Zirkoniazko alumina gogortua
Alumina-zirkonia konposatuak tentsioak eragindako zirkonia partikula tetragonal finen eraldaketaren bidez gogortzen dira., material sendoak, muturreko indarra eta gogortasuna, hainbat aplikazio eta ingurunetarako egokiak bihurtzen dituztenak.
Gelcasting erabili zen ZTA laginak fabrikatzeko, arreta handiz jarrita minda prestatzea karga solido ezberdinekin, moldatzeko eta desmoldeatzeko prozesuak, disolbatzailea lehortzea (aire lehortzea versus osmotikoa), eta pirolisi eta sinterizazio prozesuak at 1550 eta 1650 degC lehortzeko. Dentsitatea, gogortasuna, hausturaren gogortasuna eta malgutasun-erresistentzia balorazioak egin dira gelcasting bidez fabrikatutako lagin guztietan.
Gogortasun handia du
Zirkonia gogortutako alumina (ZTA) aplikazio zorrotzetarako aproposa da bere gogortasun handia dela eta. Gel-galdaketa erabiliz egina, ZTAk kostuak aurrezten ditu beste zeramikazko materialekin alderatuta, sendotasun handiagoa duen bitartean. ZTAk tenperaturak jasan ditzake 1650 degC, kostu eraginkorra izaten jarraitzen du, gel-galdaketa eta sinterizazio teknikak erabiliz konbinatutako itria-egonkortutako zirkonia eta alumina hautsez osatuta daudelako..
ZTA zeramika nabarmentzen da bere gogortasun nabarmenagatik fase tetragonaletik monoklinikora eraldatzeagatik., haustura gogortasuna bitan handituz. Mekanismo hau dagozkien faseen arteko modulu elastikoen arteko desberdintasunek eragiten dute – zirkonia eta alumina hurrenez hurren – esan nahi du fase-eraldaketan sortutako estres-eremuek pitzaduraren hedapena arintzeko funtzionatzen dutela, ZTA aluminazko zeramika tradizionalak baino askoz gogorragoa bihurtuz..
Zirkoniaz gogortutako aluminioak gogortasun eta haustura gogortasun handiagoa ditu AlN baino, baita flexio-erresistentzia handiagoa ere bi material horien aldean, automobilgintzarako eta energia jasangarrirako aplikazioetarako hautagai bikaina bihurtuz. Gainera, ZTAk shock termikoen erresistentzia handia du, baita isolamendu elektrikoaren propietate onak ere, automoziorako eta bestelako erabilera medikoetarako egokia bihurtuz; gainera, ZTAk ez du DNA kalterik edo efektu minbiziogenikorik erakusten ugaztun-zeluletan, hortz-inplanteen material gisa erabil daitekeen erabilera mekaniko bikainagatik eta biobateragarritasun propietateengatik.
Gogortasun handia du
Zirkonia gogortutako alumina (ZTA), edo zirkoniozko alumina gogortua, Alumina eta zirkonioz osatutako zeramikazko materiala da, eta ezaugarri mekaniko apartak eskaintzen ditu, hala nola, malgutasun-gogortasun handia., haustura gogortasuna, elastikotasuna, gogortasuna eta higadura erresistentzia. Material horien arteko erlazioa erraz alda daiteke aplikazio zehatzak betetzeko; ZTA produktuek zirkonia hutsarekin egindakoak gainditzen zituzten, errentagarriagoak izan arren.
Material hau arrakastaz erabili da aldaka ordezkatzeko femoral-buruetan eta azetabularreko estalkietan, bere biobateragarritasunagatik eta epe luzerako karga jasateko gaitasunengatik.. Hala ere, bere egokitasuna in vivo ebaluatu behar da.
ZTAk gogortasun handia lortzen du bere egitura tetragonal metaegonkorragatik eta alumina matrize baten konpresio indarragatik., non trakzio-esfortzu handiek eraldaketa gogortzea eragiten duten; hau da, zirkonia forma monokliniko bihurtzen da alumina-matrize baten konpresio-indarrak jasaten dituenean, pitzaduraren hedapena moteltzen edo geldiarazten duten tentsio-energiak sortzea, eta, ondorioz, pitzaduraren hedapena saihesten duten eraldaketa gogortzeko efektuak sortuz.
