрена якост на огъване 99% алуминиева керамика поради своята метастабилна тетрагонална фаза и алуминиева матрица, значително го изпреварва в това отношение. Въпреки това, алуминиево-циркониеви композити могат да станат крехки поради по-ниска хомогенност и улавяне на въздух, както и агломерация на частици, което води до точкови дефекти и намалена якост на огъване – въпреки това неговата производителност надминава традиционната алуминиева керамика в медицински и индустриални приложения.

Има висока якост

Циркониевият закален алуминиев оксид е изключително издръжлив материал, което го прави подходящ за носещи приложения. Произвежда се чрез индуцирана от стрес трансформация на фини тетрагонални частици цирконий в матрица от алуминиев оксид, неговото производство води до изключително равномерно разпределение на частиците с изключителни свойства на якост и издръжливост.

Керамиката също е силно устойчива на химическа корозия. Подходящ е за много приложения, включително медицински импланти и стоматологични материали, поради способността си да издържа на многократно излагане на телесни течности и химикали.

ZTA се отличава и със своята устойчивост на термичен удар, тъй като неговите циркониеви частици, разпръснати в матрица от алуминиев оксид, абсорбират топлинна енергия и създават напрежение на натиск, за да се избегне образуването на пукнатини – това позволява керамиката ZTA да бъде използвана безопасно за високотемпературни приложения като компоненти на пещи и части на турбинни двигатели, без риск от повреда или повреда.

ZTA черпи силата си от структурата и разпределението на наночастиците, както и горещо изостатично пресоване и конвенционално синтероване за повишена надеждност. За допълнителна гъвкавост, той може също да бъде произведен с помощта на методи за производство на зол-гел, които трансформират молекулите в твърди вещества – в този случай комбиниране на прах от алуминиев оксид и цирконий на прах в гелообразна течност, която след това може да бъде оформена в различни форми, преди да бъде изпечена във фурна, докато се извърши втвърдяване, преди да бъде деформирана и изсушена, за да се получи ZTA с фини кристални структури с висока плътност заедно с променен кристал, атомен, електронни състояния, водещи до ZTA, които показват висока плътност, както и променен кристал, атомни състояния, както и променени кристални структури, променени кристални структури, както и променен кристал, атомни състояния, водещи до променен кристал, атомни състояния за повишена надеждност.

Има устойчивост на висока температура

Материалът ZTA предлага превъзходна температурна устойчивост, което го прави подходящ за приложения, изискващи изключителна издръжливост. Освен това, неговата устойчивост на корозия и по-висока якост на огъване правят ZTA подходящ за дългосрочно излагане на температури до 1773 К – което го прави отличен избор за дългосрочно излагане на оборудването на високи нива на топлина.

Последните изследвания показват, че цирконийът подобрява механичните свойства на алуминиевия оксид, особено неговата издръжливост и якост на огъване. Този ефект се получава, защото циркониеви частици образуват напрежение на натиск върху алуминиева матрица, когато са под напрежение; това напрежение на натиск спомага за намаляване на разпространението на пукнатини, като същевременно увеличава якостта на счупване.

Множество фактори оказват влияние върху работата на ZTA композитите, като методите и температурите на синтероване, както и количеството добавен цирконий. Като цяло, добавянето на повече цирконий води до подобряване на производителността; твърде много цирконий обаче може да намали якостта му на огъване, както и якостта на счупване.

Закален алуминиев оксид-цирконий (ТОВА) е усъвършенстван технически керамичен материал, използван в различни индустриални приложения. Изработен от алуминиев оксид и циркониев оксид, свързани с керамични връзки, които подобряват якостта на огъване и якостта на счупване на материала, AZT е отличен материал за машини, изложени на високи температури, като фурни и пещи.