औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उन्नत कठोरता

ज़िरकोनिया कठोर एल्युमिना (ZTA) सिरेमिक घटक औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए प्रदर्शन और दीर्घायु प्रदान करने के लिए ज़िरकोनिया की बेहतर फ्रैक्चर क्रूरता के साथ एल्यूमिना की कठोरता और ताकत को जोड़ते हैं।.

एल्युमिना मैट्रिक्स के भीतर एम्बेडेड महीन टेट्रागोनल ज़िरकोनिया कणों के तनाव-प्रेरित परिवर्तन से बेहतर ताकत और क्रूरता के साथ ZTA सामग्री प्राप्त होती है।, विभिन्न कठोर वातावरणों में उपयोग के लिए उपयुक्त.

बेरहमी

ZTA सामग्री पहनने और घर्षण के लिए अद्वितीय प्रतिरोध के लिए ज़िरकोनिया की कठोरता के साथ एल्यूमिना की कठोरता को जोड़ती है. यह प्रभाव तनाव-प्रेरित परिवर्तन कठोरता के माध्यम से संभव हुआ है: जब तनावग्रस्त हो, ज़िरकोनिया कण अपने मेटास्टेबल टेट्रागोनल चरण से स्थिर मोनोक्लिनिक रूप में परिवर्तित हो जाते हैं; इस संरचनात्मक परिवर्तन के कारण होने वाला आयतन विस्तार एल्यूमिना मैट्रिक्स के भीतर किसी भी दरार को बंद करने और कठोरता को काफी बढ़ाने में मदद करता है.

ZTA में ज़िरकोनिया प्लेटलेट्स होते हैं जो सिंटरिंग के दौरान एल्यूमिना मैट्रिक्स में न्यूक्लियेट होते हैं, फ्रैक्चर की कठोरता को बढ़ाते हुए फ्रैक्चर की कठोरता और ताकत में सुधार करना, Y-TZP की तुलना में अधिक लचीली ताकत और इसकी चक्रीय थकान ताकत से दोगुनी तक की सामग्री बनाना. ज़िरकोनिया ताकत के साथ संयुक्त एल्यूमिना की कठोरता का यह संयोजन ZTA को औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री विकल्प बनाता है जिसमें क्षति प्रतिरोध की आवश्यकता होती है.

सहनशीलता

ज़िरकोनिया कठोर एल्युमिना (ZTA) उत्कृष्ट लचीली और संपीड़ित ताकत का दावा करता है, एल्यूमिना के बराबर कम तापीय विस्तार और उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध गुणों के साथ.

ज़िरकोनिया सख्त एल्यूमिना को कठोर एल्यूमिना मैट्रिक्स में तनाव-प्रेरित परिवर्तन के माध्यम से टेट्रागोनल ज़िरकोनिया अनाज जोड़कर बनाया जाता है।, उनके परिवर्तन को पूरे क्षेत्र में फैलने के बजाय स्थानीय क्षेत्रों तक ही सीमित रखते हुए उन्हें अपनी संरचना में समेटना.

रसायन अवशोषण के माध्यम से पानी के अवशोषण के प्रतिरोध के कारण यह तंत्र एल्यूमिना-ज़िरकोनिया कंपोजिट को मोनोलिथिक ज़िरकोनिया की तुलना में कहीं अधिक टिकाऊ बनाता है।; मोनोलिथिक ज़िरकोनिया ध्रुवीय पानी के अणुओं को अवशोषित कर सकता है जिससे कम तापमान में गिरावट होती है और अंततः दीर्घकालिक उपयोग के बाद टूटना होता है.

