Zirconia Toughened Alumina per Applicazioni Avanzate
ZTA hè un materiale compositu d'alumina-zirconia, si distingue per una forza superiore è una durezza. Pruduttu da a trasfurmazione indutta da stress di particelle fini di zirconia tetragonale in una matrice di allumina.
A ceramica Zirconia sò materiali tecnichi notevuli, vanta una durezza eccellente, stabilità termica, resistenza à l'usura è ambienti operativi induve parechje altre ceramiche ùn ponu micca fà. Metalli è plastichi simpricimenti ùn ponu micca paragunà. In più, A ceramica di zirconia mostra ancu una durezza eccezziunale per fà arnesi.
Forza
ZTA si distingue trà i materiali ceramichi cù a so forza è a tenacità eccezziunale, resistenza à l'usura, inerzia chimica, coefficient d'attrito bassu, altu rapportu durezza / rigidità è relativamente bassu coefficient di espansione termale paragunatu à a maiò parte di l'altri – facendu un materiale ideale per applicazioni cum'è strumenti di taglio. In più, a so biocompatibilità rende ancu ZTA una scelta di materiale attraente.
ZTA hè definitu da a so distribuzione altamente uniforme di particelle di zirconia tetragonale in una matrice d'alumina. Questu hè realizatu aduprendu tecniche di mistura sofisticate cum'è a fresatura di sfera è a fresatura di attrizione d'alta energia; Una volta mischjate, i polveri ponu esse furmati in u so cumpunente destinatu cù pressa a secca, pressatura isostatica, Tecniche di stampaggio a iniezione o estrusione.
La zirconia dispersa in una matrice d'alumina migliora a tenacità di frattura assorbendu è dissipandu l'energia di crack., cunnisciuta cum'è indurimentu di trasfurmazioni. Zirconia cuntribuisce ancu à a resistenza à l'usura, pruducia tensioni di compressione chì impediscenu a propagazione di crack – cunnisciutu cum'è auto-affilatura – facendu ZTA una scelta di materiale eccellente per i moli di mola.
Durezza
Alumina trempée à la zircone (ZTA) a ceramica vanta una forza impressiunanti è una durezza di frattura, rendenduli perfetti per l'usu in una gamma di applicazioni è ambienti. Questa resilienza notevuli vene da a trasfurmazioni di fasi indutta da u stress di fine, particelle di zirconia tetragonale uniformemente disperse in una matrice di allumina; U stress induce a trasfurmazioni di fasi per pruduce reti di microcrack di zirconia-alumina chì assorbanu l'energia di propagazione di crack ritardanu in modu efficace a so diffusione mentre aumentanu a resistenza di frattura. (Clausen 1976).
ZTA si distingue per a so eccezziunale resistenza di scossa termica. Grazie à a so cumminazzioni unica di a cumpusizioni di fase tetragonal-monoclinica, sta ceramica pò sustene i cambiamenti rapidi di a temperatura senza cracking o ruttura, mentre chì a trasfurmazioni di zirconia indotta da u stress in a so forma tetragonale metastabile genera stress compressivi chì contrastanu a furmazione di crepe in a so matrice d'alumina è aumentanu significativamente a tenacità, aumentendu cusì ancu u rendiment di ZTA..
ZTA vanta micca solu u so forte, struttura tetragonal-monoclinica è alta tenacità di frattura, ma ancu un bassu coefficient di espansione termale (CTE), facendu adattatu per applicazioni chì necessitanu temperature estreme o ambienti induve a stabilità dimensionale hè cruciale, cum'è cumpunenti di precisione o pacchetti elettroni.
ZTA si distingue trà i materiali di implanti medichi per via di a so cumminazione di resistenza chimica, proprietà meccaniche è resistenza à a corrosione assistita da stress in acqua o fluidi di u corpu, facendu un candidatu primurosu per implanti medichi cum'è teste femorali ortopediche è rivestimenti acetabulari. U biomateriale BioLOX Delta hè un tali esempiu; ampiamente utilizatu durante e chirurgie ortopediche per entrambe l'applicazioni.
