Alumina cruaidh Zirconia – Neart Meudaichte airson Sàr-mhathais Gnìomhachais

Alumina cruaidh Zirconia (ZTA) tha e na stuth ceirmeach air leth, air a chomharrachadh le cruas àrd agus strì an aghaidh briste mar thoradh air mìrean zirconia seasmhach yttria air an sgapadh tro mhaitris alumina.

Faodaidh an stuth seo seasamh ri atharrachaidhean teothachd luath gun a bhith a’ sgàineadh no a’ briseadh, a’ seasamh an aghaidh creimeadh ceimigeach agus a’ tabhann sàr-aghaidh clisgeadh teirmeach.

Sàr-aghaidh creimeadh

Tha ceirmeag ZTA a’ tabhann deagh chothromachadh eadar neart is luach, a bhith nas làidire na toraidhean alumina ach nas saoire na zirconia fìor-ghlan. Na feartan meacanaigeach aca – cruas briste, neart sùbailteach agus cruas a bharrachd air strì an aghaidh clisgeadh teirmeach – dèan iad freagarrach airson innealan gnìomhachais a dhèanamh leithid cuibhlichean gearraidh.

Bidh ZTA a’ coileanadh a fheartan adhartach mar thoradh air zirconia seasmhach yttria a chur ris (YSZ) mìrean taobh a-staigh matrix alumina. Nuair a thèid a sgaoileadh gu cothromach air feadh, Bidh YSZ a’ cuideachadh le bhith a’ dèanamh an fheum as fheàrr den dà chuid cruas briste-cruaidh agus neart tensile an dà eileamaid a’ leantainn gu strì caitheamh sònraichte, neo-sheasmhachd ceimigeach aig teòthachd an t-seòmair agus cruas teth / feartan neart èigneachaidh airson stuth ceirmeag air leth.

Bathar ZTA’ tha feartan meacanaigeach gu mòr an urra ris na slighean giullachd aca airson pùdar a dhèanamh, gabhail a-steach làimhseachadh teas, dòighean calcination, dòighean tiormachaidh agus pròiseasan sintering a bharrachd air cumadh sònraichte le stuthan cur-ris air an cur ris aig àm cinneasachaidh. Tha buaidh dhìreach aig na factaran sin uile air an neart, feartan elasticity agus cruas.

Sàr-aghaidh clisgeadh teirmeach

Tha ceirmeag ZTA a’ tabhann sàr-aghaidh clisgeadh teirmeach, gan dèanamh nan deagh roghainn airson tagraidhean aerospace a dh’ fheumas ìrean àrda de neart, cruas, agus neo-sheasmhachd cheimigeach. Nuair a thèid a sgapadh gu co-ionnan taobh a-staigh matrix alumina, faodar YSZ a bharrachadh. Is e aon de na stuthan ceirmeag zirconia-allumina cruth-atharrachail a tha sinn a’ tabhann BIOLOX delta a lorgar air a chleachdadh airson co-phàirtean giùlan luchd orthopedais leithid ath-chuiridhean hip..

Bidh cruth-atharrachadh air adhbhrachadh le cuideam bho structar metastable tetragonal gu structar monoclinic YSZ a’ toirt a-mach leudachadh meud agus cuideam rùsgaidh a chuireas an aghaidh iomadachadh sgàineadh, a’ meudachadh cruas briste agus aig an aon àm a’ leasachadh neart sùbailteach. Tha coileanadh a leithid de chrèadha cruth-atharrachaidh alumina-YSZ an urra ri suidheachaidhean giullachd a bharrachd air an stochiometry de ocsaidean co-phàirteach anns a’ phròiseas sintering..

Faodaidh suidheachaidhean sintering le droch smachd leantainn gu neart sùbailte ìosal agus droch aon-ghnè de mhaitrix alumina-YSZ, a dh’ fhaodadh a bhith mar thoradh air grèim èadhair no cruinneachadh gràin. Le bhith a 'cur stuthan cur-ris leithid yttria no magnesium oxides, dh’ fhaodadh aon teòthachd cruth-atharrachaidh tetragonal gu monoclinic a lughdachadh agus feartan sintering zirconia àrdachadh.