ZTA, वहीं दूसरी ओर, संरचनात्मक विशेषताओं और रासायनिक योजकों के माध्यम से इस टेट्रागोनल-टू-मोनोक्लिनिक परिवर्तन को सुविधाजनक बनाने के लिए विशेष रूप से इंजीनियर किया गया है. CeramTec एक उदाहरण के रूप में Biolox Delta ZTA का विपणन करता है; इस फॉर्मूलेशन में ज़िरकोनिया चरण के भीतर सख्त तंत्र को सुविधाजनक बनाने के लिए येट्रिया और स्ट्रोंटियम एल्यूमिनेट शामिल हैं और परिणामस्वरूप उच्च तापमान वाले वातावरण को सहन करते हुए कम तापमान में गिरावट का जोखिम कम होता है।.

संक्षारण प्रतिरोध

ZTA सिरेमिक अपने एल्यूमिना समकक्षों की तुलना में बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करते हैं और इसलिए कठोर वातावरण के अधीन उपकरणों में इसका उपयोग किया जा सकता है. आगे, ZTA अधिक रासायनिक स्थिरता प्रदान करते हुए उच्च तापमान का सामना कर सकता है.

गारवी एट अल (1975) जोड़कर प्रदर्शित किया 10-20% एल्यूमिना की तुलना में अस्थिर ज़िरकोनिया कठोरता को काफी बढ़ा सकता है, परिवर्तन कठोरता के माध्यम से. यह प्रक्रिया तब होती है जब बारीक बिखरे हुए टेट्रागोनल मेटास्टेबल अवक्षेप तनाव के तहत मोनोक्लिनिक ज़िरकोनिया में बदल जाते हैं, जिससे वॉल्यूम का विस्तार होता है जो दरारें दबाता है और उनके प्रसार को धीमा या बंद कर देता है।.

यह तंत्र विरूपण-प्रेरित तनाव जैसा दिखता है; तथापि, चरण परिवर्तन के लिए तनाव क्षेत्र काफी बड़ा होना चाहिए; ZTA नमूनों में दरारों के लिए यह ऊर्जा फ्रैक्चर स्थलों पर झुकने वाले तनाव से आती है.

गर्मी प्रतिरोध

ज़िरकोनिया टफन्ड एल्युमिना में असाधारण रूप से उच्च गलनांक और संक्षारण प्रतिरोध होता है, जो इसे बार-बार उच्च तापमान के संपर्क में आने वाले उपकरणों के लिए आदर्श सामग्री बनाता है. आगे, इस संस्करण में मानक एल्यूमिना की तुलना में अधिक घर्षण-प्रतिरोध है, गतिज ऊर्जा के उच्च स्तर के संपर्क में आने वाले उपकरणों की टूट-फूट को कम करने में मदद करना.

ZTA सिरेमिक टेट्रागोनल ज़िरकोनिया कणों के एल्यूमिना मैट्रिक्स में तनाव-प्रेरित परिवर्तन के माध्यम से बनाए जाते हैं, उनके भीतर संपीड़ित तनाव पैदा करना जो दरार के प्रसार को रोकता है, फ्रैक्चर या क्रैकिंग के बिना थर्मल शॉक प्रतिरोध प्रदान करते हुए ताकत और कठोरता दोनों को बढ़ाना. वे उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध का दावा करते हैं; तनाव के तहत फ्रैक्चर या क्रैकिंग के बिना तापमान में तेजी से बदलाव का विरोध करना.

ज़िरकोनिया-कठोर एल्यूमिना के गुणों के विशाल सेट के कारण कई उद्योगों में इसके कई उपयोग हैं. मैकेनिकल इंजीनियरिंग इसका उपयोग पंप घटकों और सील के लिए करती है; सेमीकंडक्टर प्रसंस्करण इसकी तापीय स्थिरता और ताकत के कारण इसका उपयोग करता है; एयरोस्पेस, संक्षारण और कठोर रसायनों के प्रति इसके प्रतिरोध के कारण ऑटोमोटिव और बिजली उद्योग इसका उपयोग इंजन भागों के रूप में करते हैं; यह दंत प्रत्यारोपण के लिए उच्च लचीली ताकत का भी सामना कर सकता है!