آلومینا سخت شده زیرکونیا

آلومینا سخت شده زیرکونیا یک سرامیک پیشرفته است که استحکام و چقرمگی بیشتری نسبت به آلومینا دارد.. این ماده با استفاده از اکسید آلومینیوم مخلوط با اکسید زیرکونیوم تولید می شود که با استفاده از ایتریا تثبیت شده است., سریا, یا منیزیم به عنوان تثبیت کننده. افزودن این مواد باعث می شود ZTA در برابر شکست مقاوم باشد و مقاومت خمشی و فشاری آن را افزایش دهد., و همچنین تحمل دمای بالا.

زیست سازگار است

آلومینا سخت شده زیرکونیا زیست سازگار و جایگزینی عالی برای فولاد ضد زنگ در تجهیزات پزشکی است., به عنوان یک جایگزین موثر در برابر خوردگی عمل می کند. قادر به مقاومت در برابر درجه حرارت بالا در حالی که دوام بالایی دارد, ZTA همچنین دارای مقاومت سایشی عالی است که برای عملکرد طولانی مدت لازم است و دارای سطح ضد اصطکاک برای تمیز کردن آسان تر است.; علاوه بر این, مقاومت سایشی بالاتر آن را به گزینه ای مناسب برای آب بندی شیرها تبدیل می کند.

ZTA دارای نسبت قدرت به وزن برتر است, با چگالی آن فقط 4.3 g/cm3. پایداری حرارتی عالی را ارائه می دهد و می تواند به راحتی با استفاده از تجهیزات سنگ زنی استاندارد ماشین کاری شود. حداکثر دمای کاری آن 1923 K و ضریب انبساط حرارتی هر دو در حد تحمل برای استفاده در ماشین‌های معمولی هستند, و دارای نسبت پواسون است 0.26, 130ksi مقاومت خمشی, و امتیاز ارتجاعی 47x106psi.

ماتریس آلومینا با زیرکونیا و استرانسیم آلومینات تقویت شده است تا چقرمگی و مقاومت سایشی این ماده کامپوزیت زیست فعال را افزایش دهد., در حالی که به عنوان صاف کننده نوک ترک عمل می کند, و همچنین افزایش چقرمگی شکست از طریق مکانیسم های تقویت کننده تبدیلی و پراکندگی. علاوه بر این, بیواکتیویته آن باعث تقویت استخوان‌سازی می‌شود و در عین حال ادغام استخوانی ایمپلنت‌های دندانی را بهبود می‌بخشد..

آلومینات استرانسیم مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد, در حالی که زیرکونیا چقرمگی آن را با تشویق به سفت شدن شکست افزایش می دهد. علاوه بر این, زیرکونیا به عنوان یک عایق الکتریکی عمل می کند و این ماده را برای کاربردهای آستین بسیار مناسب می کند تا از تجمع بار استاتیک جلوگیری کند..

زیرکونیا را می توان با اکسیدهای مختلف برای تقویت و استحکام آن اصلاح کرد, از جمله ایتریا, سریا و منیزیا به عنوان عوامل تثبیت کننده رایج. زیرکونیای تثبیت شده با آلومینا (CSZ) به دلیل مقاومت در برابر حمله مولکولی آب و همچنین استحکام خمشی و چقرمگی بالا به ویژه برای محیط های آبی مناسب است..

زیرکونیای تثبیت شده با آلومینا می تواند به عنوان یک جایگزین موثر برای اباتمنت های فلزی در ایمپلنت های دندانی باشد., برای اتصال روکش ها به دندان های کاشته شده در حالی که در مقابل سطوح بالایی از استرس مقاومت می کند. تکیه گاه های فلزی به طور سنتی از تیتانیوم ساخته می شدند; اینها خواص مکانیکی بسیار خوبی داشتند اما جذابیت زیبایی شناختی ضعیفی داشتند; سرامیک ها کیفیت زیبایی شناختی و همچنین دوام را افزایش داده اند.

سخت است

سخت شدن تبدیل فرآیندی است که در آن افزودن زیرکونیای تثبیت شده با ایتریا به ماتریس آلومینا باعث افزایش چقرمگی شکست و استحکام سرامیک می شود.. این افزایش منجر به استحکام خمشی بیشتر می شود, چقرمگی شکست, توزیع اندازه دانه و مقاومت در برابر شوک حرارتی سرامیک های زیرکونیا آلومینا; علاوه بر این، آنها دارای مقاومت شوک حرارتی بالا هستند که آنها را به مواد مناسب برای کاربردهای آب بندی دریچه بدون عوارض جانبی یا واکنش های مضر بر بدن انسان تبدیل می کند..

