Alwmina Cryfhedig Zirconia – Cryfder Gwell ar gyfer Rhagoriaeth Ddiwydiannol

Alwmina Cryfhedig Zirconia (ZTA) yn serameg eithriadol, yn cael ei wahaniaethu gan wydnwch uchel a gwrthiant torri asgwrn oherwydd gronynnau zirconia sefydlog yttria wedi'u gwasgaru trwy fatrics alwmina.

Gall y deunydd hwn wrthsefyll newidiadau tymheredd cyflym heb gracio neu dorri, yn gwrthsefyll cyrydiad cemegol ac yn cynnig ymwrthedd sioc thermol ardderchog.

Gwrthsefyll Cyrydiad Ardderchog

Mae serameg ZTA yn cynnig cydbwysedd delfrydol rhwng cryfder a gwerth, bod yn gryfach na chynhyrchion alwmina ond yn llai costus na zirconia pur. Eu priodweddau mecanyddol – caledwch torri asgwrn, cryfder a chaledwch hyblyg yn ogystal ag ymwrthedd sioc thermol – eu gwneud yn addas ar gyfer gwneud offer diwydiannol fel torri olwynion.

Mae ZTA yn cyflawni ei briodweddau uwchraddol oherwydd ychwanegu zirconia wedi'i sefydlogi yttria (YSZ) gronynnau o fewn matrics alwmina. Pan gaiff ei wasgaru'n gyfartal drwyddo draw, Mae YSZ yn helpu i wneud y gorau o galedwch torri asgwrn a chryfder tynnol y ddwy elfen gan arwain at wrthwynebiad traul eithriadol, anadweithedd cemegol ar dymheredd ystafell a chaledwch poeth / priodweddau cryfder rapture ar gyfer deunydd ceramig eithriadol.

Cynhyrchion ZTA’ mae priodweddau mecanyddol yn dibynnu'n fawr ar eu llwybrau prosesu ar gyfer cynhyrchu powdrau, gan gynnwys triniaethau gwres, dulliau calchynnu, technegau sychu a phrosesau sintro yn ogystal â siapio wedi'i deilwra gydag ychwanegion wedi'u hychwanegu yn ystod y cynhyrchiad. Mae'r holl ffactorau hyn yn cael effaith uniongyrchol ar eu cryfder, priodweddau elastigedd a chaledwch.

Gwrthsefyll Sioc Thermol Ardderchog

Mae cerameg ZTA yn cynnig ymwrthedd sioc thermol ardderchog, gan eu gwneud yn ddewis ardderchog ar gyfer cymwysiadau awyrofod sy'n gofyn am lefelau uchel o gryfder, caledwch, a segurdod cemegol. Pan gaiff ei wasgaru'n unffurf o fewn matrics alwmina, gellir optimeiddio YSZ. Un serameg zirconia-alwmina-gadarn trawsnewid o'r fath yr ydym yn ei gynnig yw BIOLOX delta y gellir ei ddarganfod a ddefnyddir ar gyfer cydrannau orthopedais sy'n cynnal llwyth fel gosod clun newydd..

Mae trawsnewid a achosir gan straen o strwythur tetragonal metastabl i strwythur monoclinig YSZ yn cynhyrchu ehangiad cyfaint a straen cneifio sy'n gwrth-ymledu craciau, cynyddu gwydnwch torri asgwrn tra'n gwella cryfder ystwythder ar yr un pryd. Mae perfformiad cerameg wedi'i atgyfnerthu â thrawsnewidiad alwmina-YSZ o'r fath yn dibynnu ar amodau prosesu yn ogystal ag ar ei stoichiometreg o ocsidau cyfansoddol yn y broses sintro.

Gall amodau sintro a reolir yn wael arwain at gryfder hyblyg isel a homogenedd gwael matrics alwmina-YSZ, o bosibl oherwydd caethiwo aer neu grynhoad gronynnau. Trwy ychwanegu ychwanegion fel yttria neu magnesiwm ocsidau, gall un leihau tymheredd trawsnewid tetragonal i monoclinig a gwella priodweddau sintro zirconia.

Ymwrthedd Gwisgo Ardderchog

Mae ZTA nid yn unig yn rhagori o ran ymwrthedd sioc thermol a gwrthsefyll cyrydiad, ond mae hefyd yn gwrthsefyll traul yn fawr oherwydd ei fecanwaith amgáu trawsnewid cyfnod tetragonal-monclinic. Ymhellach, mae astudiaethau in vitro wedi datgelu bod cydrannau ZTA yn llai tueddol o ddiraddio hydrothermol – rhywbeth o bwys mawr mewn cerameg pen a chwpan ffemoral i osod clun newydd (megis delta BIOLOX a gynhyrchwyd gan CeramTec).

Mae profion gwisgo efelychiedig a gynhaliwyd ar gydrannau ZTA wedi'u gwneud o ddeunyddiau cyfansawdd alwmina-zirconia wedi cynhyrchu canlyniadau trawiadol o ran ymwrthedd gwisgo, cryfder a chaledwch hyblyg. Roedd samplau ZTA a oedd yn agored i gylchoedd lluosog yn yr efelychydd clun yn dangos ychydig iawn o ddiraddiad gyda garwedd arwyneb sylweddol is na chydrannau zirconia monolithig.

Mae cydrannau ZTA wedi profi'n addas ar gyfer ceisiadau heriol mewn gweithgynhyrchu modurol (offer ffurfio poeth ac oer, rholeri cau can a capstans); diwydiant ynni (berynnau, mewnosodiadau orifice a darganfyddwyr fortecs); prosesu bwyd (homogenizing rhannau pwmp); a diwydiant ynni. Mae eu priodweddau mecanyddol yn dibynnu ar lawer o newidynnau: llwybrau paratoi a ddefnyddir i baratoi powdrau; dulliau sychu a ddefnyddir yn ystod calchynnu; technegau siapio a fabwysiadwyd yn ystod technegau sintro; siapio wedi'i deilwra; ychwanegion ychwanegol a dosbarthiad maint gronynnau ymhlith eraill.

Cryfder Ardderchog

Mae cerameg ZTA yn defnyddio trawsnewidiad a achosir gan straen i integreiddio zirconia i mewn i fatrics alwmina, cynyddu cryfder a gwydnwch dros amser. Mae hyn yn gwneud ZTA yn ddatrysiad cerameg rhagorol ar gyfer cymwysiadau diwydiannol sy'n gofyn am wydnwch, ymwrthedd cyrydiad uchel, goddefgarwch sioc thermol a goddefgarwch sioc thermol.

O dan straen, mae gwaddod metasefydlog tetragonal mewn alwmina ciwbig yn cael ei drawsnewid yn sydyn yn ronynnau monoclinig sy'n cynyddu ei wydnwch torri asgwrn trwy greu haenau arwyneb cywasgol sy'n glynu wrth graciau o fewn ei fatrics.

Mae cryfhau trawsnewid yn ffenomen a elwir yn wydnhau toriadau, lle mae cryfder torasgwrn cynyddol alwmina yn arwain at hyd crac byrrach, llai o bylu crac, a gwell rhyngweithio â microcraciau sy'n bodoli eisoes. Mae hyn yn caniatáu cyfuniadau dwyn caled-ar-caled a chaled-ar-feddal a ddefnyddir mewn cerameg gradd feddygol fodern fel gosod clun newydd.. Ymhellach, Mae mewnblaniadau zirconia sefydlog Yttrium o'r enw y-TZP yn darparu amddiffyniad rhag traul dros amser.