ZTAk flexio-erresistentzia nabarmen hobetu du 99% alumina zeramika fase tetragonal metaegonkorra eta alumina matrizea direla eta, alde horretatik nabarmen gainditzen duela. Hala ere, Alumina-zirkonia konposatuak hauskorrak bihur daitezke homogeneotasun eta airea harrapatzen direlako eta baita partikulen aglomerazioaren ondorioz puntu-akatsak eta malgutasun-erresistentzia gutxitzea eraginez. – hala ere, bere errendimenduak aluminazko zeramika tradizionalak gainditzen ditu aplikazio mediko eta industrialetan.
Indar handia du
Zirkonia gogortutako alumina oso material iraunkorra da, horrek karga-aplikazioetarako egokia egiten du. Zirkonia tetragonal partikula finak alumina matrize batean tentsioak eragindako eraldaketaren bidez sortutakoa, bere ekoizpenak partikulen banaketa oso uniformea lortzen du, erresistentzia eta gogortasun propietate apartak dituztenak.
Zeramika ere oso erresistentea da korrosio kimikoarekiko. Erabilera askotarako egokia da, besteak beste, inplante medikoak eta hortz-materialak, gorputzeko fluido eta produktu kimikoekiko behin eta berriz esposizioa jasateko duen gaitasunagatik..
ZTA ere nabarmentzen da shock termikoaren erresistentziagatik, alumina-matrize batean barreiatutako zirkonia partikulek energia termikoa xurgatzen baitute eta konpresio-tentsioak sortzen dituzte pitzadurak sortzea saihesteko. – horri esker, ZTA zeramika modu seguruan erabil daiteke tenperatura altuko aplikazioetarako, hala nola labearen osagaiak eta turbina-motorren piezak, kalteak edo hutsegite arriskurik izan gabe..
ZTAk bere egitura eta nanopartikulen banaketatik ateratzen du indarra, baita beroan prentsa isostatikoa eta ohiko sinterizazioa ere, fidagarritasuna areagotzeko. Malgutasun gehiago lortzeko, molekulak solido bihurtzen dituzten sol-gel fabrikazio metodoak erabiliz ere ekoiztu daiteke – kasu honetan, alumina-hautsa eta zirkonia-hautsak gel-itxurako likido batean konbinatuz gero, labean labean labean labean sartu aurretik, desmoldeatu eta lehortu arte, dentsitate handiko kristal-egitura fina duten ZTA lortzeko, eraldatutako kristalarekin batera eratu daiteke., atomikoa, egoera elektronikoak dentsitate handiko eta kristal alteratua erakusten duten ZTA sortzen dute, egoera atomikoak eta egitura kristal aldatuak, aldatutako kristal-egiturak eta baita aldatutako kristala ere, egoera atomikoak, kristala aldatuta, egoera atomikoak fidagarritasuna areagotzeko.
Tenperatura handiko erresistentzia du
ZTA materialak tenperatura erresistentzia handia eskaintzen du, muturreko iraunkortasuna eskatzen duten aplikazioetarako egokia bihurtuz. Gainera, bere korrosioarekiko erresistentzia eta flexio-erresistentzia handiagoak egiten dute ZTA epe luzerako tenperaturetara esposizio egokia izateko. 1773 K – aukera bikaina da epe luzerako ekipoen bero-maila altuen esposiziorako.
Azken ikerketek adierazten dute zirkoniak aluminaren propietate mekanikoak hobetzen dituela, zehazki bere gogortasuna eta flexio-erresistentzia. Efektu hori gertatzen da zirkonia partikulek tentsiopean daudenean alumina-matrize batean konpresio-tentsioa sortzen dutelako; konpresio-tentsio honek pitzaduraren hedapena murrizten laguntzen du, eta aldi berean hausturaren gogortasuna areagotzen du.
Faktore ugarik eragiten dute ZTA konpositeen errendimenduan, hala nola, bere sinterizazio metodoak eta tenperaturak eta baita gehitutako zirkonia kopurua ere. Oro har, zirkonia gehiago gehitzeak errendimendua hobetzen du; hala ere, zirkonia gehiegik bere malgutasun-indarra eta haustura-gogortasuna murriztu ditzake.
Alumina-zirkoniaz gogortutako alumina (HORI) Hainbat aplikazio industrialetan erabiltzen den zeramikazko material tekniko aurreratua da. Materialaren malgutasun-indarra eta haustura-gogotasuna hobetzen duten zeramikazko loturen bidez alumina eta zirkonio oxidoz eraikia., AZTk material bikaina egiten du tenperatura altuetara jasaten duten makineriarako, hala nola labeak eta labeak.