Alúmina endurecida con circonio – Fortaleza mellorada para a excelencia industrial

Alúmina endurecida con circonio (ZTA) é unha cerámica excepcional, distinguido pola alta tenacidade e resistencia á fractura debido a partículas de circonio estabilizado con itria dispersas a través dunha matriz de alúmina.

Este material pode soportar cambios rápidos de temperatura sen rachar ou romper, resiste a corrosión química e ofrece unha excelente resistencia ao choque térmico.

Excelente resistencia a la corrosión

A cerámica ZTA ofrece un equilibrio ideal entre forza e valor, sendo máis forte que os produtos de alúmina pero menos custoso que o circonio puro. As súas propiedades mecánicas – tenacidade á fractura, resistencia á flexión e dureza, así como resistencia ao choque térmico – facelos axeitados para facer ferramentas industriais como rodas de corte.

ZTA alcanza as súas propiedades superiores debido á adición de circonio estabilizado con itria (YSZ) partículas dentro dunha matriz de alúmina. Cando se dispersa uniformemente por todas partes, YSZ axuda a optimizar tanto a dureza-fractura como a resistencia á tracción de ambos elementos, o que resulta nunha excepcional resistencia ao desgaste., inercia química a temperatura ambiente e propiedades de dureza quente/resistencia ao arrebato para un material cerámico excepcional.

produtos ZTA’ as propiedades mecánicas dependen en gran medida das súas rutas de procesamento para a produción de po, incluíndo tratamentos térmicos, métodos de calcinación, técnicas de secado e procesos de sinterización, así como conformación á medida con aditivos engadidos durante a produción. Todos estes factores teñen un efecto inmediato na súa forza, propiedades de elasticidade e dureza.

Excelente resistencia a choques térmicos

A cerámica ZTA ofrece unha excelente resistencia ao choque térmico, converténdoos nunha excelente opción para aplicacións aeroespaciais que demandan altos niveis de resistencia, dureza, e inercia química. Cando se dispersa uniformemente dentro dunha matriz de alúmina, pódese optimizar YSZ. Unha destas cerámicas de circonio-alúmina endurecida por transformación que ofrecemos é BIOLOX delta, que se pode atopar usada para compoñentes de carga ortopédica como reemplazos de cadeira..

A transformación inducida polo estrés da estrutura metaestable tetragonal a monoclínica de YSZ produce expansión de volume e tensión de cizallamento que contrarrestan a propagación da fisura., aumentando a tenacidade á fractura ao mesmo tempo que mellora a resistencia á flexión. O rendemento desta cerámica endurecida por transformación de alúmina-YSZ depende das condicións de procesamento, así como da súa estequiometría de óxidos constituíntes no proceso de sinterización..

Unhas condicións de sinterización mal controladas poden producir unha baixa resistencia á flexión e unha pobre homoxeneidade dunha matriz de alúmina-YSZ, potencialmente debido ao atrapamento de aire ou a aglomeración de partículas. Engadindo aditivos como óxidos de itria ou magnesio, pódese reducir a temperatura de transformación tetragonal a monoclínica e mellorar as propiedades de sinterización do zirconio.

Excelente resistencia ao desgaste

ZTA non só destaca en termos de resistencia ao choque térmico e resistencia á corrosión, pero tamén é altamente resistente ao desgaste debido ao seu mecanismo de transformación de fase tetragonal-monclínica. Ademais, estudos in vitro revelaron que os compoñentes de ZTA son menos propensos á degradación hidrotermal – algo de gran importancia na cerámica de cabeza femoral e copa de reemplazo de cadeira (como BIOLOX delta producido por CeramTec).

As probas de desgaste simuladas realizadas en compoñentes ZTA feitos de materiais compostos de alúmina e circonio deron resultados impresionantes en termos de resistencia ao desgaste., dureza e resistencia á flexión. As mostras de ZTA expostas a varios ciclos no simulador de cadeira mostraron unha degradación mínima cunha rugosidade superficial significativamente menor que os compoñentes monolíticos de circonio..

Os compoñentes de ZTA demostraron ser axeitados para aplicacións esixentes na fabricación de automóbiles (ferramentas de conformación en frío e en quente, rolos de peche de latas e cabrestantes); industria enerxética (rodamentos, insercións de orificios e buscadores de vórtices); procesamento de alimentos (homogeneización de pezas da bomba); e industria enerxética. As súas propiedades mecánicas dependen de moitas variables: vías de preparación utilizadas para preparar polvos; Métodos de secado empregados durante a calcinación; técnicas de conformación adoptadas durante las técnicas de sinterización; conformación a medida; aditivos engadidos e distribución de tamaño de partículas entre outros.

Excelente Forza

As cerámicas ZTA usan transformación inducida por estrés para integrar circonio nunha matriz de alúmina, aumentando a forza e a durabilidade ao longo do tempo. Isto fai de ZTA unha excelente solución cerámica para aplicacións industriais que requiren dureza, alta resistencia á corrosión, tolerancia ao choque térmico e tolerancia ao choque térmico.

Baixo tensión, Os precipitados metaestables tetragonais en alúmina cúbica sofren unha transformación brusca en partículas monoclínicas que aumentan a súa dureza á fractura creando capas superficiais compresivas que se adhiren ás fisuras dentro da súa matriz..

O endurecemento por transformación é un fenómeno coñecido como endurecemento por fractura, onde o aumento da tenacidade á fractura da alúmina resulta nunha lonxitude de fenda máis curta, menos rotura de crack, e interaccións melloradas con microfisuras preexistentes. Isto permite combinacións de rodamentos duro con duro e duro con brando que se usan en cerámicas modernas de grao médico, como os reemplazos de cadeira.. Ademais, Os implantes de circonio estabilizado con itrio coñecidos como y-TZP proporcionan protección contra o desgaste ao longo do tempo.