افزودن زیرکونیای تثبیت شده با ایتریا (YSZ) به یک ماتریس آلومینا استحکام و چقرمگی بیشتری را با هزینه ای جذاب در مقایسه با YSZ خالص فراهم می کند. علاوه بر این, این ماده مقاومت در برابر سایش عالی را نشان می دهد, ثابت دی الکتریک پایین و شکننده تر از سایر کامپوزیت های آلومینا است; علاوه بر این، با دوام بیشتر در کاربردهای دمای بالا با خواص مقاومت شیمیایی عالی، از سایر سرامیک‌های اکسید زیرکونیوم بیشتر زنده می‌ماند..

آلومینا سخت شده زیرکونیا به دلیل سختی یک ماده ایده آل برای ساخت تیغه های برش است., مقاومت در برابر سایش, پایداری حرارتی و مقاومت در برابر اصطکاک – کیفیت هایی که باعث می شود آن را بسیار ارزان تر از مواد تولید ابزار برش جایگزین کند.

ZTA با استفاده از فرآیند ریخته گری ژل تولید می شود, که شامل مخلوط کردن پودر آلومینا و زیرکونیای تثبیت شده با ایتریا به منظور تشکیل دوغاب است., سپس این ماده را با استفاده از قالب به اشکال دلخواه در آورید. پس از خشک شدن با خشک کننده مایع, این ماده قبل از تبدیل شدن به بخشی از شکل نهایی خود، از طریق پیرولیز و تف جوشی می گذرد.

سینتر سخت شده با زیرکونیا خواص مکانیکی بسیار خوبی از خود نشان می دهد, از جمله چقرمگی شکست, استحکام خمشی و کشسانی. حداکثر دمای کاری است 1923 K و ضریب انبساط حرارتی برابر با 8.1 برابر است 10-6 C-1 در حالی که نسبت پواسون برابر است 0.26 و قدرت خمشی آن می تواند به 130ksi برسد.

آلومینا سخت شده زیرکونیا را می توان از طریق تف جوشی میدان الکتریکی یا تف جوشی با فشار بالا تولید کرد, دو فرآیند که سرامیک های بسیار متراکم و سخت با کریستال های ریز تولید می کند. تف جوشی میدان الکتریکی مواد سبز را در معرض جریان الکتریکی قرار می دهد تا زمانی که چشمک بزنند, منجر به چگالش در دمای تف جوشی به طور قابل توجهی کاهش یافته است; تف جوشی فشار بالا از پودر زینتر شده با فشار بالا استفاده می کند که ساختار کریستالی را تشکیل می دهد و همزمان حالت اتمی و الکترونیکی آن را تغییر می دهد..

در برابر حرارت مقاوم است

ZTA ماده ای پیشرفته است که استحکام و مقاومت در برابر سایش زیرکونیا را با خواص حرارتی آلومینا برای کاربرد همه جانبه در ابزارهای برش ترکیب می کند., سرامیک با کارایی بالا و موارد دیگر. با توجه به این ترکیب, دوام بیشتری نسبت به هر یک به تنهایی فراهم می کند, و همچنین قوی تر از کاربید تنگستن و نیترید بور است – ایده آل برای کاربردهایی که به سختی و دوام نیاز دارند.

سرامیک ZTA به دلیل استحکام برتر خود شناخته شده است, و همچنین در برابر حملات شیمیایی و سایش مقاوم است. با مقاومت فشاری و خمشی برتر که از آلومینا پیشی گرفته و نرخ انبساط حرارتی کم, این یک انتخاب مواد عالی برای قطعاتی است که به مکانیسم های خنک کننده مانند فن های خنک کننده نیاز دارند. علاوه بر این, خواص مکانیکی ZTA از ترک خوردن یا شکستگی جلوگیری می کند, آن را به یکی از قوی ترین و بادوام ترین مواد سرامیکی موجود در بازار امروز تبدیل کرده است.

کامپوزیت های سرامیکی با استفاده از ترکیبی از روش های زینترینگ معمولی و پرس ایزواستاتیک داغ برای تولید آنها تولید می شوند.. این تضمین می کند که همه مواد به طور کامل بدون هیچ شکافی که ممکن است یکپارچگی آن را به خطر بیندازد، یکپارچه شده اند, بنابراین مقاومت خمشی و فشاری بالایی از مواد ایجاد می شود, همراه با برتری در برابر خوردگی نسبت به آلومینا به تنهایی.

