Zirconia toughened એલ્યુમિના સાથે અજોડ કઠિનતા (ઝેડટીએ) સિરામિક્સ

Zirconia Toughened એલ્યુમિના (ઝેડટીએ) સિરામિક્સ અપ્રતિમ કઠિનતા ધરાવે છે. તેઓ બહેતર વસ્ત્રો પ્રતિકાર શેખી, રોજિંદા કાર્યોમાં સરળ કામગીરી માટે રાસાયણિક જડતા અને ઓછું ઘર્ષણ – ધાતુઓ કરતાં ઉચ્ચ કઠિનતા અને જડતાનો ઉલ્લેખ ન કરવો.

ZTA એ એલ્યુમિના મેટ્રિક્સમાં મેટાસ્ટેબલ ટેટ્રાગોનલ ઝિર્કોનિયા પોલીક્રિસ્ટલ એગ્લોમેરેટ્સનો સમાવેશ કરે છે જે તણાવ હેઠળ મોનોક્લિનિક સ્વરૂપમાં તણાવ-પ્રેરિત તબક્કાના રૂપાંતરણમાંથી પસાર થાય છે., આમ શીયર સ્ટ્રેનને વિખેરી નાખે છે અને ક્રેકનો પ્રચાર અટકાવે છે, સામાન્ય રીતે ટ્રાન્સફોર્મેશન ટફનિંગ તરીકે ઓળખાય છે.

કાટ પ્રતિરોધક

ZTA શુદ્ધ એલ્યુમિનાની તુલનામાં શ્રેષ્ઠ રાસાયણિક પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે અને અધોગતિ વિના ભારે તાપમાનનો સામનો કરી શકે છે, કઠોર વાતાવરણ અને પરિસ્થિતિઓમાં ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમો માટે તેને આદર્શ સામગ્રી પસંદગી બનાવે છે.

ZTA ની કઠિનતા ઝિર્કોનિયા કણો દ્વારા વધારવામાં આવે છે જે ઊર્જાને વિખેરી નાખે છે અને શોષી લે છે, ક્રેકીંગ અટકાવવામાં મદદ કરે છે. જ્યારે યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે, તણાવ દરમિયાન ઝિર્કોનિયા મેટાસ્ટેબલ ટેટ્રાગોનલ તબક્કામાંથી મોનોક્લિનિકમાં બદલાય છે જેથી ફ્રેક્ચરની કઠિનતા વધે.

ઝિર્કોનિયા-આધારિત સિરામિક્સ જેમ કે ઝેડટીએમાં થર્મલ શોકનો પ્રતિકાર કરવા માટે એલ્યુમિના કણો હોય છે. આ તેને ગ્રાઇન્ડીંગ અને કટીંગ જેવા ઉચ્ચ પ્રદર્શન કાર્યક્રમોમાં ક્રેકીંગ અથવા નિષ્ફળતા વિના ઝડપી તાપમાનના ફેરફારોનો સામનો કરવાની મંજૂરી આપે છે; તેનું નીચું રેખીય અને ટોર્સનલ વિસ્તરણ ઉત્કૃષ્ટ લોડ-બેરિંગ ક્ષમતાઓ અને પ્રદર્શન ક્ષમતાઓ પ્રદાન કરે છે. ZTA ગૌરવ ધરાવે છે 2-3 અસાધારણ લોડ બેરિંગ ક્ષમતાઓ અને પ્રદર્શન ક્ષમતાઓ માટે નીચા રેખીય/ટોર્સિયલ વિસ્તરણ ગુણાંક ધરાવતાં શુદ્ધ એલ્યુમિનાની સરખામણીમાં ગણી વધુ મજબૂત તાણ શક્તિ.

ઉચ્ચ જડતા

ZTA એ એલ્યુમિનાની મજબૂતાઈ અને ટકાઉપણાને ઝિર્કોનિયા ટફનિંગ સાથે જોડે છે અને માગણી કરતી અરજીઓ માટે અસાધારણ સામગ્રી માટે. આ સંયોજન અપ્રતિમ શક્તિ પ્રદાન કરે છે, અસ્થિભંગની કઠિનતા, એક પેકેજમાં સ્થિતિસ્થાપકતા અને કઠિનતા ગુણધર્મો.

