Caledwch Heb ei Gyfateb Gydag Alwmina Cryfedig Zirconia (ZTA) Serameg

Alwmina Cryfhedig Zirconia (ZTA) mae cerameg yn ymffrostio mewn caledwch heb ei ail. Maent yn brolio ymwrthedd traul uwch, segurdod cemegol a ffrithiant isel ar gyfer perfformiad diymdrech mewn tasgau bob dydd – heb sôn am galedwch ac anystwythder uwch na metelau.

Mae ZTA yn cynnwys crynoadau polycrystal zirconia tetragonal metastable mewn matrics alwmina sy'n cael eu trawsnewid fesul cam a achosir gan straen i ffurf monoclinig dan straen, gan wasgaru straen cneifio ac atal ymlediad hollt, a elwir yn gyffredin yn cryfhau trawsnewid.

Gwrthsefyll Cyrydiad

Mae ZTA yn cynnig ymwrthedd cemegol uwch o'i gymharu ag alwmina pur a gall wrthsefyll tymereddau eithafol heb ddiraddio, gan ei wneud yn ddewis deunydd delfrydol ar gyfer cymwysiadau diwydiannol mewn amgylcheddau ac amodau garw.

Mae caledwch ZTA yn cael ei wella gan ronynnau zirconia sy'n gwasgaru ac yn amsugno egni, helpu i atal cracio. Pan doped ag yttrium ocsid, mae zirconia yn newid o gyfnod tetragonal metasefydlog i monoclinig yn ystod straen i greu straen cywasgol sy'n cynyddu gwydnwch torri asgwrn.

Mae cerameg sy'n seiliedig ar Zirconia fel ZTA yn cynnwys gronynnau alwmina i wrthsefyll sioc thermol. Mae hyn yn caniatáu iddo wrthsefyll newidiadau tymheredd cyflym heb gracio neu fethiant mewn cymwysiadau perfformiad uchel fel malu a thorri; mae ei ehangiad llinellol a dirdro isel yn darparu galluoedd cynnal llwyth a galluoedd perfformiad rhagorol. ZTA ymffrostio 2-3 gwaith cryfder tynnol cryfach o'i gymharu ag alwmina pur tra bod ganddo gyfernodau ehangu llinellol / torsiynol isel ar gyfer galluoedd cynnal llwyth eithriadol a galluoedd perfformiad.

Anystwythder Uchel

Mae ZTA yn cyfuno cryfder a gwydnwch alwmina â chaledu zirconia ar gyfer deunydd eithriadol ar gyfer cymwysiadau heriol. Mae'r cyfuniad hwn yn cynnig cryfder heb ei ail, caledwch torri asgwrn, eiddo elastigedd a chaledwch mewn un pecyn.

Claussen darganfod yn 1976 bod ychwanegu zirconia ansefydlog i alwmina yn cynyddu ei wydnwch torri asgwrn yn sylweddol, oherwydd y trawsnewid tetragonal-monoclinig o waddodion tetragonal mân gwasgaredig gwasgaredig o fewn ei matrics. Mae gwaddodion metasefydlog o'r fath yn cael eu hatal rhag newid hyd nes y cânt eu rhyddhau gan flaen crac agosáu neu ffynhonnell arall o ryddhad o'u cyfyngiad., megis trwy doddi ymaith.

Poeth-wasgu 10mol% yttria-sefydlogi zirconia (10YSZ), wedi'i atgyfnerthu â naill ai gronynnau neu blatennau sy'n cynnwys o 0 i 30wt% cynnwys alwmina yn destun cryfder trylwyr, caledwch torasgwrn a phrofion twf crac araf ar 1000C mewn aer. Dangosodd y canlyniadau fod y cryfder hyblyg mwyaf a chaledwch torri asgwrn ar gyfer cyfansoddion platennau wedi'u cyrraedd gyda'r cynnwys cyfansoddiad hwn.

