અદ્યતન એપ્લિકેશનો માટે ઝિર્કોનિયાએ ટફન એલ્યુમિના

ZTA એ એલ્યુમિના-ઝિર્કોનિયા સંયુક્ત સામગ્રી છે, શ્રેષ્ઠ શક્તિ અને કઠિનતા દ્વારા અલગ પડે છે. એલ્યુમિના મેટ્રિક્સમાં ફાઇન ટેટ્રાગોનલ ઝિર્કોનિયા કણોના તણાવ-પ્રેરિત પરિવર્તન દ્વારા ઉત્પાદિત.

ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સ નોંધપાત્ર તકનીકી સામગ્રી છે, ઉત્કૃષ્ટ કઠિનતા બડાઈ મારવી, થર્મલ સ્થિરતા, પ્રતિકાર અને ઓપરેટિંગ વાતાવરણ પહેરો જ્યાં અન્ય ઘણા સિરામિક્સ પરફોર્મ કરી શકતા નથી. ધાતુઓ અને પ્લાસ્ટિકની સરખામણી કરી શકાતી નથી. વધુમાં, ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સ પણ સાધનો બનાવવા માટે ઉત્કૃષ્ટ કઠિનતા દર્શાવે છે.

તાકાત

ZTA તેની અસાધારણ શક્તિ અને કઠિનતા સાથે સિરામિક સામગ્રીઓમાં અલગ છે, પ્રતિકાર પહેરો, રાસાયણિક જડતા, નીચા ઘર્ષણ ગુણાંક, ઉચ્ચ કઠિનતા/જડતા ગુણોત્તર અને મોટા ભાગના અન્ય લોકોની તુલનામાં પ્રમાણમાં ઓછો થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક – તેને કટીંગ ટૂલ્સ જેવી એપ્લિકેશનો માટે એક આદર્શ સામગ્રી બનાવે છે. વધુમાં, તેની જૈવ સુસંગતતા પણ ZTA ને આકર્ષક સામગ્રી પસંદગી બનાવે છે.

ZTA એ એલ્યુમિના મેટ્રિક્સની અંદર ટેટ્રાગોનલ ઝિર્કોનિયા કણોના તેના અત્યંત સમાન વિતરણ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.. બોલ મિલિંગ અને હાઇ-એનર્જી એટ્રિશન મિલિંગ જેવી અત્યાધુનિક મિશ્રણ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને આ પરિપૂર્ણ થાય છે.; એકવાર એકસાથે ભેળવી દેવાયા પછી પાવડરને ડ્રાય પ્રેસિંગનો ઉપયોગ કરીને તેમના હેતુવાળા ઘટકમાં બનાવી શકાય છે, આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ, ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ અથવા એક્સટ્રુઝન તકનીકો.

એલ્યુમિના મેટ્રિક્સમાં ફેલાયેલા ઝિર્કોનિયા ક્રેક ઉર્જાને શોષી અને વિખેરીને અસ્થિભંગની કઠિનતાને સુધારે છે, ટ્રાન્સફોર્મેશન ટફનિંગ તરીકે ઓળખાય છે. ઝિર્કોનિયા સંકુચિત તાણ ઉત્પન્ન કરીને વસ્ત્રોના પ્રતિકારમાં પણ ફાળો આપે છે જે ક્રેકના પ્રસારને અટકાવે છે – સ્વ-શાર્પિંગ તરીકે ઓળખાય છે – ZTA ગ્રાઇન્ડીંગ વ્હીલ્સ માટે ઉત્તમ સામગ્રી પસંદગી બનાવે છે.

કઠિનતા

Zirconia Toughened એલ્યુમિના (ઝેડટીએ) સિરામિક્સ પ્રભાવશાળી તાકાત અને અસ્થિભંગની કઠિનતા ધરાવે છે, તેમને વિવિધ એપ્લિકેશનો અને વાતાવરણમાં ઉપયોગ માટે યોગ્ય બનાવે છે. આ નોંધપાત્ર સ્થિતિસ્થાપકતા તાણ-પ્રેરિત દંડના તબક્કાના પરિવર્તનથી આવે છે, એકસરખી રીતે વિખરાયેલા ટેટ્રાગોનલ ઝિર્કોનિયા કણો એલ્યુમિના મેટ્રિક્સની અંદર વિખરાયેલા; તણાવ ઝિર્કોનિયા-એલ્યુમિના માઇક્રોક્રેક નેટવર્ક્સ ઉત્પન્ન કરવા માટે તબક્કા પરિવર્તનને પ્રેરિત કરે છે જે ક્રેક પ્રચારની ઊર્જાને અસરકારક રીતે શોષી લે છે અને ફ્રેક્ચર પ્રતિકારમાં વધારો કરતી વખતે તેમના ફેલાવાને અસરકારક રીતે વિલંબિત કરે છે. (ક્લોસેન 1976).

