Zirconia Hardita Alumino por Altnivelaj Aplikoj

ZTA estas alumina-zirkonia kompozita materialo, distingita per supera forto kaj fortikeco. Produktite per stres-induktita transformo de fajnaj kvarlateraj zirkonaj partikloj en alumina matrico.

Zirconia ceramikaĵo estas rimarkindaj teknikaj materialoj, fanfaronante bonegan malmolecon, termika stabileco, eluziĝorezisto kaj operaciaj medioj kie multaj aliaj ceramikaĵoj ne povas rezulti. Metaloj kaj plastoj simple ne povas kompari. Plue, zirkonia ceramikaĵo ankaŭ elmontras elstaran malmolecon por farado de iloj.

Forto

ZTA elstaras inter ceramikaj materialoj per sia escepta forto kaj fortikeco, eluziĝorezisto, kemia inerteco, malalta frota koeficiento, alta malmoleco/rigideco-proporcio kaj relative malalta termika ekspansiokoeficiento kompare al la plej multaj aliaj – igante ĝin ideala materialo por aplikoj kiel tranĉiloj. Plue, ĝia biokongrueco ankaŭ faras ZTA alloga materiala elekto.

ZTA estas difinita per ĝia tre unuforma distribuado de kvarlateraj zirkonia partikloj ene de alumina matrico. Tio estas plenumita uzante sofistikajn miksadteknikojn kiel pilkmuelado kaj alt-energia eluziĝomuelado; post kiam miksitaj kune la pulvoroj tiam povas esti formitaj en sian celitan komponenton uzante sekan premadon, izostatika premado, injekto muldado aŭ eltrudado teknikoj.

Zirkonio disigita tra alumina matrico plibonigas frakturfortecon absorbante kaj disipante fendetenergion., konata kiel transform-hardiĝo. Zirconia ankaŭ kontribuas al eluziĝorezisto produktante kunpremajn stresojn kiuj malhelpas fendetdisvastiĝon – konata kiel mem-akrigo – farante ZTA bonegan materialan elekton por muelantaj radoj.

Dureco

Zirconia Hardita Alumino (ZTA) ceramikaĵo fanfaronas imponan forton kaj frakturfortecon, igante ilin perfektaj por uzi tra gamo da aplikoj kaj medioj. Ĉi tiu rimarkinda fortikeco venas de stres-induktita faza transformo de monpuno, unuforme disigitaj kvarangulaj zirkoniopartikloj disigitaj ene de alumina matrico; streso induktas fazan transformon por produkti mikrofendetajn retojn de zirkonio-alumino kiuj sorbas energion de fendetdisvastigo efike prokrastante sian disvastiĝon dum pliigante frakturreziston. (Clausen 1976).

ZTA elstaras pro sia elstara termika rezisto. Danke al ĝia unika kombinaĵo de tetragonal-monoklina faza komponado, ĉi tiu ceramiko povas elteni rapidajn ŝanĝojn en temperaturo sen krakado aŭ rompiĝo, dum stres-induktita transformo de zirkonio en ĝian metastablan kvarangulan formon generas kunpremajn stresojn kiuj kontraŭas la formadon de fendetoj ene de ĝia alumina matrico kaj signife pliigas fortecon tiel plu pliigante la efikecon de ZTA..

ZTA fanfaronas ne nur pri sia forta, tetragonal-monoklina strukturo kaj alta frakturforteco, sed ankaŭ malalta koeficiento de termika ekspansio (CTE), igante ĝin taŭga por aplikoj postulantaj ekstremajn temperaturojn aŭ mediojn kie dimensia stabileco estas decida, kiel precizecaj komponantoj aŭ elektronikaj pakaĵoj.

ZTA elstaras inter medicinaj enplantaĵmaterialoj pro sia kombinaĵo de kemia rezisto, mekanikaj propraĵoj kaj streso helpis korodan reziston en akvo aŭ korpaj fluidoj, igante ĝin ĉefa kandidato por medicinaj enplantaĵoj kiel ekzemple ortopediaj femurkapoj kaj acetabularaj tegaĵoj.. BioLOX Delta biomaterialo estas unu tia ekzemplo; uzata vaste dum ortopediaj operacioj por ambaŭ aplikoj.