Frith-aghaidh caitheamh sàr-mhath

Chan e a-mhàin gu bheil ZTA air leth math a thaobh strì an aghaidh clisgeadh teirmeach agus strì an aghaidh corrach, ach tha e cuideachd gu mòr an aghaidh caitheamh mar thoradh air an uidheamachd cuairteachaidh ìre tetragonal-monclinic aige. A bharrachd air sin, tha sgrùdaidhean in vitro air nochdadh nach eil co-phàirtean ZTA cho buailteach do mhilleadh uisge-uisge – rudeigin air leth cudromach ann an ceann ùr croma ceann agus cupa ceirmeag (leithid BIOLOX delta air a thoirt gu buil le CeramTec).

Tha deuchainnean caitheamh samhlachail a chaidh a dhèanamh air co-phàirtean ZTA air an dèanamh de stuthan co-dhèanta alumina-zirconia air toraidhean drùidhteach a thoirt gu buil a thaobh caitheamh caitheamh, neart sùbailte agus cruas. Sheall sampaill ZTA a bha fosgailte do ioma-chuairtean san t-samhlaiche hip glè bheag de dh’ ìsleachadh le garbhachd uachdar gu math nas ìsle na co-phàirtean monolithic zirconia.

Tha co-phàirtean ZTA air a bhith freagarrach airson iarrtasan dùbhlanach ann an saothrachadh chàraichean (innealan cruthachaidh teth is fuar, rolairean can-dùnadh agus capstans); gnìomhachas cumhachd (giùlan, cuir a-steach orifice agus luchd-lorg vortex); giollachd bìdh (homogenizing pàirtean pumpa); agus gnìomhachas lùtha. Tha na feartan meacanaigeach aca an urra ri mòran chaochladairean: slighean ullachaidh air an cleachdadh airson pùdar ullachadh; dòighean tiormachaidh air an cleachdadh aig àm calcination; dòighean cumadh a chaidh a chleachdadh ann an dòighean sintering; cumadh freagarrach; cur-ris a bharrachd agus cuairteachadh meud gràin am measg feadhainn eile.

Neart sàr-mhath

Bidh ceirmeag ZTA a’ cleachdadh cruth-atharrachadh air adhbhrachadh le cuideam gus zirconia fhilleadh a-steach do mhaitrium alumina, meudachadh neart agus seasmhachd thar ùine. Tha seo a ’dèanamh ZTA na fhuasgladh ceirmeag sàr-mhath airson tagraidhean gnìomhachais a dh’ fheumas cruas, àrd an aghaidh creimeadh, fulangas clisgeadh teirmeach agus fulangas clisgeadh teirmeach.

Fo chuideam, bidh precipitates meata-sheasmhach tetragonal ann an alumina ciùbach a’ dol tro atharrachadh gu h-obann gu gràineanan monoclinic a mheudaicheas cho cruaidh sa tha iad le bhith a’ cruthachadh sreathan uachdar teannachaidh a chumas ri sgàinidhean taobh a-staigh a mhaitrix..

Is e rud ris an canar teannachadh briste a th’ ann an cruth-atharrachaidh daingneachadh, far a bheil barrachd cruas briste ann an alumina a' ciallachadh gum bi fad sgàineadh nas giorra, nas lugha de sgàineadh, agus eadar-obrachadh nas fheàrr le microcracks a bha ann roimhe. Tha seo a’ ceadachadh measgachadh giùlan cruaidh-air-chruaidh agus cruaidh-air-bog a thathas a’ cleachdadh ann an ceirmeag ìre meidigeach an latha an-diugh leithid ath-chuiridhean hip.. A bharrachd air sin, Bidh implantan zirconia seasmhach Yttrium ris an canar y-TZP a’ toirt dìon bho chaitheamh thar ùine.