ZTA તેના ઉત્કૃષ્ટ થર્મલ આંચકા પ્રતિકારને કારણે અલગ છે. ટેટ્રાગોનલ-મોનોક્લિનિક તબક્કાની રચનાના તેના અનન્ય સંયોજન માટે આભાર, આ સિરામિક ક્રેકીંગ અથવા તોડ્યા વિના તાપમાનમાં ઝડપી ફેરફારોનો સામનો કરી શકે છે, જ્યારે ઝિર્કોનિયાનું તેના મેટાસ્ટેબલ ટેટ્રાગોનલ સ્વરૂપમાં તાણ-પ્રેરિત રૂપાંતરણ સંકુચિત તાણ પેદા કરે છે જે તેના એલ્યુમિના મેટ્રિક્સની અંદર તિરાડોના નિર્માણનો સામનો કરે છે અને નોંધપાત્ર રીતે કઠિનતામાં વધારો કરે છે જેનાથી ZTA ની કામગીરીમાં વધુ વધારો થાય છે..

ZTA માત્ર તેના મજબૂત જ નહીં, ટેટ્રાગોનલ-મોનોક્લીનિક માળખું અને ઉચ્ચ અસ્થિભંગની કઠિનતા, પણ થર્મલ વિસ્તરણનો ઓછો ગુણાંક (CTE), અતિશય તાપમાન અથવા વાતાવરણની જરૂર હોય તેવા કાર્યક્રમો માટે તેને યોગ્ય બનાવે છે જ્યાં પરિમાણીય સ્થિરતા નિર્ણાયક છે, જેમ કે ચોકસાઇ ઘટકો અથવા ઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજો.

ZTA તેના રાસાયણિક પ્રતિકારના સંયોજનને કારણે તબીબી પ્રત્યારોપણની સામગ્રીમાં અલગ છે, યાંત્રિક ગુણધર્મો અને તાણ પાણી અથવા શરીરના પ્રવાહીમાં કાટ પ્રતિકાર મદદ કરે છે, ઓર્થોપેડિક ફેમોરલ હેડ્સ અને એસેટાબ્યુલર લાઇનર્સ જેવા મેડિકલ ઇમ્પ્લાન્ટ માટે તેને મુખ્ય ઉમેદવાર બનાવે છે. BioLOX ડેલ્ટા બાયોમટીરીયલ આવું જ એક ઉદાહરણ છે; બંને એપ્લિકેશનો માટે ઓર્થોપેડિક સર્જરી દરમિયાન વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

કાટ પ્રતિકાર

ZTA એલ્યુમિના અને ઝિર્કોનિયા બંનેના શ્રેષ્ઠ ગુણધર્મો ધરાવે છે, તે રાસાયણિક હુમલા અને વસ્ત્રો બંને માટે અત્યંત પ્રતિરોધક બનાવે છે, તેને કાટ-સંભવિત વાતાવરણ અથવા પુનરાવર્તિત ઘર્ષણ અથવા યાંત્રિક તાણને સંડોવતા કાર્યક્રમો માટે યોગ્ય બનાવે છે.

એલ્યુમિનાની કઠિનતાને ઝિર્કોનિયાની કઠિનતા સાથે સંયોજિત કરવાથી ઉત્તમ ટ્રિબૉલોજિકલ ગુણધર્મો મળે છે જે ભારે ભાર અને લાંબા ગાળાના ઉપયોગ સાથેના ઘટકોમાં ઉત્તમ વસ્ત્રો પ્રતિકાર બનાવે છે., જેમ કે ઓર્થોપેડિક પ્રત્યારોપણ, કટિંગ ટૂલ્સ અને પ્રવાહી વ્યવસ્થાપનમાં વપરાતા પ્રતિરોધક ઘટકો પહેરો (થ્રેડ માર્ગદર્શિકાઓ, બેરિંગ્સ, નોઝલ વગેરે). આ સંયોજન ખાસ કરીને તબીબી અને ઔદ્યોગિક સેટિંગ્સ જેમ કે ઓર્થોપેડિક પ્રત્યારોપણમાં લાગુ પડે છે, કટીંગ ટૂલ્સ અથવા પ્રવાહી વ્યવસ્થાપન (થ્રેડ માર્ગદર્શિકા બેરિંગ્સ નોઝલ વગેરે).

ZTA ની ઉન્નત અસ્થિભંગની કઠિનતા તેના એલ્યુમિના મેટ્રિક્સમાં તેના બારીક વિતરિત ઝિર્કોનિયા કણોને આભારી હોઈ શકે છે.. જ્યારે તિરાડો પ્રચાર કરવાનું શરૂ કરે છે, જ્યારે તેમની ઉર્જા વધે છે અને આગળ વધે છે, આ ટેટ્રાગોનલ ઝિર્કોનિયા અનાજ રૂપાંતરણને સખત બનાવવાની પદ્ધતિના ભાગરૂપે તેને શોષી લેવા અને વિખેરવા માટે તબક્કાવાર પરિવર્તનમાંથી પસાર થાય છે. – તેથી આ સામગ્રીની અસ્થિભંગની કઠિનતા સુધારે છે.

