Maksimalno povećajte izdržljivost s komponentama od cirkonijevog oksida ojačanog aluminija

ZTA keramika pruža vrhunska tribološka svojstva u usporedbi s običnom aluminijevom keramikom, što ih čini idealnim izborom za alate za rezanje, ležajevi, pumpe i komponente upravljanja tekućinom.

Pod stresom, čestice cirkonija prelaze iz metastabilnih tetragonalnih kristalnih struktura u monoklinske, stvarajući ekspanziju volumena koja komprimira pukotine u matrici glinice i značajno poboljšava otpornost na lom.

Otpornost na trošenje

Cirkonijski kaljeni aluminij (ZTA) je izuzetno izdržljiv materijal. Može izdržati udarnu abraziju ili trenje bez oštećenja; što ga čini izvrsnim izborom materijala za rezne ploče. Nadalje, ZTA može izdržati visoke temperature bez oštećenja ili degradacije.

ZTA je vrlo otporan na kemijsku koroziju, što ga čini izvrsnim izborom materijala za medicinske implantate. Biokompatibilan i sposoban izdržati kontakt s tjelesnim tekućinama, ZTA se također može pohvaliti velikom čvrstoćom na savijanje – savršen za aplikacije zamjene kuka.

ZTA nastaje naprezanjem izazvanom transformacijom finih tetragonalnih čestica cirkonijevog dioksida u monoklinski oblik. Ovo povećava otpornost na lom širenjem prostora oko pukotina. Kao takva, ZTA se pokazao daleko jačim i izdržljivijim od glinice za primjenu na habanje.

Otpornost na koroziju

Cirkonijski kaljeni aluminij (ZTA) je napredni tehnički keramički materijal široko korišten u industriji zbog svoje čvrstoće, žilavost, svojstva otpornosti na habanje i otpornost na koroziju. ZTA pronalazi primjenu u brojnim sektorima, uključujući automobilsku i zrakoplovnu industriju za komponente kao što su komponente motora, plinske turbine i mehanički dijelovi dok služe kao potrošne komponente u pumpama, brtve i alati za rezanje koji se koriste za strojnu obradu. Medicinske terenske ordinacije također mogu koristiti ovaj materijal zbog njegove biokompatibilnosti.

Trajnost ovog materijala proizlazi iz njegovog procesa očvršćavanja transformacije izazvanog naprezanjem, u kojem čestice cirkonijevog oksida u matrici aluminijevog oksida prolaze kroz transformaciju u monoklinske strukture kroz očvršćavanje transformacije koja izaziva naprezanje, pomaže u zatvaranju pukotina i povećava otpornost na lom, čime se štiti od oštećenja u različitim sredinama kao što je fosforna kiselina, sumporne kiseline i destilirane vode. To mu omogućuje otpornost na koroziju.

Visoka čvrstoća

Kombinacija glinice i cirkonijevog oksida rezultira povećanom čvrstoćom i otpornošću na lom u usporedbi sa standardnom glinicom, što ZTA čini izvrsnim izborom materijala za komponente izložene udarnom opterećenju. Nadalje, ZTA se također može pohvaliti velikom otpornošću na kemijsku koroziju.

ZTA se može pohvaliti vrhunskom tvrdoćom i čvrstoćom zbog transformacije tetragonalnih čestica cirkonijevog oksida u monoklinske kristale transformacijom izazvanom stresom mehaničkim opterećenjem ili temperaturnim fluktuacijama, i naknadni pritisak od formiranja monoklinskog cirkonijevog kristala koji komprimira matricu aluminijevog oksida, dajući mu veliku snagu, izdržljivost, i otpornost na toplinski udar.

Ova jedinstvena keramika također se može pohvaliti izuzetno velikom čvrstoćom na savijanje i niskim koeficijentom toplinskog širenja, što ga čini savršenim za primjene koje zahtijevaju mehanizme za hlađenje. Nadalje, njegova otpornost na korozivne kemikalije – uključujući tjelesne tekućine – čini medicinske implantate prikladnima za ugradnju u ljude bez rizika od degradacije tijekom vremena, omogućujući pacijentima da uživaju u ugodnim iskustvima bez brige o propadanju implantata tijekom vremena.

Visoka žilavost

ZTA keramika poboljšava žilavost glinice transformacijom čestica cirkonijevog oksida u fine čestice izazvane naprezanjem, postiže se sinteriranjem i vrućim izostatičkim prešanjem (BUK). Ovisno o tome koliko cirkonija postoji u njegovoj matrici, ZTA može imati svojstva niske ili visoke žilavosti.

Clausen je demonstrirao u 1976 da se matrice glinice koje sadrže nestabilizirani cirkonij mogu očvrsnuti kako bi se poboljšala mehanička svojstva uključivanjem nestabiliziranih kristala cirkonija kao fino dispergiranih metastabilnih taloga, poput onih formiranih od nestabiliziranih kristala cirkonija, za poboljšanje mehaničkih svojstava. Dokazao je ovu tvrdnju korištenjem širenja pukotine; kada su se pukotine kretale naprijed kroz materijal i stisnule njegovu zonu ispred svog vrha, mogle bi prijeći u monoklinsku fazu i pretvoriti se u nju lakše nego što bi se inače dogodilo.

Ovaj mehanizam ojačavanja povećava čvrstoću na savijanje i žilavost loma aluminijevog oksida dok istovremeno povećava tvrdoću, stvaranje neusporedivog kompozitnog materijala prikladnog za primjene koje zahtijevaju visoku tvrdoću, ukočenost, otpornost na lom i zahtjevi za hlađenjem kao što su industrijski rezači, glodanje potrošnih dijelova ili komponenti za hlađenje.