Alumina trempée à la zircone
Alumina trempée à la zircone (ZTA) hè un materiale ceramicu avanzatu largamente utilizatu in i sigilli di valve, boccole, cumpunenti di pompa è arnesi di taglio per via di a so forza è a stabilità chimica – cum'è pruvucatu da a so capacità di sustene carichi pesanti senza degradazione significativa.
ZTA vanta una resistenza impressionante di scossa termica è pò resiste à cambiamenti bruschi di cambiamenti di temperatura., è ancu i rapidi swings di temperatura. Leghjite per sapè più nantu à e so proprietà meccaniche!
Durezza
Zirconia aghjuntu à una matrice d'alumina aumenta a so durezza, resistenza à a frattura è resistenza à a flessione mentre aumentanu a resistenza à l'usura è l'erosione. U mecanismu tipicu implicatu hè a trasfurmazioni di fasi seguita da a furmazione di microcrack, ma pò ancu implicà e teorie di a teoria di u stress in quantu applicabile..
I precipitati di zirconia tetragonale metastabile chì formanu una fine dispersione in una matrice d'alumina ponu esse sottumessi a trasfurmazioni spontanee in forme monocliniche quandu a so limitazione hè elevata durante a propagazione di crack., furnisce energia contr'à i campi di stress chì guidanu a propagazione di crack.
A ceramica ZTA hà una durezza è una durezza superiore à a frattura cumparata cù altre ceramiche d'ingegneria basate in l'ossidu, è ancu duie volte a forza di fatigue ciclica di Y-TZP. Comu tali, e so proprietà u facenu adattatu per applicazioni chì necessitanu una resistenza estrema à l'usura, inerzia chimica è attritu bassu oltri altu forza è stiffness.
Forza Flexural
A ceramica ZTA pò esse fatta da alterazione di a ratio di zirconia stabilizzata ittria (Y-TZP) all'interno di una matrice di allumina mediante pressatura isostatica a caldo, per ottimisà e cumminazzioni di durezza-frattura di tenacità-forza di flessione chì risultanu in una resistenza à fatica ciclica senza paragone superendu a ceramica tecnica più avanzata.
Y-TZP metastabile in una matrice di allumina si traduce in a furmazione di agglomerati di fase di trasformazione tetragonale-monoclinica chì aumentanu a tenacità di frattura per via di l'irrigidumentu di trasfurmazioni di fase. (Clausen 1976). Preferenzialmente attraversà cracks, questi agglomerati di transizione comprimenu a zona davanti à u fronte di crack è riducenu a so progressione, infine aumenta a tenacità di frattura.
Questa struttura di materiale hà purtatu à a creazione di cumposti alumina-zirconia cum'è BIOLOX Delta., largamente utilizatu per a sustituzione tutale di l'anca è altri cumpunenti ortopedichi portanti. Stu biomateriale ceramicu presenta una resistenza eccezziunale à l'usura, inerzia chimica à a temperatura di l'ambienti, resistenza à u scossa termale è eccellente inerzia chimica à tutte e temperature.
Resistenza à a corrosione
Chimicamente inerte è resistente à alte temperature è usura, furnisce un rendimentu superiore paragunatu à 99 ceramica allumina è hè ancu più costu-efficace.
Zirconia vanta ancu una forza di trazione impressiunanti, proprietà di flessione è elasticità è biocompatibilità – facendu ideale per usi medichi cum'è i rimpiazzamenti di l'anca. A causa di l'endurcimentu di trasfurmazioni in cundizioni di stress, e particelle di zirconia cambianu da a forma tetragonal metastabile à a forma monoclinica, aiutendu à chjude i cracks in modu più efficiente mentre aumentanu a tenacità di frattura.
CeramTec (Biolox Delta) cummercializeghja un compositu d'alumina-zirconia induve a zirconia instabilizzata resta in fase tetragonale per gestisce sta trasfurmazioni è furnisce un smussamentu di punta di crack è deviazione di crack., migliurà a tenacità di a matrice d'alumina. U cuntenutu di Zirconia di u materiale pò esse alteratu per mezu di tecniche di preparazione è di densificazione di polveri.
Resistenza à Shock Thermal
Zirconia aghjuntu à una matrice d'alumina primaria durante a sinterizzazione pò rinfurzà significativamente a so forza è a tenacità., creendu ciò chì hè cunnisciutu cum'è ZTA (Alumina trempée à la zircone), superando a ceramica di allumina normale sia in applicazioni meccaniche sia di usura.
L'aluminium trempé à la zircone est réputé pour ses propriétés exceptionnelles telles qu'une haute dureté à chaud et une force de rapture., inerzia chimica à a temperatura di l'ambienti, bassu tassi di espansione termica è eccellente resistenza di scossa termica – proprietà ideali per i cumpunenti di fresatura è ancu per i pezzi di usura chì necessitanu miccanismi di raffreddamentu.
CeramTec vende un ZTA chjamatu Biolox delta chì presenta una matrice d'alumina cù particelle Y-TZP disperse. (17 pisu/pesu %) e piastrine d'aluminate di strontium (0.5 pisu/pesu %), furnisce una cumminazione efficace di meccanismi di trasfurmazioni di fasi tetragonali à monoclini è di meccanismi di deflessione di crack per furnisce una durezza mejorata, chì rende questu ideale per i prucessi THA primari nantu à e superfici di cuscinetti femorali.
Isolamentu Elettricu
L'aluminium trempé à la zircone peut résister aux chocs thermiques sans craquer ou rompre sous des changements brusques de température., grâce à des particules d'alumine dispersées dans sa matrice qui absorbent l'énergie thermique et génèrent des contraintes de compression qui préviennent les fractures..
A ceramica Alumina-zirconia hè più densa di a so contraparti di zirconia pura, facendu ideale per l'applicazioni d'insulazione elettrica. In più, a so espansione termica più bassa di a zirconia u face adattatu per e parti chì necessitanu di rinfrescante.
L'indurimentu di trasfurmazioni di cumposti Alumina-zirconia offre vantaghji supplementari; quì, I grani di zirconia in una matrice d'alumina sò sottumessi à una fase metastabile induve i so granuli si trasformanu da strutture tetragonali à monocliniche., diminuendu cusì u cracking induvatu da u stress aumentendu a resistenza à l'abrasione è l'impattu. L'alumina zirconia indurita si trova tipicamente per una reazione piroforica chì implica u zirconiu.(IV) ossidu octahydrate, Nitrate d'aluminium Nanohydrate Triethylamine è HNO3(Acidu Nitricu); L'aumentu di a dimensione di particella aiuta ancu più a dispersione di granuli di zirconia metastabile.