Maksimeerige vastupidavus tsirkooniumoksiidiga karastatud alumiiniumoksiidi komponentidega

ZTA keraamikal on tavalise alumiiniumoksiidi keraamikaga võrreldes paremad triboloogilised omadused, muutes need ideaalseks valikuks lõikeriistade jaoks, laagrid, pumbad ja vedelikuhalduskomponendid.

Stressi all, tsirkooniumoksiidi osakesed nihkuvad metastabiilsetest tetragonaalsetest kristallstruktuuridest monokliinilistesse, suurendades ruumala, mis surub kokku alumiiniumoksiidi maatriksis olevad praod ja parandab oluliselt purunemiskindlust.

Kulumiskindlus

Karastatud tsirkooniumoksiid (ZTA) on äärmiselt vastupidav materjal. See talub löögi hõõrdumist või hõõrdumist, ilma et see kahjustaks; muutes selle suurepäraseks materjalivalikuks rataste lõikamiseks. Lisaks, ZTA talub kõrgeid temperatuure kahjustamata või lagunemata.

ZTA on väga vastupidav keemilisele korrosioonile, muutes selle suurepäraseks materjalivalikuks meditsiiniliste implantaatide jaoks. Bioühilduv ja talub kokkupuudet kehavedelikega, ZTA-l on ka suur paindetugevus – ideaalne puusaliigese asendamiseks.

ZTA luuakse peente tetragonaalsete tsirkooniumoksiidi osakeste stressist põhjustatud transformatsiooni teel monokliinseks kujuks. See suurendab purunemiskindlust, laiendades ruumi pragude ümber. Sellisena, ZTA on kulumisrakendustes palju tugevam ja vastupidavam kui alumiiniumoksiid.

Korrosioonikindlus

Karastatud tsirkooniumoksiid (ZTA) on täiustatud tehniline keraamiline materjal, mida kasutatakse tööstuses oma tugevuse tõttu laialdaselt, sitkus, kulumiskindluse ja korrosioonikindluse omadused. ZTA leiab rakendusi paljudes sektorites, sealhulgas autotööstuses ja kosmosetööstuses selliste komponentide jaoks nagu mootorikomponendid, gaasiturbiinid ja mehaanilised osad, olles samal ajal pumpade kulumiskomponentidena, mehaanilisteks rakendusteks kasutatavad tihendid ja lõiketööriistad. Seda materjali võib selle bioloogilise ühilduvuse tõttu kasutada ka meditsiinilistel välioperatsioonidel.

Selle materjali vastupidavus tuleneb selle stressist põhjustatud transformatsioonikarastusprotsessist, milles alumiiniumoksiidi maatriksis olevad tsirkooniumoksiidi osakesed transformeeruvad monokliinilisteks struktuurideks stressi esilekutsuva transformatsiooni kõvenemise kaudu, aidates sulgeda pragusid ja suurendada murdumiskindlust, kaitstes end kahjustuste eest erinevates keskkondades nagu fosforhape, väävelhape ja destilleeritud vesi. See võimaldab tal korrosioonile vastu seista.

Kõrge tugevus

Alumiiniumoksiidi ja tsirkooniumoksiidi kombineerimine suurendab tugevust ja purunemiskindlust võrreldes standardse alumiiniumoksiidiga, muutes ZTA suurepäraseks materjalivalikuks löökkoormusele alluvate komponentide jaoks. Lisaks, ZTA-l on ka suurepärane keemilise korrosioonikindlus.

ZTA-l on suurepärane kõvadus ja tugevus tänu tetragonaalsete tsirkooniumoksiidi osakeste muundumisele monokliinilisteks kristallideks mehaanilise koormuse või temperatuurikõikumiste mõjul stressist tingitud muundumisel., ja sellele järgnev surve monokliinilisest tsirkooniumoksiidi kristallide moodustumisest, mis surub kokku alumiiniumoksiidi maatriksi, andes sellele suurt jõudu, vastupidavus, ja soojuslöögikindlus.

Sellel ainulaadsel keraamikal on ka äärmiselt kõrge paindetugevus ja madal soojuspaisumistegur, mistõttu on see ideaalne rakenduste jaoks, mis nõuavad jahutusmehhanisme. Lisaks, selle vastupidavus söövitavatele kemikaalidele – sealhulgas kehavedelikud – muudab meditsiinilised implantaadid sobivaks paigutamiseks inimeste sisse ilma, et need aja jooksul laguneksid, võimaldades patsientidel nautida mugavaid kogemusi, muretsemata implantaadi aja jooksul halvenemise pärast.

Kõrge sitkus

ZTA keraamika parandab alumiiniumoksiidi tugevust, muutes tsirkooniumoksiidiosakesed stressist põhjustatud peeneks., saavutatakse paagutamise ja kuumisostaatilise pressimise teel (HIP). Sõltuvalt sellest, kui palju tsirkooniumoksiidi selle maatriksis on, ZTA-l võivad olla madala või kõrge sitkuse omadused.

aastal demonstreeris Clausen 1976 et stabiliseerimata tsirkooniumoksiidi sisaldavaid alumiiniumoksiidi maatrikseid saab mehaaniliste omaduste parandamiseks karastada, lisades stabiliseerimata tsirkooniumoksiidi kristalle peeneks hajutatud metastabiilsete sademena, nagu need, mis on moodustunud stabiliseerimata tsirkooniumoksiidi kristallidest, mehaaniliste omaduste parandamiseks. Ta tõestas seda, kasutades pragude levikut; kui praod liikusid läbi materjali edasi ja surusid selle tsooni enne oma otsa kokku, võivad nad muutuda monokliiniliseks faasiks ja muutuda selleks kergemini, kui muidu juhtuks.

See karastusmehhanism suurendab alumiiniumoksiidi paindetugevust ja purunemiskindlust, suurendades samal ajal kõvadust, luues enneolematu komposiitmaterjali, mis sobib kõrget kõvadust nõudvate rakenduste jaoks, jäikus, purunemiskindlus ja jahutusnõuded, näiteks tööstuslikud lõikurid, kuluvate osade või jahutuskomponentide freesimine.