Alwmina Cryfhedig Zirconia

Zirconia alwmina gwydn (ZTA) yn ddeunydd ceramig uwch a ddefnyddir yn eang mewn morloi falf, llwyni, cydrannau pwmp ac offer torri oherwydd ei gryfder a sefydlogrwydd cemegol – fel y dangosir gan ei allu i wrthsefyll llwythi trwm heb ddirywiad sylweddol.

Mae gan ZTA wrthwynebiad sioc thermol trawiadol a gall wrthsefyll newidiadau sydyn mewn newidiadau tymheredd, yn ogystal â siglenni tymheredd cyflym. Darllenwch ymlaen i ddysgu mwy am ei briodweddau mecanyddol!

Caledwch

Mae Zirconia wedi'i ychwanegu at fatrics alwmina yn cynyddu ei galedwch, caledwch torri asgwrn a chryfder hyblyg tra'n cynyddu ymwrthedd i draul ac erydiad. Y mecanwaith a ddefnyddir yn nodweddiadol yw trawsnewid cyfnod ac yna ffurfio microcrac ond gall hefyd gynnwys damcaniaethau theori straen fel y bo'n berthnasol.

Gall gwaddod tetragonal metastablaidd sy'n ffurfio gwasgariad mân o fewn matrics alwmina gael ei drawsnewid yn ddigymell yn ffurfiau monoclinig pan godir eu cyfyngiad yn ystod lluosogi crac, darparu ynni yn erbyn meysydd straen gyrru lluosogi crac.

Mae gan serameg ZTA wydnwch a chaledwch torri esgyrn uwch o'i gymharu â serameg peirianneg arall sy'n seiliedig ar ocsid, yn ogystal â dwywaith cryfder blinder cylchol Y-TZP. Fel y cyfryw, mae ei briodweddau yn ei gwneud yn addas ar gyfer cymwysiadau sydd angen ymwrthedd gwisgo eithafol, anadweithiol cemegol a ffrithiant isel yn ogystal â chryfder uchel ac anystwythder.

Cryfder Hyblyg

Gellir gwneud cerameg ZTA trwy newid cymhareb zirconia wedi'i sefydlogi yttria (Y-TZP) o fewn matrics alwmina gan ddefnyddio gwasgu isostatig poeth, i wneud y gorau o galedwch-torri asgwrn caledwch-cyfuniadau cryfder ystwytho sy'n arwain at ymwrthedd blinder cylchol digyffelyb yn rhagori ar y cerameg technegol mwyaf datblygedig.

Mae Y-TZP metabolaidd mewn matrics alwmina yn arwain at ffurfio crynoadau cam trawsnewid tetragonal-monoclinig sy'n cynyddu gwydnwch torasgwrn trwy anystwythder trawsnewid cam (Clausen 1976). Yn ddelfrydol croesi craciau, bydd y crynoadau trosiannol hyn yn cywasgu'r parth o flaen y blaen crac ac yn lleihau ei ddilyniant, yn y pen draw yn cynyddu gwydnwch torri asgwrn.

Mae'r strwythur deunydd hwn wedi arwain at greu cyfansoddion alwmina-zirconia fel BIOLOX Delta, a ddefnyddir yn helaeth ar gyfer gosod clun newydd yn gyfan gwbl a chydrannau orthopedig eraill sy'n cynnal llwyth. Mae'r biodeunydd ceramig hwn yn cynnwys ymwrthedd gwisgo rhagorol, segurdod cemegol ar dymheredd ystafell, ymwrthedd sioc thermol ac anadweithiol cemegol rhagorol ar bob tymheredd.

Gwrthsefyll Cyrydiad

Yn gemegol anadweithiol ac yn gallu gwrthsefyll tymereddau uchel a thraul, mae'n darparu perfformiad uwch o'i gymharu â 99 serameg alwmina ac mae'n fwy cost-effeithiol hefyd.

