জিরকোনিয়াম অক্সাইড এবং অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড একসাথে রাখলে জিরকোনিয়া শক্ত অ্যালুমিনা পাওয়া যায় (জেডটিএ), অনেক অ্যাপ্লিকেশন একটি ব্যতিক্রমী উপাদান. যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, শক্তি, ফ্র্যাকচার দৃঢ়তা, স্থিতিস্থাপকতা, এই যৌগিক সিরামিক উপাদানে কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের অত্যন্ত প্রশংসা করা হয় যা AZ কম্পোজিটের শ্রেণীর অন্তর্গত. ZTA উচ্চ যান্ত্রিক শক্তির জন্য পছন্দের পছন্দ হয়ে উঠেছে, তাপ প্রতিরোধের এবং জারা প্রতিরোধের.
কম্পোজিশন এবং স্ট্রাকচার ডিকোডিং
অন্যান্য জিনিসের মধ্যে, জিরকোনিয়া শক্ত অ্যালুমিনা একটি অ্যালুমিনা ম্যাট্রিক্সের মধ্যে সমানভাবে বিচ্ছুরিত জিরকোনিয়া দানা নিয়ে গঠিত. সাধারনত, এই অন্তর্ভুক্ত 10-20% অ্যালুমিনায় ZrO2 এর আয়তন. তাদের অনুপাতের উপর নির্ভর করে, উপাদান মিশ্রণ একটি নির্দিষ্ট প্রয়োগের উপর নির্ভর করে নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য সহ সিরামিকগুলিতে অবদান রাখে.
বিল্ডিং ব্লক: অ্যালুমিনা এবং জিরকোনিয়া
ZTA গঠনের জন্য মিশ্রিত প্রধান উপাদান হল অ্যালুমিনা এবং জিরকোনিয়া. তাছাড়া, অর্থোপেডিক ইমপ্লান্টগুলি অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড নামে পরিচিত এই সিরামিক উপাদানটি ব্যবহার করছে (Al2O3) ইতিহাসে এর ভাল জৈব সামঞ্জস্যতার পাশাপাশি এর দুর্দান্ত যান্ত্রিক শক্তি এবং ফ্র্যাকচার প্রতিরোধের কারণে.
জিরকোনিয়ার আরেকটি অসামান্য বৈশিষ্ট্য হল এর ক্ষয়ের কম হারের পাশাপাশি ভাল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি. এর ইয়ং মডুলাস স্টেইনলেস স্টিল অ্যালয়গুলির সাথে একই মাত্রায়.
কিভাবে এটি তৈরি করা হয়
জেডটিএ তৈরি করার অর্থ হল টেট্রাগোনাল-ফেজ জিরকোনিয়া দানা তৈরি করা যা একটি অ্যালুমিনা ম্যাট্রিক্স জুড়ে সমানভাবে বিতরণ করা হয়. একটি ক্র্যাক টিপ স্ট্রেস ঘনত্ব একটি টেট্রাগোনাল স্ফটিক কাঠামোকে এককলিনিক গঠনে পরিবর্তন করতে পারে যার ফলে জিরকোনিয়ার আয়তনের সাথে সম্পর্কিত বৃদ্ধি ঘটে. এই ধরনের আয়তনের সম্প্রসারণ কার্যকরভাবে উল্টে দেয় বা ফাটলের বৃদ্ধি বন্ধ করে দেয় যা বৃহত্তর দৃঢ়তা এবং শক্তির দিকে পরিচালিত করে.
ZrO2-Al2O3 সিরামিকের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য
একই ধরনের ঘনত্বের মান সহ প্রচলিত অ্যালুমিনাসের তুলনায় উচ্চতর কঠোরতা সহ ZTA দ্বারা প্রদর্শিত বিস্তৃত যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, প্রচলিত অ্যালুমিনাসের তুলনায় উচ্চ নমনীয় শক্তি এবং রৈখিক তাপ সম্প্রসারণের প্রচলিত জিরকোনিয়াস সহগ থেকে কম (সিএলটিই).
