ज़िरकोनिया कठोर एल्युमिना – औद्योगिक उत्कृष्टता के लिए बढ़ी हुई ताकत

ज़िरकोनिया कठोर एल्युमिना (ZTA) एक असाधारण सिरेमिक है, एल्युमिना मैट्रिक्स के माध्यम से बिखरे हुए येट्रिया स्थिर जिरकोनिया कणों के कारण उच्च कठोरता और फ्रैक्चर प्रतिरोध द्वारा प्रतिष्ठित.

यह सामग्री बिना टूटे या टूटे तेजी से तापमान परिवर्तन का सामना कर सकती है, रासायनिक संक्षारण का प्रतिरोध करता है और उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध प्रदान करता है.

उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध

ZTA सिरेमिक ताकत और मूल्य के बीच एक आदर्श संतुलन प्रदान करता है, यह एल्यूमिना उत्पादों से अधिक मजबूत है लेकिन शुद्ध ज़िरकोनिया से कम महंगा है. उनके यांत्रिक गुण – अस्थिभंग बेरहमी, लचीली ताकत और कठोरता के साथ-साथ थर्मल शॉक प्रतिरोध – उन्हें काटने के पहिये जैसे औद्योगिक उपकरण बनाने के लिए उपयुक्त बनाएं.

येट्रिया स्टेबलाइज्ड जिरकोनिया को शामिल करने के कारण ZTA अपने बेहतर गुणों को प्राप्त करता है (YSZ) एल्यूमिना मैट्रिक्स के भीतर कण. जब सब जगह समान रूप से फैलाया जाता है, YSZ दोनों तत्वों की कठोरता-फ्रैक्चर कठोरता और तन्य शक्ति दोनों को अनुकूलित करने में मदद करता है जिसके परिणामस्वरूप असाधारण पहनने का प्रतिरोध होता है, एक असाधारण सिरेमिक सामग्री के लिए कमरे के तापमान पर रासायनिक जड़ता और गर्म कठोरता/उत्साह शक्ति गुण.

ZTA उत्पाद’ पाउडर बनाने के लिए यांत्रिक गुण उनके प्रसंस्करण मार्गों पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं, ताप उपचार सहित, कैल्सीनेशन विधियाँ, सुखाने की तकनीक और सिंटरिंग प्रक्रियाओं के साथ-साथ उत्पादन के दौरान जोड़े गए एडिटिव्स के साथ अनुरूप आकार देना. इन सभी कारकों का उनकी ताकत पर तत्काल प्रभाव पड़ता है, लोच और कठोरता गुण.

उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध

ZTA सिरेमिक उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध प्रदान करता है, यह उन्हें एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प बनाता है जो उच्च स्तर की ताकत की मांग करते हैं, बेरहमी, और रासायनिक जड़ता. जब एल्यूमिना मैट्रिक्स के भीतर समान रूप से फैलाया जाता है तो YSZ को अनुकूलित किया जा सकता है. ऐसा ही एक परिवर्तन-कठोर ज़िरकोनिया-एल्यूमिना सिरेमिक जो हम पेश करते हैं वह BIOLOX डेल्टा है जिसका उपयोग हिप रिप्लेसमेंट जैसे ऑर्थोपेडाइज़ लोड-बेयरिंग घटकों के लिए किया जा सकता है।.

YSZ की मेटास्टेबल टेट्रागोनल से मोनोक्लिनिक संरचना में तनाव-प्रेरित परिवर्तन वॉल्यूम विस्तार और कतरनी तनाव पैदा करता है जो दरार प्रसार का प्रतिकार करता है, फ्रैक्चर की कठोरता को बढ़ाना और साथ ही लचीलेपन की ताकत में सुधार करना. ऐसे एल्यूमिना-वाईएसजेड परिवर्तन-कठोर सिरेमिक का प्रदर्शन प्रसंस्करण स्थितियों के साथ-साथ सिंटरिंग प्रक्रिया में घटक ऑक्साइड की स्टोइकोमेट्री पर निर्भर करता है।.

खराब नियंत्रित सिंटरिंग स्थितियों के परिणामस्वरूप कम लचीली ताकत और एल्यूमिना-वाईएसजेड मैट्रिक्स की खराब एकरूपता हो सकती है।, संभावित रूप से वायु फँसने या कण जमा होने के कारण. यट्रिया या मैग्नीशियम ऑक्साइड जैसे योजक जोड़कर, कोई टेट्रागोनल से मोनोक्लिनिक परिवर्तन तापमान को कम कर सकता है और ज़िरकोनिया के सिंटरिंग गुणों को बढ़ा सकता है.