ZTA સિરામિકના ઉત્પાદનમાં સફળતા અશુદ્ધિઓથી મુક્ત પ્રીમિયમ-ગુણવત્તાવાળા ઝિર્કોનિયા અને એલ્યુમિના પાવડરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.. ઠંડક દરમિયાન સ્વયંસ્ફુરિત ટેટ્રાગોનલ-ટુ-મોનોક્લિનિક ઝિર્કોનિયા રૂપાંતરણને ટાળવા અને મેટાસ્ટેબલ મોનોક્લિનિક તબક્કાના નિર્માણને ઘટાડવા માટે સિન્ટરિંગને નિયંત્રિત કરવું આવશ્યક છે જે પાણીના અણુઓ સાથે રસાયણ શોષણ માટે સંવેદનશીલ હોય છે જે લાંબા ગાળાના ઉપયોગથી નીચા તાપમાનમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.; સેન્ટ-ગોબેન ઝિરપ્રોની ZTA સિરામિકની સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયા ખાસ કરીને આવી અનિચ્છનીય ઘટનાઓને ટાળવા માટે બનાવવામાં આવી હતી.. સદભાગ્યે સેન્ટ-ગોબૈન ઝિરપ્રો સિરામિકની ઝેડટીએ સિરામિક ખાસ કરીને આવી ઘટનાઓ બનતી અટકાવવા માટે બનાવવામાં આવી છે. –

થર્મલ સ્થિરતા

Zirconia Toughened એલ્યુમિના (ઝેડટીએ) ક્રેકીંગ અથવા તોડ્યા વિના તાપમાનમાં ઝડપી ફેરફારોનો સામનો કરી શકે છે, એલ્યુમિના મેટ્રિક્સની અંદર વિખરાયેલા ઝિર્કોનિયા કણોને આભારી છે જે ગરમી ઊર્જાને શોષી લે છે અને સંકુચિત તાણ બનાવે છે જે ક્રેકીંગ અને નિષ્ફળતાને અટકાવે છે. કારણ કે ZTA થર્મલ ઊર્જાને એટલી અસરકારક રીતે શોષી લે છે, આ સામગ્રી એપ્લીકેશન માટે ઉત્તમ પસંદગી કરે છે જે ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રતિકારની માંગ કરે છે.

એલ્યુમિના મેટ્રિક્સમાં ઝિર્કોનિયા ઉમેરવાથી અસ્થિભંગની કઠિનતા વધી શકે છે અને સાથે સાથે તાકાત અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર જેવા યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં સુધારો થાય છે.. ZTA માં અસ્થિભંગની વધેલી કઠિનતા એમ્બિયન્ટ તાપમાનમાં મેટાસ્ટેબલ ટેટ્રાગોનલ તબક્કામાંથી મોનોક્લીનિક તબક્કામાં તણાવ-પ્રેરિત પરિવર્તનને આભારી છે.; એલ્યુમિના કરતા નાના ઝિર્કોનિયા અનાજના કદ દ્વારા વિસ્તૃત અસર.

બાયોલોક્સ ડેલ્ટા જેવી ZTA સામગ્રીમાં ટેટ્રાગોનલ ઝિર્કોનિયા તબક્કાને જાળવવા માટે સ્ટેબિલાઈઝરનો વારંવાર ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.; જો કે, પાર્ટિકલ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન અને ફ્રેક્ચર ટફનેસના સંદર્ભમાં સ્ટેબિલાઇઝર્સ વિના સમાન પરિણામો પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

એલ્યુમિના અને ઝિર્કોનિયાનું મિશ્રણ એક અદ્યતન સિરામિક બનાવે છે જે મજબૂતાઈમાં શ્રેષ્ઠ છે, અસ્થિભંગની કઠિનતા, સ્થિતિસ્થાપકતા અને કઠિનતા – માળખાકીય કામગીરી અને કાટ પ્રતિકારની જરૂર હોય તેવી એપ્લિકેશનો માટે આવશ્યક લાક્ષણિકતાઓ. ZTA સિરામિક્સ વધુ સારું પ્રદર્શન કરે છે 99% એલ્યુમિના સિરામિક્સ ખર્ચ-અસરકારક હોવા પર જ્યારે ચોક્કસ એપ્લિકેશનની જરૂરિયાતોને વધુ અસરકારક રીતે પૂરી કરે છે; તેમનો ગુણોત્તર પણ વિશેષ રીતે તૈયાર કરી શકાય છે.