Mae gan Zirconia hefyd gryfder tynnol trawiadol, priodweddau hyblyg ac elastigedd a biocompatibility – gan ei wneud yn ddelfrydol ar gyfer defnyddiau meddygol fel gosod clun newydd. Oherwydd trawsnewid caledu o dan amodau straen, Mae gronynnau zirconia yn newid o ffurf tetragonal metastabl i ffurf monoclinig, helpu i gau craciau yn fwy effeithlon tra'n cynyddu gwydnwch torri asgwrn.

CeramTec (Delta Biolocs) yn masnacheiddio cyfansawdd alwmina-zirconia lle mae zirconia ansefydlog yn parhau yn y cyfnod tetragonal i reoli'r trawsnewid hwn a darparu pylu blaen crac a gwyriad crac, gwella caledwch matrics alwmina. Gellir newid cynnwys deunydd Zirconia trwy dechnegau paratoi powdr a dwysáu.

Gwrthsefyll Sioc Thermol

Gall Zirconia a ychwanegir at fatrics alwmina cynradd yn ystod sintro wella ei gryfder a'i wydnwch yn sylweddol, creu yr hyn a elwir yn ZTA (Alwmina Cryfhedig Zirconia), yn perfformio'n well na serameg alwmina arferol mewn cymwysiadau mecanyddol a gwisgo.

Mae alwmina gwydn Zirconia yn nodedig am ei briodweddau eithriadol megis caledwch poeth uchel a chryfder ysglyfaethu, segurdod cemegol ar dymheredd ystafell, cyfraddau ehangu thermol isel a gwrthsefyll sioc thermol ardderchog – eiddo delfrydol ar gyfer cydrannau melino yn ogystal â gwisgo rhannau sy'n gofyn am fecanweithiau oeri.

Mae CeramTec yn marchnata ZTA o'r enw Biolox delta sy'n cynnwys matrics alwmina gyda gronynnau Y-TZP gwasgaredig (17 pwysau/wt%) a phlatennau aluminate strontiwm (0.5 pwysau/wt%), darparu cyfuniad effeithiol o fecanweithiau trawsnewid cyfnod tetragonal-i-monoclinig a mecanweithiau gwyro craciau i ddarparu gwydnwch gwell, sy'n gwneud hyn yn ddelfrydol ar gyfer gweithdrefnau THA cynradd ar arwynebau dwyn femoral.

Inswleiddio Trydanol

Gall alwmina gwydn Zirconia wrthsefyll sioc thermol heb gracio neu dorri o dan newidiadau sydyn mewn tymheredd, diolch i ronynnau alwmina gwasgaredig sydd wedi'u gwasgaru o fewn ei fatrics sy'n amsugno'r egni thermol ac yn cynhyrchu straen cywasgol sy'n atal toriadau.

Mae cerameg alwmina-zirconia yn fwy trwchus na'i gymar zirconia pur, gan ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau inswleiddio trydanol. Ymhellach, mae ei ehangiad thermol is na zirconia yn ei gwneud yn addas ar gyfer rhannau sydd angen oeri.

Mae cryfhau trawsnewid cyfansoddion Alwmina-zirconia yn cynnig manteision ychwanegol; yma, mae grawn zirconia mewn matrics alwmina yn mynd trwy gyfnod metasefydlog lle mae eu grawn yn cael eu trawsnewid o strwythurau tetragonal i monoclinig, gan leihau cracio a achosir gan straen trwy gynyddu ymwrthedd yn erbyn sgrafelliad ac effaith. Mae zirconia wedi'i gryfhau ag alwmina fel arfer yn digwydd trwy adwaith pyrofforig sy'n cynnwys Zirconium(IV) ocsid octahydrate, Alwminiwm Nitrad Nanohydrate Triethylamine a HNO3(Asid Nitrig); mae cynyddu maint gronynnau yn gymorth pellach i wasgaru grawn zirconia metastabl.