Koroda Rezisto

ZTA fanfaronas superajn trajtojn de kaj alumino kaj zirconia, igante ĝin tre imuna al kaj kemia atako kaj eluziĝo, igante ĝin perfekta por aplikoj implikantaj korodajn mediojn aŭ ripetan frikcion aŭ mekanikan streson.

Kombini la malmolecon de alumino kun la fortikeco de zirkonio rezultigas bonegajn tribologiajn ecojn kiuj faras bonegan eluziĝoreziston en komponentoj kun pezaj ŝarĝoj kaj longdaŭra uzo., kiel ortopediaj enplantaĵoj, tranĉiloj kaj eluziĝo imunaj komponantoj uzataj en fluida administrado (fadenaj gvidiloj, lagroj, ajutoj ktp). Ĉi tiu kombinaĵo estas precipe aplikebla en medicinaj kaj industriaj agordoj kiel ortopediaj enplantaĵoj, tranĉaj iloj aŭ fluida administrado (fadenaj gvidiloj lagroj ajutoj ktp).

La plifortigita frakturforto de ZTA povas esti atribuita al siaj fajne distribuitaj zirkonaj partikloj en sia alumina matrico. Kiam fendoj komencas disvastigi, kiam ilia energio pligrandiĝas kaj disvastiĝas plu, ĉi tiuj kvarangulaj zirkoniaj grajnoj spertas fazan transformon por absorbi kaj disipi ĝin kiel parto de transforma hardiga mekanismo – tial plibonigante frakturfortecon de ĉi tiu materialo.

Sukceso en fabrikado de ZTA-ceramikaĵo kuŝas en uzado de altkvalitaj zirkonaj kaj aluminaj pulvoroj liberaj de malpuraĵoj.. Sinterizado devas esti kontrolita por eviti spontanean tetragonal-al-monoklinan zirkoniotransformon dum malvarmigo kaj por minimumigi metastablan monoklinan fazformacion kiu estas sentema al kemisorbado kun akvomolekuloj kiu kondukas al malalta temperaturdegenero dum longperspektiva uzokutimo.; La sinteriza procezo de ceramikaĵo ZTA de Saint-Gobain ZirPro estis specife kreita por eviti tiajn nedezirindajn fenomenojn.. Feliĉe, la ceramikaĵo ZTA de Saint-Gobain ZirPro-ceramikaĵo estas dizajnita specife por malhelpi tiajn fenomenojn okazi. –

Termika Stabileco

Zirconia Hardita Alumino (ZTA) povas elteni rapidajn ŝanĝojn de temperaturo sen krevi aŭ rompiĝi, danke al zirkonaj partikloj disigitaj ene de alumina matrico sorbanta varmegan energion kaj kreante kunpremajn streĉojn, kiuj malhelpas fendetiĝon kaj fiaskon.. Ĉar ZTA sorbas termikan energion tiel efike, ĉi tiu materialo faras bonegan elekton por aplikoj kiuj postulas alttemperaturan reziston.

Aldono de zirkonio al alumina matrico povas pliigi frakturfortecon samtempe plibonigante mekanikajn trajtojn kiel forto kaj eluziĝorezisto.. La pliigita frakturforteco en ZTA estas atribuebla al stres-induktita transformo de metastabila kvarangula fazo ĝis monoklinika fazo ĉe ĉirkaŭaj temperaturoj.; efiko plifortigita per pli malgrandaj zirkoniaj grajngrandecoj ol tiuj en alumino.

Stabiligiloj estas ofte utiligitaj por konservi la kvarangulan zirkoniofazon en ZTA-materialoj kiel ekzemple Biolox Delta.; tamen, similaj rezultoj povas esti atingitaj sen stabiligiloj laŭ partiklodistribuo kaj frakturforteco.

Kombinaĵo de alumino kaj zirkonio kreas altnivelan ceramikon, kiu elstaras je forto, frakturforteco, elasteco kaj malmoleco – karakterizaĵoj esencaj al aplikoj postulantaj strukturan agadon kaj korodan reziston. ZTA-ceramikaĵo tendencas superi 99% alumina ceramikaĵo ĉe esti kostefika dum pli efike renkontas specifajn aplikajn bezonojn; ilia proporcio eĉ povas esti tajlorita specife.