Cruas gun choimeas le alùmanum teann Zirconia (ZTA) Ceirmeachd
Alumina cruaidh Zirconia (ZTA) tha cruas gun samhail ann an ceirmeag. Tha iad a 'bòstadh an aghaidh caitheamh nas fheàrr, neo-sheasmhachd ceimigeach agus suathadh ìosal airson coileanadh gun oidhirp ann an gnìomhan làitheil – gun luaidh air cruas agus stiffness nas àirde na meatailtean.
Tha ZTA a’ toirt a-steach agglomerates polycrystal zirconia tetragonal metastable ann am matrix alumina a thèid tro atharrachadh ìre air adhbhrachadh le cuideam gu cruth monoclinic fo chuideam, mar sin a’ sgapadh cuideam rùsgaidh agus a’ cur stad air iomadachadh sgàineadh, ris an canar gu tric toughening cruth-atharrachaidh.
Frith-chreimeadh
Tha ZTA a’ tabhann neart ceimigeach nas fheàrr an taca ri alumina fìor-ghlan agus is urrainn dha seasamh ri fìor theodhachd gun truailleadh, ga dhèanamh na dheagh roghainn stuthan airson tagraidhean gnìomhachais ann an àrainneachdan cruaidh agus suidheachaidhean.
Tha cruas ZTA air a neartachadh le mìrean zirconia a bhios a’ sgapadh agus a ’gabhail a-steach lùth, cuideachadh gus casg a chur air sgàineadh. Nuair a thèid a lìonadh le yttrium oxide, Bidh zirconia ag atharrachadh bho ìre tetragonal meata-sheasmhach gu monoclinic rè cuideam gus cuideaman teannachaidh a chruthachadh a mheudaicheas cruas briste.
Ann an ceirmeag stèidhichte air Zirconia leithid ZTA tha gràineanan alumina gus seasamh an aghaidh clisgeadh teirmeach. Leigidh seo leis seasamh ri atharrachaidhean teothachd luath gun sgàineadh no fàilligeadh ann an tagraidhean àrd-choileanaidh leithid bleith is gearradh; tha an leudachadh sreathach is torsional aige a’ toirt seachad comasan giùlan luchdan agus comasan coileanaidh air leth. Tha ZTA a 'bòstadh 2-3 amannan neart tensile nas làidire an coimeas ri alumina fìor-ghlan fhad ‘s a tha co-èifeachdan leudachaidh sreathach / torsional ìosal airson comasan giùlan luchdan sònraichte agus comasan coileanaidh.
Àrd Stiffness
Bidh ZTA a ’cothlamadh neart agus seasmhachd alùmanum le teannachadh zirconia airson stuth air leth airson tagraidhean dùbhlanach. Tha am measgachadh seo a 'toirt seachad neart gun choimeas, cruas briste, feartan elasticity agus cruas ann an aon phacaid.
Claussen a chaidh a lorg ann an 1976 tha sin le bhith a’ cur zirconia neo-sheasmhach ri alumina a’ meudachadh gu mòr an cruas briste, mar thoradh air cruth-atharrachadh tetragonal-monoclinic de dh’ fhuasglaidhean tetragonal sgapte sgapte taobh a-staigh a mhaitrix. Thathas a’ cumail casg air an leithid de dh’ fhuasglaidhean meata-sheasmhach bho bhith ag atharrachadh gus an tèid an leigeil ma sgaoil le aghaidh sgàineadh a tha a’ tighinn dlùth no faochadh eile bhon bhacadh aca., leithid le leaghadh air falbh.
Zirconia 10mol% yttria-stàbaill air a bhrùthadh teth (10YSZ), air a dhaingneachadh le aon chuid gràineanan no truinnsearan anns a bheil bho 0 gu 30wt% bha susbaint alumina fo smachd neart teann, cruas briste agus deuchainnean fàs sgàineadh slaodach aig 1000C ann an èadhar. Sheall toraidhean gun deach an neart sùbailte as àirde agus cruas briste airson co-phàirtean platelet a choileanadh leis an t-susbaint sgrìobhaidh seo..