জিরকোনিয়া শক্ত করা অ্যালুমিনার উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি রয়েছে এবং তা তাপ প্রতিরোধী তাই এটি ক্ষয় করে না. নীচে ZTA এর কিছু বৈশিষ্ট্য রয়েছে:
সম্পত্তির মান
রাসায়নিক সূত্র Zr-Al2O3
ঘনত্ব 4.1-4.38 g/cm^3
কঠোরতা 1750-2100 বোতাম
স্থিতিস্থাপকতা 45-49 x 10^6 psi
ফ্লেক্সার শক্তি 100-145 ksi
পয়সনের অনুপাত 0.26
ফ্র্যাকচার টাফনেস 5-7 MPa m^1/2
তাপ সম্প্রসারণের সহগ 8.0-8.1 x 10^-6 1/C
তাপ পরিবাহিতা 20.0-21.0 W/mK
শক প্রতিরোধ 325 °সে
সর্বোচ্চ কাজের তাপমাত্রা 1650 °সে
ZrO2-Al2O3 সিরামিকের অ্যাপ্লিকেশন
জিরকোনিয়া টফেনড অ্যালুমিনা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয় যেমন উচ্চ শক্তি এবং পরিধান প্রতিরোধের প্রয়োজন. এই ভালভ সীল অন্তর্ভুক্ত, হাতা, পাম্প পিস্টন, অগ্রভাগ এবং অন্যান্য শিল্প অংশ স্প্রে করা.
ZTA এর জৈব সামঞ্জস্যতা
বিভিন্ন গবেষণায়, জেডটিএ ইমপ্লান্টেশনের পরে কোনও প্রতিকূল টিস্যু প্রতিক্রিয়া তৈরি করে না বলে রিপোর্ট করা হয়েছে এইভাবে এটি অর্থোপেডিক লোড বহনকারী উপাদানগুলির জন্য একটি ভাল প্রার্থী হয়ে উঠেছে. উপরন্তু, কঠোরতা, জিরকোনিয়া-অ্যালুমিনা সিরামিক দ্বারা প্রদর্শিত দৃঢ়তা এবং শক্তি তাদের অর্থোপেডিক লোড বহনকারী উপাদানগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে.
হিপ আর্থ্রোপ্লাস্টিতে জেডটিএ
অ্যালুমিনার মতো সিরামিক নিয়ে যথেষ্ট আলোচনা হয়েছে, জিরকোনিয়া এবং জিরকোনিয়া শক্ত অ্যালুমিনা (জেডটিএ) হিপ আর্থ্রোপ্লাস্টিতে উপযুক্ত উপকরণ হিসাবে . ZTA-এর এই সুবিধাগুলি yttria-স্থিতিশীল জিরকোনিয়ার সাথে সম্পর্কিত অসুবিধাগুলিকে অন্তর্ভুক্ত না করেই অর্জন করা হয়েছিল যা উচ্চ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য বা অ্যালুমিনার উচ্চ জড়তা প্রদর্শন করে।.
হাঁটু আর্থ্রোপ্লাস্টিতে জেডটিএ
বেশিরভাগই, মোট হাঁটু আর্থ্রোপ্লাস্টির জন্য সিরামিক ইমপ্লান্ট ডিজাইন (TKA) আধুনিক টাইটানিয়াম বা কোবাল্ট-ক্রোমিয়াম খাদ উপাদান পরিধান কণা নির্গত যখন রোগীদের মধ্যে ঘটতে পারে যে অ্যালার্জি প্রতিক্রিয়া সমস্যা পরিচালনা করার জন্য উন্নত করা হয়েছে. জিরকোনিয়া শক্ত অ্যালুমিনা (জেডটিএ) ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি অত্যাধুনিক বায়োমেটেরিয়াল.
জেডটিএ: প্রতিশ্রুতিশীল ভবিষ্যত
এটি ZTA-এর গুণাবলী এবং এর সম্ভাব্য ব্যবহারগুলিকে উন্নত করার উপায়গুলির উপর ক্রমাগত গবেষণার পাশাপাশি উন্নয়ন জড়িত. আর একটি ব্যাচ-প্রসেসড জিরকোনিয়া টাফেনড অ্যালুমিনা যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের সাথে ডিজাইন করা হয়েছে যা বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ Biolox® ডেল্টার তুলনায় যথেষ্ট কম নমনীয় শক্তির পরিপ্রেক্ষিতে।. আরেকটা, যেমন হিপ আর্থ্রোপ্লাস্টিতে সম্প্রতি প্রবর্তিত সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক কম্পোজিটগুলিও অ্যালুমিনার তুলনায় উচ্চ শক্তি প্রদর্শন করে৷ অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশন এবং উচ্চতর বৈশিষ্ট্যের সাথে জেডটিএর ভবিষ্যত উজ্জ্বল৷. অতএব, বিকশিত প্রযুক্তির সাথে, এটা আশা করা হচ্ছে যে ZTA বিভিন্ন ফ্রন্টে বিশেষ করে বায়োমেডিসিনে নতুন ধারণার ভিত্তি হবে.