Resistenza à a corrosione
ZTA vanta proprietà superiori di l'alumina è di zirconia, facendu assai resistente à l'attaccu chimicu è à l'usura, facendu perfettu per l'applicazioni chì implicanu ambienti propensi à a corrosione o attritu ripetitivu o stress meccanicu.
A combinazione di a durezza di l'alumina cù a durezza di zirconia si traduce in eccellenti proprietà tribologiche chì facenu una eccellente resistenza à l'usura in cumpunenti cù carichi pesanti è usu à longu andà., cum'è implanti ortopedici, Strumenti di taglio è cumpunenti resistenti à l'usura utilizati in a gestione di fluidi (guida di filu, cuscinetti, ugelli ecc). Questa cumminazione hè particularmente applicabile in ambienti medichi è industriali cum'è implanti ortopedici, strumenti di taglio o gestione di fluidi (guidafili cuscinetti ugelli ecc).
A tenacità di frattura aumentata di ZTA pò esse attribuita à e so particelle di zirconia finamente distribuite in a so matrice d'alumina.. Quandu i cracks cumincianu à propagate, quandu a so energia aumenta è si propaga più longu, sti granuli di zirconia tetragonale subitu a trasfurmazioni di fasi per assorbirlu è dissipallu cum'è parte di un mecanismu di indurimentu di trasfurmazioni. – dunque migliurà a tenacità di frattura di stu materiale.
U successu in a fabricazione di ceramica ZTA si trova in l'usu di polveri di zirconia è allumina di prima qualità senza impurità.. A sinterizzazione deve esse cuntrullata per evità a trasformazione spontanea di zirconia tetragonale à monoclinica durante u rinfrescante è per minimizzà a furmazione di fase monoclinica metastabile chì hè suscettibile à a chimisorption cù molécule d'acqua chì porta à a degradazione di a temperatura bassa per l'usu longu.; U prucessu di sinterizazione di a ceramica ZTA di Saint-Gobain ZirPro hè statu apposta per evità fenomeni indesiderati.. Fortunatamente, a ceramica ZTA di Saint-Gobain ZirPro hè cuncepita apposta per prevene tali fenomeni. –
Stabilità termale
Alumina trempée à la zircone (ZTA) pò resiste à i cambiamenti rapidi di a temperatura senza cracking o breaking, grâce à des particules de zircone dispersées dans une matrice d'aluminium absorbant l'énergie thermique et créant des contraintes de compression qui préviennent les fissures et les défaillances. Perchè ZTA assorbe l'energia termale in modu cusì efficace, stu materiale hè una scelta eccellente per l'applicazioni chì esigenu resistenza à alta temperatura.
L'aggiunta di zirconia à una matrice d'alumina pò aumentà a tenacità di frattura mentre migliurà simultaneamente e proprietà meccaniche cum'è a forza è a resistenza à l'usura.. L'aumentu di a tenacità di frattura in ZTA hè attribuita à a trasfurmazioni indotta da u stress da a fase tetragonal metastabile à a fase monoclinica à a temperatura ambiente.; un effettu amplificatu da i granuli di zirconia più chjuchi di quelli in alumina.
Stabilizatori sò spessu impiegati per priservà a fase di zirconia tetragonal in materiali ZTA cum'è Biolox Delta.; però, risultati simili ponu esse ottenuti senza stabilizzatori in termini di distribuzione di particelle è resistenza à a frattura.
Una cumminazzioni di alumina è zirconia crea una ceramica avanzata chì eccelle in forza, tenacità di frattura, elasticità è durezza – caratteristiche essenziali per l'applicazioni chì necessitanu prestazioni strutturali è resistenza à a corrosione. A ceramica ZTA tendenu à superà 99% ceramica d'alumina à esse costu-efficace mentre risponde à esigenze specifiche di l'applicazione in modu più efficiente; u so rapportu pò ancu esse adattatu specificamente.