Alumine trempée à la zircone
Les composites alumine-zircone sont durcis par transformation induite par la contrainte de fines particules de zircone tétragonales en particules dures., des matériaux solides avec une résistance et une ténacité extrêmes qui les rendent adaptés à diverses applications et environnements.
Le gelcasting a été utilisé pour fabriquer des échantillons de ZTA, avec une attention particulière portée à l'optimisation de la préparation du lisier avec différentes charges solides, procédés de moulage et de démoulage, séchage au solvant (osmotique versus séchage à l'air), et les procédés de pyrolyse et de frittage à 1550 et 1650 degC à des fins de séchage. Densité, dureté, des évaluations de la ténacité à la rupture et de la résistance à la flexion ont été effectuées sur tous les échantillons fabriqués par gelcasting.
Il a une dureté élevée
Alumine trempée à la zircone (ZTA) est idéal pour les applications exigeantes en raison de sa dureté élevée. Fabriqué par moulage en gel, ZTA permet de réaliser des économies par rapport aux autres matériaux céramiques tout en offrant une résistance supérieure. ZTA peut tolérer des températures de 1650 degC tout en restant rentable grâce à sa composition de poudres de zircone et d'alumine stabilisées à l'yttria qui ont été combinées à l'aide de techniques de coulée de gel et de frittage.
Les céramiques ZTA se distinguent par leur remarquable ténacité due à leur transformation des phases tétragonales aux phases monocliniques, augmentant la ténacité jusqu'à deux. Ce mécanisme est dû aux différences de module élastique entre leurs phases respectives. – respectivement zircone et alumine – ce qui signifie que les champs de contraintes créés lors de la transformation de phase agissent réellement pour atténuer la propagation des fissures, ce qui rend le ZTA beaucoup plus résistant que les céramiques d'alumine traditionnelles.
L'alumine renforcée à la zircone présente une dureté et une ténacité supérieures à celles de l'AlN, ainsi qu'une résistance à la flexion supérieure par rapport à ces deux matériaux, ce qui en fait un excellent candidat pour les applications automobiles et énergétiques durables. En outre, ZTA présente une résistance supérieure aux chocs thermiques ainsi que de bonnes propriétés d'isolation électrique, ce qui le rend adapté à une utilisation automobile et à d'autres utilisations médicales; de plus, Le ZTA ne présente pas de dommages à l'ADN ni d'effets cancérogènes dans les cellules de mammifères, offrant une utilisation potentielle comme matériau d'implant dentaire en raison de ses excellentes propriétés mécaniques et de ses propriétés de biocompatibilité.
Il a une grande ténacité
Alumine trempée à la zircone (ZTA), ou alumine trempée au zirconium, est un matériau céramique composé à la fois d'alumine et de zirconium qui offre des propriétés mécaniques exceptionnelles telles qu'une haute résistance à la flexion, ténacité à la rupture, élasticité, dureté et résistance à l'usure. Le rapport entre ces matériaux peut être facilement modifié pour répondre à des applications spécifiques; Les produits ZTA ont surpassé ceux fabriqués à partir de zircone pure tout en étant plus rentables.
Ce matériau a été utilisé avec succès dans les têtes fémorales d'arthroplastie de la hanche et les revêtements acétabulaires en raison de sa biocompatibilité et de ses capacités de charge à long terme.. Cependant, son adéquation doit d’abord être évaluée in vivo.
Le ZTA atteint une ténacité élevée grâce à sa structure tétragonale métastable et à la force de compression d'une matrice d'alumine, où des contraintes de traction élevées provoquent un durcissement par transformation; c'est, la zircone se transforme en formes monocliniques lorsqu'elle est soumise aux forces de compression d'une matrice d'alumine, produire des énergies de contrainte qui ralentissent ou arrêtent la propagation des fissures, produisant ainsi des effets de trempe par transformation qui empêchent la propagation des fissures.