उत्कृष्ट पहनने का प्रतिरोध

ZTA न केवल थर्मल शॉक प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध के मामले में उत्कृष्ट है, लेकिन यह अपने टेट्रागोनल-मोनक्लिनिक चरण परिवर्तन आवरण तंत्र के कारण अत्यधिक घिसाव प्रतिरोधी भी है. आगे, इन विट्रो अध्ययनों से पता चला है कि ZTA घटकों में हाइड्रोथर्मल क्षरण की संभावना कम होती है – हिप रिप्लेसमेंट ऊरु सिर और कप सिरेमिक में कुछ प्रमुख महत्व (जैसे कि CeramTec द्वारा निर्मित BIOLOX डेल्टा).

एल्युमिना-ज़िरकोनिया मिश्रित सामग्री से बने ZTA घटकों पर किए गए सिम्युलेटेड घिसाव परीक्षणों ने घिसाव प्रतिरोध के मामले में प्रभावशाली परिणाम दिए हैं, लचीली ताकत और कठोरता. हिप सिम्युलेटर में कई चक्रों के संपर्क में आए ZTA नमूनों में मोनोलिथिक ज़िरकोनिया घटकों की तुलना में काफी कम सतह खुरदरापन के साथ न्यूनतम गिरावट देखी गई.

ऑटोमोटिव विनिर्माण में मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए ZTA घटक उपयुक्त साबित हुए हैं (गर्म और ठंडा बनाने का उपकरण, कैन-क्लोजर रोलर्स और कैपस्टन); ऊर्जा उद्योग (बीयरिंग, छिद्र आवेषण और भंवर खोजक); खाद्य प्रसंस्करण (पंप भागों को समरूप बनाना); और ऊर्जा उद्योग. उनके यांत्रिक गुण कई चर पर निर्भर करते हैं: पाउडर तैयार करने के लिए उपयोग किए जाने वाले तैयारी मार्ग; कैल्सीनेशन के दौरान अपनाई जाने वाली सुखाने की विधियाँ; सिंटरिंग तकनीक के दौरान अपनाई गई आकार देने की तकनीक; अनुरूप आकार देना; जोड़े गए योजक और दूसरों के बीच कण आकार वितरण.

उत्कृष्ट शक्ति

ZTA सिरेमिक ज़िरकोनिया को एल्यूमिना मैट्रिक्स में एकीकृत करने के लिए तनाव-प्रेरित परिवर्तन का उपयोग करता है, समय के साथ बढ़ती ताकत और स्थायित्व. यह ZTA को कठोरता की आवश्यकता वाले औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एक उत्कृष्ट सिरेमिक समाधान बनाता है, उच्च संक्षारण प्रतिरोध, थर्मल शॉक टॉलरेंस और थर्मल शॉक टॉलरेंस.

तनाव के तहत, क्यूबिक एल्यूमिना में टेट्रागोनल मेटास्टेबल अवक्षेप मोनोक्लिनिक कणों में अचानक परिवर्तन से गुजरते हैं जो संपीड़ित सतह परतों का निर्माण करके इसकी फ्रैक्चर कठोरता को बढ़ाते हैं जो इसके मैट्रिक्स के भीतर दरारों का पालन करते हैं।.

ट्रांसफ़ॉर्मेशन टफ़निंग एक ऐसी घटना है जिसे फ्रैक्चर टफ़निंग के रूप में जाना जाता है, जिसमें एल्युमिना की फ्रैक्चर कठोरता बढ़ने से दरार की लंबाई कम हो जाती है, कम दरार कुंद करना, और पहले से मौजूद माइक्रोक्रैक के साथ बेहतर इंटरैक्शन हुई. यह हार्ड-ऑन-हार्ड और हार्ड-ऑन-सॉफ्ट बियरिंग संयोजनों की अनुमति देता है जिनका उपयोग आधुनिक मेडिकल-ग्रेड सिरेमिक जैसे हिप रिप्लेसमेंट में किया जाता है।. आगे, Y-TZP के नाम से जाने जाने वाले Yttrium स्थिरीकृत ज़िरकोनिया प्रत्यारोपण समय के साथ घिसाव से सुरक्षा प्रदान करते हैं.