Resistencia inigualable con alúmina endurecida con circonio (ZTA) Cerámicas

Alúmina endurecida con circonio (ZTA) a cerámica posúe unha dureza incomparable. Presentan unha resistencia superior ao desgaste, inercia química e baixa fricción para un rendemento sen esforzo nas tarefas cotiás – por non falar dunha dureza e rixidez máis elevadas que os metais.

ZTA implica aglomerados de policristais de circonio tetragonal metaestables nunha matriz de alúmina que sofren transformación de fase inducida por estrés a forma monoclínica baixo tensión., dispersando así a tensión de cizallamento e deter a propagación da greta, comúnmente coñecido como endurecemento por transformación.

Resistente á corrosión

ZTA ofrece unha resistencia química superior en comparación coa alúmina pura e pode soportar temperaturas extremas sen degradación, converténdoo no material ideal para aplicacións industriais en ambientes e condicións difíciles.

A dureza de ZTA é mellorada polas partículas de circonio que se dispersan e absorben enerxía, axudando a evitar rachaduras. Cando se dopa con óxido de itrio, o zirconio cambia de fase tetragonal metaestable a monoclínica durante o estrés para crear tensións de compresión que aumentan a resistencia á fractura..

As cerámicas a base de circonio como o ZTA conteñen partículas de alúmina para resistir o choque térmico. Isto permítelle soportar cambios rápidos de temperatura sen rachar ou fallar en aplicacións de alto rendemento como moenda e corte; a súa baixa expansión lineal e torsional proporciona capacidades de soporte de carga e capacidades de rendemento excelentes. ZTA presume 2-3 Resistencia á tracción veces máis forte en comparación coa alúmina pura mentres ten baixos coeficientes de expansión lineal/torsional para capacidades excepcionais de soporte de carga e capacidades de rendemento..

Alta Rixidez

ZTA combina a resistencia e durabilidade da alúmina co endurecemento de circonio para un material excepcional para aplicacións esixentes. Esta combinación ofrece unha forza incomparable, tenacidade á fractura, propiedades de elasticidade e dureza nun paquete.

Claussen descubriu en 1976 que engadir circonio non estabilizado á alúmina aumenta significativamente a súa dureza á fractura, debido á transformación tetragonal-monoclínica de precipitados tetragonais finos dispersos dispersos dentro da súa matriz. Estes precipitados metaestables impiden que cambien ata que sexan liberados por unha fronte de fendas que se achega ou outra fonte de alivio da súa restrición., como por derreterse.

Zirconia estabilizada con itria 10 mol% prensada en quente (10YSZ), reforzado con partículas ou plaquetas que conteñan de 0 ao 30% en peso de contido de alúmina foron sometidos a unha forza rigorosa, Ensaios de tenacidade á fractura e crecemento lento de fendas a 100 ºC no aire. Os resultados demostraron que se alcanzou a máxima resistencia á flexión e á fractura dos compostos de plaquetas con este contido de composición..

Alta resistencia á tracción

A cerámica de circonio ofrece unha extraordinaria combinación de resistencia, resiliencia, e versatilidade que supera con moito a cerámica técnica tradicional. As formulacións de circonio como ZTA proporcionan solucións para as aplicacións máis difíciles actuais, que van desde compoñentes aeroespaciais que soportan ambientes duros ata implantes biomédicos de próxima xeración deseñados para a lonxevidade. – proporcionando solucións fiables para as necesidades máis apremiantes actuais.

ZTA destaca entre outros materiais pola súa superior resistencia á flexión, tenacidade á fractura e resistencia á propagación da greta debido á súa fase tetragonal metaestable. Esta transformación en zirconio monoclínico a baixa temperatura comprime a zona por diante dunha fronte de fisuras para deter un maior crecemento..

Zirconia parcialmente estabilizada de itria (Y-TZP) e circonio parcialmente estabilizado con cerio (Que-TZP) presentan características de tenacidade excepcionais similares ao ZTA debido á retención da fase tetragonal ao manter o itrio ou o cerio a temperaturas máis baixas., permitindo a transformación nun intervalo de temperatura máis manexable e mostrando menos danos na superficie durante as probas de carga cíclica que as contrapartes de alúmina.

Baixa fricción

A zirconia é unha das cerámicas de enxeñería máis duras dispoñibles e as súas propiedades de baixa fricción axudan a aumentar a resistencia ao desgaste ao tempo que diminúen os requisitos de lubricación..

A cerámica ZTA conteñen alúmina para a máxima tenacidade. Isto permite que as partículas de circonio tetragonal metaestables estabilizadas con itria nunha matriz de alúmina permanezan inalteradas., permanecendo cristalizado en virtude dunha rede entretecida de grans.

A composición controlada e as condicións de procesamento garanten que non se produza unha transformación espontánea de tetragonal a monoclínica ao arrefriarse a partir da temperatura de sinterización., contribuíndo á capacidade de múltiples golpes nas probas de resistencia á fractura. Ademais, A alta homoxeneidade nos compostos de alúmina e circonio con pequenos tamaños de gran resulta en menor enerxía de fisuras que á súa vez se traduce en lonxitudes de fisuras máis curtas durante as probas de indentación do diamante..

Alta Expansión Térmica

A forza de unión da matriz de alúmina permítelle evitar que as partículas de circonio tetragonais pasen a circonia monoclínica ao arrefriarse., facendo así 10 toupa % Compostos de circonio-alúmina estabilizados con itria estables e sen fisuras.

A adición de cerio ao zirconio permite que estea parcialmente estabilizado (Que-TZP). Ce-TZP mantén a súa fase tetragonal a temperatura ambiente e aumenta significativamente a dureza, tenacidade á fractura e resistencia á flexión en comparación cos materiais cerámicos dentais tradicionais.

Composites de alúmina endurecida con circonio que incorporan Ce-TZP, circonio estabilizado con itria (Y-TZP), ou circonio estabilizado con magnesia (Mg-PSZ) presentan unha dureza excepcional que supera tanto a alúmina como a circonia monolítica, facendo de ZTA o candidato perfecto para aplicacións esixentes como implantes médicos, compoñentes aeroespaciais e maquinaria industrial. ZTA tamén ten moitas propiedades de resistencia química que o protexen contra os ácidos, solucións salinas, sales fundidas álcalis así como altas temperaturas.