zirconia hærdet aluminiumoxid har bevist sine overlegne mekaniske egenskaber sammenlignet med monolitisk zirconia, herunder brudsejhed og bøjningsstyrke. ZTAs stabilitet stammer fra dens matrixfase, som beskytter og begrænser transformationen af tetragonale zirconia korn, hjælper den med at modstå nedbrydning under in-vivo hydrotermiske forhold.
Bøjestyrke
Ved at tilføje zirconia til alumina keramik, zirconia hærdet aluminiumoxid er skabt. Dette materiale har overlegen bøjningsstyrke og mekanisk holdbarhed i situationer, der kræver det, og modstår også kemisk korrosion samt udsættelse for kropsvæsker.
zirconiumoxidhærdet aluminiumoxid kan modstå hurtige temperatursvingninger på grund af dets zirconiumoxidpartikler spredt i en aluminiumoxidmatrix, der absorberer termisk energi og skaber trykspændinger for at forhindre revnedannelse, gør den velegnet til brug i forskellige industrielle applikationer såsom ovnkomponenter og dampturbinemotorer.
Denne kompositkeramik kombinerer de imponerende kvaliteter af både aluminiumoxid og zirconia for at levere ekstra styrke og modstandsdygtighed over for termisk stød, med overlegen hårdhed, bøjningsstyrke, brudsejhed og slidstyrke, der overgår 99% ren aluminiumoxid med hensyn til hårdhed, sejhed og slidstyrke.
Brudsejhed
Zirconia øger brudsejheden af aluminiumoxidkeramik gennem transformationshærdning. Når ramt, metastabil yttrium-stabiliseret zirconiumoxid omdannes til monokliniske krystalstrukturer, der producerer trykspænding, der forhindrer sprækkeudbredelse.
Zirconia hærdet aluminiumoxid er et ideelt materiale til fremstilling af skærende værktøjer på grund af dets hårdhed, termisk stabilitet og modstand mod friktion. Desuden, dens overlegne mekaniske egenskaber bidrager væsentligt til dens holdbarhed og pålidelighed.
ZTA produceret via gelstøbning har en exceptionel kombination af bøjningsstyrke, brudsejhed, biokompatibilitet og varme/korrosionsbestandighed, der gør den velegnet til hofteprotesekirurgi. Gennem gelstøbeprocesser er det også muligt at skræddersy dens hårdhed-brudsejhed-bøjestyrkeparametre ved at ændre gyllefaststofbelastningsniveauer, formtykkelse eller sintringstemperaturparametre for at maksimere resultaterne.
Stress-Strain Kurver
zirconia hærdet aluminiumoxid materiale kan prale af overlegen styrke og slidstyrke, samt enestående stivhed til at understøtte tunge belastninger uden at deformeres under tryk. Desuden, det kan prale af fremragende termisk stødmodstand, hvilket gør det muligt for den at tolerere pludselige temperatursvingninger uden at blive forringet.
Zirconiumoxidindhold over en vis grænse øger ældningsnedbrydningen gennem mikrorevner dannet under afkøling efter sintring, der fungerer som foretrukne veje for vandindtrængning i keramisk materiale, fører til, at der dannes mikrorevner under afkøling, der fungerer som foretrukne veje for dets indtræden og spredning ind i det. Omvendt, når under denne tærskel, gennemgår zirconiumoxidpartiklerne stress-induceret transformation fra tetragonal fase til monoklin fase, hvilket reducerer ældningsnedbrydning.
Trækstyrke
Zirconia hærdet aluminiumoxid er hårdt og holdbart materiale med fremragende slidstyrke og termiske stabilitetsegenskaber, gør den velegnet til komponenter, der kræver køling. Derudover, termisk stabile overflader som denne giver termisk kontrol såvel som friktionsmodstand, hvilket gør dem til det ideelle materialevalg.
Under stress, ZTA gennemgår en fasetransformation fra tetragonal til monoklinisk, hvilket forhindrer revneudbredelse og øger brudsejheden, men nogle undersøgelser indikerer, at øget ustabiliseret zirconiumoxid fører til reduceret trækstyrke.
ZTA keramik indeholder typisk 10%-20% zirkonia, hvilket gør det muligt at skræddersy den specifikt til hver applikation. ZTA er biokompatibel, temperaturbestandig, korrosionsbestandig, hård nok til at modstå pres, omkostningseffektivt alternativ til ren zirconia keramik og kan modstå høje temperaturer uden nedbrydning. Ventiltætningsproducenter vælger det almindeligvis på grund af dets korrosionsbestandighed og trykholdende egenskaber – alle kvaliteter ideelle til ventiltætningsapplikationer.
Slagstyrke
zirconia hærdet aluminiumoxid er meget korrosionsbestandigt og besidder enestående mekanisk styrke, hvilket gør dem velegnede til applikationer, der kræver hårdhed og sejhed samtidigt. Desuden, ZTA tilbyder omkostningsbesparelser i forhold til ren zirconia keramik.
Ved at kombinere alumina og zirconia skabes en keramik med højere bøjningsstyrke, brudsejhed, og slidstyrke end ren aluminiumoxid. Det kan modstå højere belastninger og stød og bruges ofte som en opgradering i forhold til standard aluminiumoxid i designs, der kræver yderligere funktioner.
Transformationshærdning er årsag til denne øgede styrke; under stressforhold, zirkoniumoxidpartikler ændrer sig fra deres tetragonale til monokliniske form og udvider sig, komprimere revner i en aluminiumoxidmatrix og dermed føre til højere bøjningsstyrke end YSZ (6c og d).
Korrosionsbestandighed
ZTA keramiks kombination af aluminiumoxid og zirconia giver overlegen korrosionsbestandighed sammenlignet med ren 99% aluminiumoxidmaterialer alene, og har overlegen hårdhed, brudsejhed, bøjningsstyrke, og hårdhedsegenskaber end sine konkurrenter.
ZTA har fremragende slid- og slidstyrke og kemisk kompatibilitet, hvilket gør den ideel til industrielle applikationer, der kræver høj mekanisk holdbarhed. Desuden, kombinationen af materialer kan prale af fremragende termisk stødmodstand, der tillader hurtige temperaturændringer uden at revne eller gå i stykker.
Zirkoniumoxidpartikler tilføjet til en aluminiumoxidmatrix øger dens brudsejhed gennem transformationshærdning, en effekt forårsaget af stressende zirconiumoxidpartikler, som ændrer sig fra tetragonale til monokliniske krystalstrukturer, når de udsættes for kompressionsbelastning, producerer trykspændinger, som hæmmer revneudbredelsen og markant øger dens brudsejhed.
Termisk stødmodstand
zirconia hærdet aluminiumoxid er en avanceret keramik, der kombinerer aluminiumoxid og zirconia. For at oprette ZTA, zirconia indføres i hovedaluminiumoxidmatrixen før sintring for øget styrke og termisk stødmodstand i forhold til traditionel aluminiumoxidkeramik; desuden har den højere hårdhed, bøjningsstyrke, og tæthed end dens modstykke.
ZTA-hærdningsmekanisme involverer stress-induceret fasetransformation fra tetragonale til monokliniske zirconia partikelkrystalstrukturer, øger brudsejheden samtidig med, at den beskyttes mod termisk stød og mekanisk slid. zirconia hærdet aluminiumoxid er yderst biokompatibelt og korroderer ikke hurtigt, hvilket gør den ideel til ventiltætninger. Desuden, dens høje bøjningsstyrke gør, at den kan modstå kropstryk effektivt.