Neart tensile àrd
Tha ceirmeag Zirconia a’ tabhann measgachadh iongantach de neart, fulangas, agus sùbailteachd a tha fada nas àirde na ceirmeag theicnigeach traidiseanta. Bidh cumaidhean Zirconia mar ZTA a’ toirt seachad fuasglaidhean airson na tagraidhean as duilghe an-diugh a ’dol bho cho-phàirtean aerospace a’ mairsinn àrainneachdan cruaidh gu implantan bith-mheidigeach an ath ghinealach air an dealbhadh airson fad-beatha. – a’ toirt seachad fuasglaidhean earbsach airson na feumalachdan as cudromaiche san latha an-diugh.
Tha ZTA a 'seasamh a-mach am measg stuthan eile air sgàth a neart sùbailteach nas fheàrr, cruas briste agus strì an aghaidh sgaoileadh sgàineadh mar thoradh air an ìre tetragonal meata-sheasmhach aige. Bidh an cruth-atharrachadh seo gu zirconia monoclinic aig teòthachd ìosal a’ teannachadh na sòn air thoiseach air aghaidh sgàineadh gus stad a chuir air tuilleadh fàs.
Zirconia air a dhèanamh seasmhach gu ìre aig Yttria (Y-TZP) agus Cerium gu ìre air a dhèanamh seasmhach Zirconia (Dè-TZP) a’ nochdadh feartan cruas sònraichte coltach ri ZTA mar thoradh air gleidheadh ìre tetragonal le bhith a’ cumail yttria no cerium aig teòthachd nas ìsle, a’ ceadachadh cruth-atharrachadh aig raon teòthachd nas làimhseachail agus a’ sealltainn nas lugha de mhilleadh air uachdar tro dheuchainnean luchdachadh cearcallach na co-aoisean Alumina.
Frithealadh ìosal
Is e Zirconia aon de na stuthan ceirmeag innleadaireachd as cruaidhe a tha ri fhaighinn agus tha na feartan brisidh ìosal aige a’ cuideachadh le bhith ag àrdachadh caitheamh caitheamh fhad ‘s a tha iad a’ lughdachadh riatanasan lubrication.
Ann an ceirmeag ZTA tha alumina airson an cruas as àirde. Leigidh seo le mìrean zirconia tetragonal tetragonal seasmhach yttria-stèidhichte ann am matrix alumina fuireach gun atharrachadh, fhathast criostalach mar thoradh air lìonra eadar-fhighte de ghràinean.
Bidh cumhaichean co-dhèanamh agus giullachd fo smachd a’ dèanamh cinnteach nach tachair cruth-atharrachadh gun spionnadh tetragonal-gu-monoclinic nuair a bhios fuarachadh bhon teòthachd sintering, a’ cur ri comas ioma-bhuail ann an deuchainn cruas briste. A bharrachd air sin, tha aon-ghnè àrd ann an co-phàirtean alumina-zirconia le meudan gràin beag a’ leantainn gu lùth sgàineadh nas ìsle a tha e an uair sin ag eadar-theangachadh gu faid sgàineadh nas giorra rè deuchainnean indentation daoimean.
Leudachadh teirmeach àrd
Tha feachd ceangail Alumina matrix a 'toirt comas dha casg a chur air na gràinean tetragonal zirconia bho bhith a' gluasad gu zirconia monoclinic nuair a bhios iad a 'fuarachadh, mar sin a' dèanamh 10 maoil % companaidhean zirconia-allumina yttria-stabilized seasmhach agus gun sgàineadh.
Le bhith a 'cur cerium ri zirconia a' leigeil leotha a bhith air a dhèanamh seasmhach gu ìre (Dè-TZP). Bidh Ce-TZP a’ cumail a h-ìre tetragonal aig teòthachd an t-seòmair agus a’ meudachadh cruas gu mòr, cruas briste agus neart sùbailte an coimeas ri stuthan ceirmeag fiaclaireachd traidiseanta.
Zirconia Toughened Alumina Composites a 'toirt a-steach Ce-TZP, zirconia seasmhach yttria (Y-TZP), no zirconia seasmhach le magnesia (Mg-PSZ) a’ nochdadh cruas sònraichte a tha nas àirde na an dà chuid alumina agus zirconia monolithic, a’ dèanamh ZTA na thagraiche foirfe airson a bhith ag iarraidh thagraidhean leithid implantan meidigeach, co-phàirtean aerospace agus innealan gnìomhachais. Tha mòran fheartan dìon ceimigeach aig ZTA cuideachd a tha ga dhìon an aghaidh searbhagan, fuasglaidhean salainn, alcailean salainn leaghte a bharrachd air teòthachd àrd.