ક્લોસેને માં શોધ્યું 1976 કે એલ્યુમિનામાં અસ્થિર ઝિર્કોનિયા ઉમેરવાથી તેની અસ્થિભંગની કઠિનતા નોંધપાત્ર રીતે વધે છે, તેના મેટ્રિક્સમાં વિખરાયેલા ફાઇન ટેટ્રાગોનલ અવક્ષેપોના ટેટ્રાગોનલ-મોનોક્લિનિક રૂપાંતરને કારણે. આવા મેટાસ્ટેબલ અવક્ષેપોને નજીક આવતા ક્રેક ફ્રન્ટ અથવા તેમના અવરોધમાંથી રાહતના અન્ય સ્ત્રોત દ્વારા છોડવામાં આવે ત્યાં સુધી બદલાતા અટકાવવામાં આવે છે., જેમ કે ઓગળીને.

હોટ-પ્રેસ્ડ 10mol% yttria-સ્થિર ઝિર્કોનિયા (10YSZ), માંથી સમાવિષ્ટ પાર્ટિક્યુલેટ્સ અથવા પ્લેટલેટ્સ સાથે પ્રબલિત 0 30wt% એલ્યુમિના સામગ્રી સખત તાકાતને આધિન હતી, હવામાં 1000C પર અસ્થિભંગની કઠિનતા અને ધીમી ક્રેક વૃદ્ધિ પરીક્ષણો. પરિણામો દર્શાવે છે કે પ્લેટલેટ કમ્પોઝીટ માટે મહત્તમ ફ્લેક્સરલ સ્ટ્રેન્થ અને ફ્રેક્ચર ટફનેસ આ કમ્પોઝિશન સામગ્રી સાથે પ્રાપ્ત થઈ હતી..

ઉચ્ચ તાણ શક્તિ

ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સ તાકાતનું અસાધારણ સંયોજન પ્રદાન કરે છે, સ્થિતિસ્થાપકતા, અને વૈવિધ્યતા કે જે પરંપરાગત ટેકનિકલ સિરામિક્સને દૂર કરે છે. ZTA જેવા ઝિર્કોનિયા ફોર્મ્યુલેશન આજના સૌથી મુશ્કેલ કાર્યક્રમો માટે ઉકેલો પૂરા પાડે છે, જેમાં કઠોર વાતાવરણમાં ટકી રહેલા એરોસ્પેસ ઘટકોથી લઈને દીર્ધાયુષ્ય માટે રચાયેલ આગામી પેઢીના બાયોમેડિકલ ઈમ્પ્લાન્ટ્સનો સમાવેશ થાય છે. – આજની સૌથી જરૂરી જરૂરિયાતો માટે વિશ્વસનીય ઉકેલો પૂરા પાડે છે.

ZTA તેની શ્રેષ્ઠ ફ્લેક્સરલ સ્ટ્રેન્થને કારણે અન્ય સામગ્રીઓમાં અલગ છે, અસ્થિભંગની કઠિનતા અને તેના મેટાસ્ટેબલ ટેટ્રાગોનલ તબક્કાને કારણે ક્રેક પ્રચાર સામે પ્રતિકાર. નીચા તાપમાને મોનોક્લિનિક ઝિર્કોનિયામાં આ રૂપાંતર વધુ વૃદ્ધિને રોકવા માટે ક્રેક ફ્રન્ટની આગળના ઝોનને સંકુચિત કરે છે..

યટ્રીઆ આંશિક રીતે સ્થિર ઝિર્કોનિયા (Y-TZP) અને સીરિયમ આંશિક રીતે સ્થિર ઝિર્કોનિયા (શું-TZP) નીચા તાપમાને યટ્રીઆ અથવા સીરીયમ જાળવીને ટેટ્રાગોનલ તબક્કાને જાળવી રાખવાને કારણે ZTA જેવી જ અસાધારણ કઠિનતાની લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે, વધુ વ્યવસ્થિત તાપમાન શ્રેણીમાં પરિવર્તનની મંજૂરી આપવી અને એલ્યુમિના સમકક્ષો કરતાં ચક્રીય લોડિંગ પરીક્ષણો દરમિયાન સપાટીને ઓછું નુકસાન દર્શાવે છે.

