Zirconia Toughened એલ્યુમિના

ઝિર્કોનિયાએ એલ્યુમિનાને સખત બનાવ્યું (ઝેડટીએ) વાલ્વ સીલમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી અદ્યતન સિરામિક સામગ્રી છે, બુશિંગ્સ, તેની શક્તિ અને રાસાયણિક સ્થિરતાને કારણે પંપના ઘટકો અને કટીંગ ટૂલ્સ – નોંધપાત્ર અધોગતિ વિના ભારે ભારનો સામનો કરવાની તેની ક્ષમતા દ્વારા પુરાવા તરીકે.

ZTA પ્રભાવશાળી થર્મલ આંચકો પ્રતિકાર ધરાવે છે અને તાપમાનના ફેરફારોમાં અચાનક થતા ફેરફારોનો સામનો કરી શકે છે, તેમજ તાપમાનમાં ઝડપી સ્વિંગ. તેના યાંત્રિક ગુણધર્મો વિશે વધુ જાણવા માટે આગળ વાંચો!

કઠિનતા

એલ્યુમિના મેટ્રિક્સમાં ઝિર્કોનિયા ઉમેરવાથી તેની કઠિનતા વધે છે, અસ્થિભંગની કઠિનતા અને ફ્લેક્સરલ તાકાત જ્યારે વસ્ત્રો અને ધોવાણ સામે પ્રતિકાર વધે છે. સામાન્ય રીતે સમાવિષ્ટ મિકેનિઝમ એ તબક્કા પરિવર્તન છે જે પછી માઇક્રોક્રેક રચના થાય છે પરંતુ લાગુ પડતાં તાણ સિદ્ધાંત સિદ્ધાંતો પણ સામેલ હોઈ શકે છે..

મેટાસ્ટેબલ ટેટ્રાગોનલ ઝિર્કોનિયા અવક્ષેપ કે જે એલ્યુમિના મેટ્રિક્સની અંદર બારીક વિક્ષેપ બનાવે છે, જ્યારે ક્રેક પ્રચાર દરમિયાન તેમની અવરોધ દૂર કરવામાં આવે છે ત્યારે તે મોનોક્લિનિક સ્વરૂપમાં સ્વયંસ્ફુરિત રૂપાંતરમાંથી પસાર થઈ શકે છે., તિરાડના પ્રસારને ચલાવતા તણાવ ક્ષેત્રો સામે ઊર્જા પૂરી પાડે છે.

ZTA સિરામિકમાં અન્ય ઓક્સાઇડ-આધારિત એન્જિનિયરિંગ સિરામિક્સની તુલનામાં શ્રેષ્ઠ ફ્રેક્ચર ટફનેસ અને કઠિનતા છે, તેમજ Y-TZP ની ચક્રીય થાકની શક્તિ બમણી. જેમ કે, તેના ગુણધર્મો તેને અત્યંત વસ્ત્રો પ્રતિકારની જરૂર હોય તેવા કાર્યક્રમો માટે યોગ્ય બનાવે છે, રાસાયણિક જડતા અને ઓછી ઘર્ષણ તેમજ ઉચ્ચ શક્તિ અને જડતા.

ફ્લેક્સરલ સ્ટ્રેન્થ

ZTA સિરામિક્સ yttria સ્ટેબિલાઇઝ્ડ ઝિર્કોનિયાના ગુણોત્તરમાં ફેરફાર કરીને બનાવી શકાય છે (Y-TZP) ગરમ આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગનો ઉપયોગ કરીને એલ્યુમિના મેટ્રિક્સની અંદર, કઠિનતા-ફ્રેક્ચર ટફનેસ-ફ્લેક્સરલ સ્ટ્રેન્થ કોમ્બિનેશનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે જે અપ્રતિમ ચક્રીય થાક પ્રતિકારમાં પરિણમે છે જે સૌથી અદ્યતન તકનીકી સિરામિક્સને પાછળ છોડી દે છે.