ZTA possède une résistance à la flexion considérablement améliorée par rapport à 99% céramique d'alumine en raison de sa phase tétragonale métastable et de sa matrice d'alumine, le dépassant largement à cet égard. Cependant, les composites alumine-zircone peuvent devenir cassants en raison d'une moindre homogénéité et de l'emprisonnement d'air ainsi que de l'agglomération de particules conduisant à des défauts ponctuels et à une diminution de la résistance à la flexion – pourtant, ses performances surpassent les céramiques d'alumine traditionnelles dans les applications médicales et industrielles.
Il a une grande résistance
L'alumine renforcée à la zircone est un matériau extrêmement durable, ce qui le rend adapté aux applications porteuses. Produit par transformation induite par la contrainte de fines particules de zircone tétragonales en une matrice d'alumine, sa production se traduit par une distribution de particules très uniforme avec des propriétés de résistance et de ténacité exceptionnelles.
La céramique est également très résistante à la corrosion chimique. Il convient à de nombreuses utilisations, notamment les implants médicaux et les matériaux dentaires, en raison de sa capacité à résister à une exposition répétée aux fluides corporels et aux produits chimiques..
ZTA se démarque également par sa résistance aux chocs thermiques, car ses particules de zircone dispersées dans une matrice d'alumine absorbent l'énergie thermique et créent des contraintes de compression pour éviter la formation de fissures – cela permet à la céramique ZTA d'être utilisée en toute sécurité pour des applications à haute température telles que les composants de four et les pièces de moteurs à turbine sans risquer de dommages ou de panne..
Le ZTA tire sa force de sa structure et de la distribution de ses nanoparticules, ainsi que le pressage isostatique à chaud et le frittage conventionnel pour une fiabilité accrue. Pour plus de flexibilité, il peut également être produit à l'aide de méthodes de fabrication sol-gel qui transforment les molécules en solides – dans ce cas, combiner de la poudre d'alumine et des poudres de zircone dans un liquide semblable à un gel qui peut ensuite être façonné sous différentes formes avant d'être cuit dans un four jusqu'à ce que le durcissement ait eu lieu avant d'être démoulé et séché pour produire du ZTA avec des structures cristallines fines de haute densité ainsi que des cristaux altérés., atomique, états électroniques résultant en ZTA qui présentent une densité élevée ainsi qu'un cristal altéré, états atomiques ainsi que structures cristallines altérées, structures cristallines altérées ainsi que cristaux altérés, états atomiques entraînant une altération du cristal, états atomiques pour une fiabilité accrue.
Il a une résistance à haute température
Le matériau ZTA offre une résistance supérieure à la température, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une durabilité extrême. En outre, sa résistance à la corrosion et sa résistance à la flexion plus élevée rendent le ZTA adapté à une exposition à long terme à des températures allant jusqu'à 1773 K – ce qui en fait un excellent choix pour l'exposition à long terme des équipements à des niveaux de chaleur élevés.
Des recherches récentes indiquent que la zircone améliore les propriétés mécaniques de l'alumine, en particulier sa ténacité et sa résistance à la flexion. Cet effet se produit parce que les particules de zircone forment une contrainte de compression sur une matrice d'alumine lorsqu'elles sont soumises à une contrainte.; cette contrainte de compression contribue à réduire la propagation des fissures tout en augmentant simultanément la ténacité à la rupture.
De nombreux facteurs ont un impact sur les performances des composites ZTA, comme ses méthodes et températures de frittage ainsi que la quantité de zircone ajoutée. En général, l'ajout de plus de zircone a tendance à améliorer les performances; cependant, une trop grande quantité de zircone pourrait réduire sa résistance à la flexion ainsi que sa ténacité à la rupture.
Alumine renforcée à l'alumine et à la zircone (QUE) est un matériau céramique technique avancé utilisé dans diverses applications industrielles. Construit en alumine et en oxyde de zirconium reliés par des liaisons céramiques qui améliorent la résistance à la flexion et à la rupture du matériau, L'AZT constitue un excellent matériau pour les machines exposées à des températures élevées telles que les fours et les fourneaux..