ઓછું ઘર્ષણ

ઝિર્કોનિયા એ ઉપલબ્ધ સૌથી મુશ્કેલ એન્જિનિયરિંગ સિરામિક્સમાંનું એક છે અને તેની ઓછી ઘર્ષણ ગુણધર્મો લ્યુબ્રિકેશનની જરૂરિયાતોને ઘટાડીને વસ્ત્રો પ્રતિકાર વધારવામાં મદદ કરે છે..

ZTA સિરામિક્સમાં મહત્તમ કઠિનતા માટે એલ્યુમિના હોય છે. આ એલ્યુમિના મેટ્રિક્સમાં મેટાસ્ટેબલ યટ્રિઆ-સ્ટેબિલાઈઝ્ડ ટેટ્રાગોનલ ઝિર્કોનિયા કણોને અપરિવર્તિત રહેવાની મંજૂરી આપે છે., અનાજના ગૂંથેલા નેટવર્કને કારણે સ્ફટિકીકૃત બાકી રહે છે.

નિયંત્રિત રચના અને પ્રક્રિયાની સ્થિતિ સુનિશ્ચિત કરે છે કે સિન્ટરિંગ તાપમાનથી ઠંડક પર સ્વયંસ્ફુરિત ટેટ્રાગોનલ-ટુ-મોનોક્લિનિક રૂપાંતરણ થતું નથી., અસ્થિભંગ કઠિનતા પરીક્ષણમાં મલ્ટિ-હિટ ક્ષમતામાં યોગદાન આપવું. વધુમાં, નાના અનાજના કદ સાથે એલ્યુમિના-ઝિર્કોનિયા સંયોજનોમાં ઉચ્ચ એકરૂપતા ઓછી ક્રેક ઊર્જામાં પરિણમે છે જે બદલામાં હીરાના ઇન્ડેન્ટેશન પરીક્ષણો દરમિયાન ટૂંકી ક્રેક લંબાઈમાં અનુવાદ કરે છે..

ઉચ્ચ થર્મલ વિસ્તરણ

એલ્યુમિના મેટ્રિક્સનું બંધનકર્તા બળ તેને ટેટ્રાગોનલ ઝિર્કોનિયા કણોને ઠંડક પર મોનોક્લિનિક ઝિર્કોનિયામાં સંક્રમણ થતાં અટકાવવા સક્ષમ બનાવે છે., આમ બનાવે છે 10 છછુંદર % yttria-સ્થિર ઝિર્કોનિયા-એલ્યુમિના કંપોઝીટ્સ સ્થિર અને ક્રેક ફ્રી.

ઝિર્કોનિયામાં સેરિયમનો ઉમેરો તેને આંશિક રીતે સ્થિર કરવાની મંજૂરી આપે છે (શું-TZP). Ce-TZP તેના ટેટ્રાગોનલ તબક્કાને ઓરડાના તાપમાને રાખે છે અને નોંધપાત્ર રીતે કઠિનતા વધારે છે, પરંપરાગત ડેન્ટલ સિરામિક સામગ્રીની તુલનામાં અસ્થિભંગની કઠિનતા અને ફ્લેક્સરલ તાકાત.

ઝિર્કોનિયા ટફન એલ્યુમિના કંપોઝીટ જેમાં Ce-TZP સામેલ છે, ytria-સ્થિર ઝિર્કોનિયા (Y-TZP), અથવા મેગ્નેશિયા-સ્થિર ઝિર્કોનિયા (Mg-PSZ) અસાધારણ કઠિનતા દર્શાવે છે જે એલ્યુમિના અને મોનોલિથિક ઝિર્કોનિયા બંને કરતાં વધી જાય છે, ZTA ને તબીબી પ્રત્યારોપણ જેવી અરજીઓ માટે યોગ્ય ઉમેદવાર બનાવે છે, એરોસ્પેસ ઘટકો અને ઔદ્યોગિક મશીનરી. ZTA ઘણા રાસાયણિક પ્રતિકાર ગુણધર્મો ધરાવે છે જે તેને એસિડ સામે રક્ષણ આપે છે, મીઠું ઉકેલો, પીગળેલા ક્ષાર આલ્કલી તેમજ ઉચ્ચ તાપમાન.