Ang Zirconium oxide ug aluminum oxide nga gihiusa nagbunga og Zirconia Toughened Alumina (ZTA), usa ka talagsaon nga materyal sa daghang mga aplikasyon. Mekanikal nga mga kabtangan, kusog, pagkagahi sa bali, pagkamaunat-unat, Ang katig-a ug pagsukol sa pagsul-ob gipabilhan pag-ayo sa kini nga komposit nga seramik nga materyal nga nahisakop sa klase sa mga komposit nga AZ. Ang ZTA nahimo nga gipili nga kapilian alang sa taas nga kusog sa mekanikal, thermal resistance ug corrosion resistance.
Pag-decode sa Komposisyon ug Istruktura
Lakip sa ubang mga butang, Ang Zirconia Toughened Alumina naglangkob sa mga zirconia nga mga lugas nga nagkatag nga parehas sulod sa usa ka alumina matrix. Kasagaran, kini naglakip sa 10-20% gidaghanon sa ZrO2 sa alumina. Depende sa ilang proporsyon, constituent mixtures nakatampo sa seramiko uban sa piho nga mga bahin depende sa usa ka partikular nga aplikasyon.
Mga bloke sa pagtukod: Alumina ug Zirconia
Ang mga nag-unang sangkap nga gisagol aron maporma ang ZTA mao ang alumina ug zirconia. Dugang pa, Ang mga orthopedic implants naggamit niining seramik nga materyal nga nailhan nga Aluminum Oxide (Al2O3) sa kasaysayan tungod sa iyang maayo nga biocompatibility ingon man sa iyang dako nga mekanikal nga kalig-on ug fracture resistensya.
Ang laing talagsaon nga kabtangan sa zirconia mao ang ubos nga rate sa corrosion ingon man ang maayo nga kemikal nga kalig-on ug taas nga mekanikal nga kusog.. Ang modulus sa Young niini anaa sa samang han-ay sa magnitude nga adunay stainless steel alloys.
Giunsa Kini Gihimo
Ang pagprodyus og ZTA nagpasabot sa paghimo og tetragonal-phase zirconia nga mga lugas nga parehas nga giapod-apod sa tibuok alumina matrix. Ang usa ka crack tip stress nga konsentrasyon mahimong makausab sa usa ka tetragonal nga kristal nga istruktura ngadto sa usa ka monoclinic nga sa ingon modala ngadto sa usa ka kalambigit nga pagtaas sa gidaghanon sa zirconia. Ang ingon nga pagpalapad sa volume epektibo nga nagbalikbalik o nagpahunong sa pagtubo sa liki nga nagdala sa labi ka gahi ug kusog.
Mechanical Properties sa ZrO2-Al2O3 Ceramics
Adunay usa ka halapad nga mekanikal nga mga kabtangan nga gipakita sa ZTA lakip ang labaw nga katig-a kaysa sa naandan nga mga alumina nga adunay parehas nga mga kantidad sa density., mas taas nga flexural strength kay sa conventional aluminas ug mas ubos kay sa conventional zirconias coefficient sa linear thermal expansions (CLTE).
Ang Zirconia Toughened Alumina adunay taas nga mekanikal nga kalig-on ug dili makasugakod sa kainit busa dili kini madunot. Sa ubos mao ang pipila sa mga kabtangan sa ZTA:
Bili sa kabtangan
Kemikal nga Pormula Zr-Al2O3
Densidad 4.1-4.38 g/cm^3
Katig-a 1750-2100 Butang
Elasticity 45-49 x 10^6 psi
Kalig-on sa Flexure 100-145 ksi
Ang ratio ni Poisson 0.26
Pagkagahi sa Bali 5-7 MPa m^1/2
Coefficient sa Thermal Expansion 8.0-8.1 x 10^-6 1/C
Thermal Conductivity 20.0-21.0 W/mK
Shock Resistance 325 °C
Pinakataas nga Temperatura sa Pagtrabaho 1650 °C
Mga aplikasyon sa ZrO2-Al2O3 Ceramics
Ang Zirconia Toughened Alumina gigamit sa lainlaing mga aplikasyon sama sa mga nanginahanglan taas nga kusog ug pagsukol sa pagsul-ob. Lakip niini ang mga valve seal, mga manggas, pump piston, pag-spray sa mga nozzle ug uban pang mga bahin sa industriya.
Biocompatibility sa ZTA
Sa lain-laing mga pagtuon, Ang ZTA gikataho nga wala’y mahimo nga dili maayo nga reaksyon sa tisyu sa implantasyon sa ingon naghimo niini nga usa ka maayong kandidato alang sa orthopedic load-bearing nga mga sangkap.. Dugang pa, ang kagahi, katig-a ug kalig-on nga gipakita sa zirconia-alumina ceramics naghimo kanila nga angay alang sa orthopedic load-bearing components.
ZTA sa Hip Arthroplasty
Adunay daghang mga deliberasyon sa mga seramik sama sa alumina, zirconia ug zirconia toughened alumina (ZTA) isip angay nga mga materyales sa hip arthroplasty . Kini nga mga bentaha sa ZTA nakab-ot nga wala kinahanglana nga ilakip ang mga disadvantages nga may kalabutan sa yttria-stabilized zirconia nga nagpakita sa taas nga mekanikal nga mga kabtangan o alumina nga adunay taas nga pagka-inertness..
ZTA sa Knee Arthroplasty
Kasagaran, ceramic implant nga mga disenyo alang sa kinatibuk-ang tuhod arthroplasty (TKA) gihimo aron madumala ang isyu sa mga reaksiyon sa alerdyi nga mahimong mahitabo sa mga pasyente kung ang modernong titanium o cobalt-chromium alloy nga mga sangkap nagpagawas sa mga partikulo sa pagsul-ob. Ang Zirconia Toughened Alumina (ZTA) Ang Matrix Composite usa ka cutting edge biomaterial alang sa maong mga aplikasyon.
ZTA: Ang Nagsaad nga Umaabot
Naglangkob kini sa padayon nga panukiduki ingon man pag-uswag sa mga paagi sa pagpauswag sa mga kinaiya sa ZTA ug mga potensyal nga gamit niini. Ang laing batch-processed nga Zirconia Toughened Alumina gidesinyo nga adunay mekanikal nga mga kabtangan sa termino sa flexural nga kusog nga mas ubos kay sa gikan sa komersyo nga Biolox® Delta. Lain, sama sa silicon nitride ceramics composite nga gipaila-ila bag-o lang ngadto sa hip arthroplasty nagpakita usab og mas taas nga kusog kay sa alumina.. Busa, uban sa nag-uswag nga teknolohiya, gilauman nga ang ZTA mahimong basehan sa mga bag-ong konsepto sa lainlaing natad labi na sa biomedicine.