L'ossidu di zirconiu è l'ossidu d'aluminiu messi inseme dannu l'alumina durci di zircone (ZTA), un materiale eccezziunale in parechje applicazioni. Pruprietà meccanica, forza, tenacità di frattura, elasticità, a durezza è a resistenza à l'usura sò assai apprezzate in stu materiale ceramicu cumpostu chì appartene à a classa di compositi AZ.. ZTA hè diventatu a scelta preferita per una forza meccanica alta, resistenza termica è resistenza à a corrosione.
Decodificà a cumpusizioni è a struttura
Frà altre cose, Zirconia Toughened Alumina hè custituita da grani di zirconia dispersi uniformemente in una matrice di alumina. Normalmente, questu include 10-20% volume di ZrO2 in allumina. Sicondu e so proporzioni, mischii custituenti cuntribuiscenu à a ceramica cù funziunalità specifichi sicondu un particulare appiicazioni.
Building Blocks: Alumina è Zirconia
I cumpunenti principali chì sò mischiati per furmà ZTA sò alumina è zirconia. In più, Implanti ortopedici sò stati utilizendu stu materiale ceramicu cunnisciutu cum'è ossidu d'aluminiu (Al2O3) in a storia per via di a so bona biocompatibilità è di a so grande forza meccanica è resistenza à a frattura.
Un'altra pruprietà eccezziunale di zirconia hè u so bassu tassi di corrosione è a bona stabilità chimica è a forza meccanica alta.. U so modulu di Young hè in u listessu ordine di grandezza cù legami in acciaio inox.
Cumu hè fattu
Per pruduce ZTA significa creà granuli di zirconia in fase tetragonale distribuiti uniformemente in una matrice di allumina.. Una cuncentrazione di stress in punta di crack pò cambià una struttura cristallina tetragonale in una monoclinica chì porta à un aumentu assuciatu di u voluminu di zirconia.. Una tale espansione di u voluminu inverte o ferma in modu efficace a crescita di crack chì porta à più durezza è forza.
Pruprietà meccanica di a ceramica ZrO2-Al2O3
Ci hè una larga gamma di proprietà meccaniche esibite da ZTA, cumprese una durezza superiore à l'alumini convenzionali cù valori di densità simili., resistenza à a flessione più altu ch'è l'alumini cunvinziunali è più bassu di i zirconi cunvinziunali coefficienti di espansioni termiche lineari (CLTE).
Zirconia Toughened Alumina hà una alta resistenza meccanica è hè termicamente resistente per quessa ùn si corrode.. Quì sottu sò alcune di e proprietà di ZTA:
Valore di a pruprietà
Formula chimica Zr-Al2O3
Densità 4.1-4.38 g/cm^3
Durezza 1750-2100 Pulsante
Elasticità 45-49 x 10^6 psi
Forza di Flexure 100-145 ksi
Ratio di Poisson 0.26
Resistenza à a frattura 5-7 MPa m^1/2
Coefficient of Thermal Expansion 8.0-8.1 x 10^-6 1/C
Conduttività termale 20.0-21.0 W/mK
Resistenza à u Shock 325 °C
Temperatura massima di travagliu 1650 °C
Applicazioni di ZrO2-Al2O3 Ceramica
Zirconia Toughened Alumina hè aduprata in diverse applicazioni, cum'è quelli chì necessitanu alta forza è resistenza à l'usura.. Questi includenu sigilli di valvula, maniche, pistoni di pompa, spraying ugelli è altre parti industriale.
Biocompatibilità di ZTA
In diversi studii, ZTA hè statu rapportatu chì ùn pruduce micca una reazione di tissutu avversa à l'implantazione, facendu cusì un bonu candidatu per i cumpunenti ortopedici portanti.. In più, a durezza, a tenacità è a forza esibita da a ceramica di zirconia-alumina li facenu adatti per i cumpunenti ortopedichi portanti.
ZTA in artroplastia di l'anca
Ci hè statu assai deliberazioni nantu à a ceramica cum'è l'alumina, zirconia è zirconia alumina durciata (ZTA) cum'è materiali adattati in artroplastia di l'anca . Questi vantaghji di ZTA sò stati ottenuti senza avè da incorpore i svantaghji assuciati à a zirconia stabilizzata cù ittria chì mostra proprietà meccaniche elevate o alumina cù a so alta inerzia..
ZTA in artroplastia di ghjinochju
A maiò parte, Disegni di implanti in ceramica per l'artroplastia totale di ghjinochju (TKA) sò stati sviluppati per trattà u prublema di reazzioni allergii chì ponu accade in i pazienti quandu i cumpunenti muderni di titaniu o di cobalto-cromu liberanu particelle di usura.. L'alumine trempée à la zircone (ZTA) Matrix Composite hè un biomateriale di punta per tali applicazioni.
ZTA: U futuru promettente
Questu implica una ricerca cuntinua è u sviluppu nantu à modi per migliurà l'attributi di ZTA è i so usi putenziali.. Un'altra Zirconia Toughened Alumina trattata in batch hè stata cuncepita cù proprietà meccaniche in termini di resistenza à a flessione sostanzialmente più menu di quelli di Biolox® Delta dispunibule in u cummerciu.. Un altru, cum'è cumposti di ceramica di nitruru di silicuu introduttu recentemente in l'artroplastia di l'anca mostra ancu una forza più altu ch'è l'alumina. U futuru hè luminoso per ZTA cù parechje applicazioni è proprietà superiori.. Dunque, cù tecnulugia in evoluzione, hè previstu chì ZTA serà a basa per novi cuncetti nantu à diversi fronti in particulare in biomedicina.