એલ્યુમિના મેટ્રિક્સમાં મેટાસ્ટેબલ વાય-ટીઝેડપી ટેટ્રાગોનલ-મોનોક્લિનિક ટ્રાન્સફોર્મેશન ફેઝ એગ્લોમેરેટ્સની રચનામાં પરિણમે છે જે ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મેશન સ્ટેફનિંગ દ્વારા ફ્રેક્ચરની કઠિનતામાં વધારો કરે છે. (ક્લોસેન 1976). પ્રાધાન્ય તિરાડો પાર, આ સંક્રમણ એગ્લોમેરેટ્સ ક્રેક ફ્રન્ટની આગળના ઝોનને સંકુચિત કરશે અને તેની પ્રગતિ ઘટાડશે, આખરે અસ્થિભંગની કઠિનતા વધી રહી છે.

આ સામગ્રી માળખું એલ્યુમિના-ઝિર્કોનિયા સંયોજનો જેમ કે BIOLOX ડેલ્ટાનું નિર્માણ તરફ દોરી ગયું છે., કુલ હિપ રિપ્લેસમેન્ટ અને અન્ય લોડ-બેરિંગ ઓર્થોપેડિક ઘટકો માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ સિરામિક બાયોમટીરિયલ ઉત્કૃષ્ટ વસ્ત્રો પ્રતિકાર દર્શાવે છે, ઓરડાના તાપમાને રાસાયણિક જડતા, થર્મલ શોક પ્રતિકાર અને તમામ તાપમાને ઉત્તમ રાસાયણિક જડતા.

કાટ પ્રતિકાર

રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય અને ઉચ્ચ તાપમાન અને વસ્ત્રો માટે પ્રતિરોધક, ની તુલનામાં તે શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન પ્રદાન કરે છે 99 એલ્યુમિના સિરામિક્સ અને વધુ ખર્ચ-અસરકારક પણ છે.

ઝિર્કોનિયા પ્રભાવશાળી તાણ શક્તિ પણ ધરાવે છે, લવચીક અને સ્થિતિસ્થાપકતા ગુણધર્મો અને જૈવ સુસંગતતા – તેને હિપ રિપ્લેસમેન્ટ જેવા તબીબી ઉપયોગો માટે આદર્શ બનાવે છે. તણાવની પરિસ્થિતિઓમાં રૂપાંતરણને કારણે સખત, ઝિર્કોનિયા કણો મેટાસ્ટેબલ ટેટ્રાગોનલ સ્વરૂપમાંથી મોનોક્લિનિક સ્વરૂપમાં બદલાય છે, અસ્થિભંગની કઠિનતામાં વધારો કરતી વખતે તિરાડોને વધુ અસરકારક રીતે બંધ કરવામાં મદદ કરે છે.

CeramTec (બાયોલોક્સ ડેલ્ટા) એલ્યુમિના-ઝિર્કોનિયા કમ્પોઝિટનું વ્યાપારીકરણ કરે છે જ્યાં અસ્થિર ઝિર્કોનિયા આ પરિવર્તનનું સંચાલન કરવા માટે ટેટ્રાગોનલ તબક્કામાં રહે છે અને ક્રેક ટિપ બ્લન્ટિંગ અને ક્રેક વિચલન પ્રદાન કરે છે., એલ્યુમિના મેટ્રિક્સની કઠિનતામાં સુધારો. સામગ્રીની ઝિર્કોનિયા સામગ્રીને પાવડરની તૈયારી અને ઘનકરણ તકનીકો દ્વારા બદલી શકાય છે.

થર્મલ શોક પ્રતિકાર

સિન્ટરિંગ દરમિયાન પ્રાથમિક એલ્યુમિના મેટ્રિક્સમાં ઉમેરાયેલ ઝિર્કોનિયા તેની તાકાત અને કઠિનતાને નોંધપાત્ર રીતે વધારી શકે છે., ZTA તરીકે ઓળખાય છે તે બનાવવું (Zirconia Toughened એલ્યુમિના), યાંત્રિક અને વસ્ત્રો એપ્લિકેશન બંનેમાં નિયમિત એલ્યુમિના સિરામિક્સ કરતાં વધુ પ્રદર્શન કરે છે.