Cryfder Tynnol Uchel

Mae serameg Zirconia yn cynnig cyfuniad rhyfeddol o gryfder, gwytnwch, ac amlbwrpasedd sydd ymhell y tu hwnt i serameg dechnegol draddodiadol. Mae fformwleiddiadau Zirconia fel ZTA yn darparu atebion ar gyfer cymwysiadau anoddaf heddiw yn amrywio o gydrannau awyrofod sy'n parhau mewn amgylcheddau llym i fewnblaniadau biofeddygol cenhedlaeth nesaf sydd wedi'u cynllunio ar gyfer hirhoedledd. – darparu atebion dibynadwy ar gyfer anghenion mwyaf dybryd heddiw.

Mae ZTA yn sefyll allan ymhlith deunyddiau eraill oherwydd ei gryfder hyblyg uwch, gwydnwch torasgwrn a gwrthwynebiad i ymlediad hollt oherwydd ei gyfnod tetragonal metasad. Mae'r trawsnewid hwn yn zirconia monoclinig ar dymheredd isel yn cywasgu'r parth o flaen blaen crac i atal twf pellach.

Yttria Wedi'i Sefydlogi'n Rhannol Zirconia (Y-TZP) a Cerium Zirconia Wedi'i Sefydlogi'n Rhannol (Beth-TZP) arddangos nodweddion caledwch eithriadol tebyg i ZTA oherwydd cadw cyfnod tetragonal trwy gynnal yttria neu cerium ar dymheredd is, caniatáu trawsnewid ar ystod tymheredd mwy hylaw a dangos llai o ddifrod arwyneb yn ystod profion llwytho cylchol na chymheiriaid Alumina.

Ffrithiant Isel

Zirconia yw un o'r cerameg peirianneg anoddaf sydd ar gael ac mae ei briodweddau ffrithiant isel yn helpu i gynyddu ymwrthedd gwisgo tra'n lleihau gofynion iro.

Mae cerameg ZTA yn cynnwys alwmina ar gyfer y caledwch mwyaf. This allows metastable yttria-stabilised tetragonal zirconia particles in an alumina matrix to remain unaltered, remaining crystalized by virtue of an interwoven network of grains.

Controlled composition and processing conditions ensure that spontaneous tetragonal-to-monoclinic transformation does not occur upon cooling from the sintering temperature, contributing to multi-hit capability in fracture toughness testing. Ymhellach, high homogeneity in alumina-zirconia composites with small grain sizes results in lower crack energy which in turn translates to shorter crack lengths during diamond indentation tests.

High Thermal Expansion

Alumina matrix’s binding force enables it to prevent the tetragonal zirconia particles from transitioning into monoclinic zirconia upon cooling, thus making 10 mole % cyfansoddion zirconia-alwmina sefydlog yttria sefydlog a di-graciau.

Mae ychwanegu cerium i zirconia yn caniatáu iddo gael ei sefydlogi'n rhannol (Beth-TZP). Mae Ce-TZP yn cadw ei gyfnod tetragonal ar dymheredd ystafell ac yn cynyddu caledwch yn sylweddol, caledwch torri asgwrn a chryfder hyblyg o'i gymharu â deunyddiau ceramig deintyddol traddodiadol.

Cyfansoddion Alwmina Cryfedig Zirconia sy'n ymgorffori Ce-TZP, zirconia sefydlog yttria (Y-TZP), neu zirconia wedi'i sefydlogi â magnesia (Mg-PSZ) arddangos caledwch eithriadol sy'n rhagori ar alwmina a zirconia monolithig, gan wneud ZTA yn ymgeisydd perffaith ar gyfer cymwysiadau heriol fel mewnblaniadau meddygol, cydrannau awyrofod a pheiriannau diwydiannol. Mae gan ZTA hefyd lawer o briodweddau ymwrthedd cemegol sy'n ei amddiffyn rhag asidau, atebion halen, alcalïau halwynau tawdd yn ogystal â thymheredd uchel.