توجه داشته باشید که آلومینا سخت شده با زیرکونیا را نباید با زیرکونیای سخت شده با آلومینا اشتباه گرفت. (برگشت). اگرچه هر دو ماده از مواد اولیه مشابه استفاده می کنند, نسبت آنها متفاوت است. در ZTA این نسبت ویژگی‌های نهایی آن را تعیین می‌کند و به آن اجازه می‌دهد تا مشخصات خاص برنامه را برآورده کند.

ZTA یک ماده ایده آل برای آب بندی دریچه ها است, بوش ها, قطعات پمپ, و کاربردهای پزشکی به دلیل استحکام برتر و مقاومت در برابر سایش. علاوه بر این, ZTA از نظر شیمیایی پایدار است, مقاوم در برابر دما, یک عایق کارآمد, با مقاومت الکتریکی کمتر از آلومینا خالص و عوامل تثبیت کننده مانند ایتریم, سریا و منیزیا اغلب به عنوان تثبیت کننده به منظور بهبود عملکرد آن اضافه می شوند – این اکسیدها به تبدیل زیرکونیای مونوکلینیک به اشکال چهارضلعی و مکعبی کمک می‌کنند که باعث می‌شود ماده در برابر تغییرات دما نسبت به همتای مونوکلینیک آن مقاوم‌تر باشد و دما در طول زمان تغییر کند..

ارزان است

زیرکونیا یک ماده سرامیکی بسیار سخت و بادوام است. با پایداری شیمیایی برتر, استحکام / سختی / نرخ خوردگی / خواص عایق و کیفیت عایق الکتریکی خوب, زیرکونیا یک ماده عالی برای استفاده در بسیاری از کاربردهای مختلف است – از اعضای بدن مانند بدنه های سرامیکی یا ایمپلنت های پزشکی, به قطعاتی که نیاز به استحکام/دوام مکانیکی بالایی دارند مانند ایمپلنت های پزشکی.

آلومینا سخت شده زیرکونیا در برابر خوردگی شیمیایی و تغییرات دما بدون ترک یا شکستن مقاوم است., به لطف ذرات زیرکونیا پراکنده در یک ماتریس آلومینا که انرژی حرارتی را جذب می کند تا تنش های فشاری ایجاد کند که از ترک خوردن جلوگیری می کند. – انتخاب مواد ایده آل برای اجزای کوره, مبدل های حرارتی صنعتی و اجزای موتور توربین. علاوه بر این, پایداری ابعادی ZTA همراه با ضریب انبساط حرارتی پایین آن، آن را برای استفاده به عنوان قطعات کوره یا اجزای موتور عالی می کند..

سرامیک آلومینا زیرکونیا از دو ماده مجزا تشکیل شده است – اکسید زیرکونیوم و اکسید آلومینیوم – با اکسید زیرکونیوم سفید رنگ با مقاومت در برابر خوردگی خوب, در حالی که اکسید آلومینیوم دارای سختی بالایی است; هنگامی که ترکیب می شود, آنها یک سرامیک برتر ایجاد می کنند که هم سخت و هم عایق است, با قابلیت تولید در اشکال و اندازه های مختلف.

سرامیک ها به طور گسترده در کاربردهای سایشی مانند سنگ زنی یا آسیاب مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این, آنها به دلیل مقاومت در برابر سایش مواد عالی برای مصارف پزشکی و دندانپزشکی می سازند, زیست سازگاری و صرفه جویی طولانی مدت در هزینه; این سرامیک ها را به یک انتخاب طولانی مدت اقتصادی تبدیل می کند.

زیرکونیای سخت شده با آلومینا (برگشت) سرامیک یک گزینه چندمنظوره برجسته است که با مزایای بسیاری همراه است. اقتصادی تر از آنها 99% همتایان در عین حال به همان اندازه موثر, ATZ مقاومت سایشی فوق العاده ای دارد, بی اثری شیمیایی و چقرمگی شکست در دمای معمولی; نسبت آلومینا به زیرکونیا را می توان حتی با توجه به نیازهای کاربردی خاص تنظیم کرد.

آلومینا سخت شده زیرکونیا معمولاً در کاربردهایی که نیاز به عملکرد و استقامت بالا دارند استفاده می شود.. تحقیقات اخیر نشان می دهد که ممکن است با کاهش التهاب و ساییدگی به کاهش عوارض جراحی تعویض مفصل ران کمک کند. – این ممکن است به ویژه در میان افراد جوان و فعال با انتظارات بیشتر برای عملکرد طولانی مدت مفید باشد.