ઝિર્કોનિયા ટફન એલ્યુમિના તેના અસાધારણ ગુણધર્મો માટે જાણીતી છે જેમ કે ઉચ્ચ ગરમ કઠિનતા અને અત્યાનંદ શક્તિ, ઓરડાના તાપમાને રાસાયણિક જડતા, નીચા થર્મલ વિસ્તરણ દર અને ઉત્તમ થર્મલ આંચકો પ્રતિકાર – મિલીંગ ઘટકો તેમજ ઠંડકની મિકેનિઝમની જરૂર હોય તેવા ભાગો પહેરવા માટે આદર્શ ગુણધર્મો.

CeramTec બાયોલોક્સ ડેલ્ટા તરીકે ઓળખાતા ZTAનું માર્કેટિંગ કરે છે જે વિખરાયેલા Y-TZP કણો સાથે એલ્યુમિના મેટ્રિક્સ ધરાવે છે. (17 વજન/wt%) અને સ્ટ્રોન્ટીયમ એલ્યુમિનેટ પ્લેટલેટ્સ (0.5 વજન/wt%), ટેટ્રાગોનલ-ટુ-મોનોક્લિનિક ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મેશન મિકેનિઝમ્સ અને ક્રેક ડિફ્લેક્શન મિકેનિઝમ્સનું અસરકારક સંયોજન પૂરું પાડવું જેથી સુધારેલી કઠિનતા પૂરી પાડવામાં આવે, જે ફેમોરલ બેરિંગ સપાટીઓ પર પ્રાથમિક THA પ્રક્રિયાઓ માટે આને આદર્શ બનાવે છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન

ઝિર્કોનિયા-ટફન એલ્યુમિના તાપમાનમાં અચાનક થતા ફેરફારોમાં ક્રેકીંગ અથવા તોડ્યા વિના થર્મલ આંચકાનો સામનો કરી શકે છે, તેના મેટ્રિક્સમાં વિખરાયેલા એલ્યુમિના કણોને આભારી છે જે થર્મલ ઊર્જાને શોષી લે છે અને ફ્રેક્ચર અટકાવે છે તેવા સંકુચિત તાણ પેદા કરે છે.

એલ્યુમિના-ઝિર્કોનિયા સિરામિક તેના શુદ્ધ ઝિર્કોનિયા સમકક્ષ કરતાં વધુ ગાઢ છે, તેને ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન એપ્લીકેશન માટે આદર્શ બનાવે છે. વધુમાં, ઝિર્કોનિયા કરતાં તેનું નીચું થર્મલ વિસ્તરણ તેને ઠંડકની જરૂર હોય તેવા ભાગો માટે યોગ્ય બનાવે છે.

એલ્યુમિના-ઝિર્કોનિયા કમ્પોઝિટનું ટ્રાન્સફોર્મેશન ટફનિંગ વધારાના ફાયદા આપે છે; અહીં, એલ્યુમિના મેટ્રિક્સમાં ઝિર્કોનિયા અનાજ મેટાસ્ટેબલ તબક્કામાંથી પસાર થાય છે જ્યાં તેમના અનાજ ટેટ્રાગોનલથી મોનોક્લિનિક સ્ટ્રક્ચરમાં રૂપાંતરિત થાય છે, આમ ઘર્ષણ અને અસર સામે પ્રતિકાર વધારીને તણાવ-પ્રેરિત ક્રેકીંગ ઘટાડે છે. એલ્યુમિના ટફન ઝિર્કોનિયા સામાન્ય રીતે ઝિર્કોનિયમ સાથે સંકળાયેલી પાયરોફોરિક પ્રતિક્રિયા દ્વારા થાય છે(IV) ઓક્સાઇડ ઓક્ટાહાઇડ્રેટ, એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રેટ નેનોહાઇડ્રેટ ટ્રાયથિલામાઇન અને HNO3(નાઈટ્રિક એસિડ); કણોના કદમાં વધારો મેટાસ્ટેબલ ઝિર્કોનિયા અનાજના ફેલાવાને વધુ મદદ કરે છે.