a cirkóniával edzett alumínium-oxid bizonyította kiváló mechanikai tulajdonságait a monolit cirkóniához képest, beleértve a törési szívósságot és a hajlítószilárdságot. A ZTA stabilitása a mátrix fázisból fakad, amely védi és korlátozza a tetragonális cirkónium-oxid szemcsék átalakulását, segít ellenállni az in vivo hidrotermikus körülmények között bekövetkező degradációnak.
Hajlító szilárdság
A timföld kerámiához cirkónium-oxid hozzáadásával, cirkóniával edzett alumínium-oxid jön létre. Ez az anyag kiváló hajlítószilárdsággal és mechanikai tartóssággal rendelkezik olyan helyzetekben, amelyek ezt igénylik, és ellenáll a kémiai korróziónak, valamint a testnedvek hatásának is.
a cirkónium-oxiddal edzett alumínium-oxid ellenáll a gyors hőmérséklet-ingadozásoknak, mivel cirkónium-oxid részecskéi eloszlanak egy alumínium-oxid mátrixban, elnyelik a hőenergiát, és nyomófeszültségeket hoznak létre a repedés megakadályozása érdekében, így alkalmas különféle ipari alkalmazásokban, például kemence alkatrészekben és gőzturbinás motorokban.
Ez a kompozit kerámia ötvözi az alumínium-oxid és a cirkónium-oxid lenyűgöző tulajdonságait, hogy extra szilárdságot és hősokkállóságot biztosítson., kiváló keménységgel, hajlító szilárdság, törésállósága és kopásállósága meghaladja 99% keménység szempontjából tiszta alumínium-oxid, szívósság és kopásállóság.
Törési szívósság
A cirkónium-oxid javítja az alumínium-oxid kerámiák törésállóságát az átalakítási edzettség révén. Amikor ütik, a metastabil ittriummal stabilizált cirkónium-oxid monoklin kristályszerkezetekké alakul, amelyek nyomófeszültséget hoznak létre, amely megakadályozza a repedés terjedését.
A cirkóniával edzett alumínium-oxid keménysége miatt ideális anyag vágószerszámok készítéséhez, hőstabilitás és súrlódásállóság. Továbbá, kiváló mechanikai tulajdonságai jelentősen hozzájárulnak tartósságához és megbízhatóságához.
A gélöntéssel előállított ZTA a hajlítószilárdság kivételes kombinációjával rendelkezik, törési szívósság, biokompatibilitás és hő/korrózióállóság, amelyek alkalmassá teszik csípőprotézis műtétre. A gélöntési eljárások révén a keménység-törési szívósság-hajlítószilárdság paraméterei is testreszabhatók az iszap szilárd terhelési szintjének változtatásával, a formavastagság vagy a szinterezési hőmérséklet paraméterei az eredmény maximalizálása érdekében.
Stressz-húzódás görbék
A cirkónium-oxid edzett alumínium-oxid anyag kiváló szilárdsággal és kopásállósággal büszkélkedhet, valamint kivételes merevség a nehéz terhek elviseléséhez nyomás alatti deformáció nélkül. Továbbá, kiváló hősokkállósággal büszkélkedhet, amely lehetővé teszi, hogy elviselje a hirtelen hőmérséklet-ingadozásokat anélkül, hogy romlást szenvedne.
Egy bizonyos határ feletti cirkónium-dioxid-tartalom növeli az öregedés lebomlását a szinterezés utáni hűtés során keletkező mikrorepedések révén, amelyek a víz kerámiaanyagba való behatolása szempontjából előnyös útvonalak., mikrorepedések képződnek a hűtés során, amelyek preferenciális útvonalként szolgálnak a bejutáshoz és a benne való terjedéshez. Megfordítva, Ha ez a küszöbérték alatt van, a cirkónium-oxid részecskék feszültség által kiváltott átalakuláson mennek keresztül tetragonális fázisból monoklin fázisba, ami csökkenti az öregedés lebomlását.
Szakítószilárdság
A cirkónium-oxid edzett alumínium-oxid kemény és tartós anyag, kiváló kopásállósággal és hőstabilitási tulajdonságokkal, alkalmassá téve hűtést igénylő alkatrészekhez. Továbbá, Az ehhez hasonló hőstabil felületek hőszabályozást és súrlódási ellenállást biztosítanak, így ideális anyagválasztás.
Stressz alatt, A ZTA fázis átalakuláson megy keresztül tetragonálisból monoklinikussá, ami megakadályozza a repedések terjedését és növeli a törésállóságot, de egyes tanulmányok azt mutatják, hogy a stabilizálatlan cirkónium-oxid növelése a szakítószilárdság csökkenéséhez vezet.
A ZTA kerámiák jellemzően tartalmaznak 10%-20% cirkónia, amely lehetővé teszi az egyes alkalmazásokhoz kifejezetten személyre szabott. A ZTA biokompatibilis, hőálló, korrózióálló, elég kemény ahhoz, hogy ellenálljon a nyomásnak, költséghatékony alternatívája a tiszta cirkónium-oxid kerámiáknak, és ellenáll a magas hőmérsékletnek, anélkül, hogy lebomlana. A szeleptömítések gyártói általában korrózióállósága és nyomástartó képessége miatt választják – minden minőség ideális szeleptömítési alkalmazásokhoz.
Ütéserő
a cirkónium-oxid edzett alumínium-oxid rendkívül korrózióálló és kivételes mechanikai szilárdsággal rendelkezik, alkalmassá téve azokat a keménységet és szívósságot egyszerre igénylő alkalmazásokhoz. Továbbá, A ZTA költségmegtakarítást kínál a tiszta cirkónium-oxid kerámiához képest.
Az alumínium-oxid és a cirkónia kombinálásával nagyobb hajlítószilárdságú kerámia keletkezik, törési szívósság, és kopásállóság, mint a tiszta alumínium-oxid. Ellenáll a nagyobb terheléseknek és ütéseknek, és gyakran használják a szabványos alumínium-oxidhoz képest a kiegészítő funkciókat igénylő kiviteleknél..
Az átalakítási keményítés magyarázza ezt a megnövekedett szilárdságot; stressz körülmények között, A cirkónium-oxid részecskék tetragonális formájukból monoklin formájúakká változnak, és kitágulnak, összenyomja az alumínium-oxid mátrix repedéseit, és így nagyobb hajlítószilárdsághoz vezet, mint az YSZ (6c. és d. ábra).
Korrózióállóság
A ZTA kerámia alumínium-oxid és cirkónia kombinációja kiváló korrózióállóságot biztosít a tisztahoz képest 99% alumínium-oxid anyagok egyedül, és kiváló keménységű, törési szívósság, hajlító szilárdság, és keménységi tulajdonságai, mint versenytársai.
A ZTA kiemelkedő kopás- és kopásállósággal, valamint kémiai kompatibilitással rendelkezik, ideálissá teszi a nagy mechanikai tartósságot igénylő ipari alkalmazásokhoz. Továbbá, az anyagok kombinációja kiváló hősokkállósággal büszkélkedhet, ami lehetővé teszi a gyors hőmérséklet-változásokat repedés vagy törés nélkül.
Az alumínium-oxid mátrixhoz hozzáadott cirkónium-oxid részecskék a transzformációs keményítés révén növelik annak törési szívósságát, olyan hatás, amelyet a cirkónium-oxid részecskék feszítő részecskéi okoznak, amelyek tetragonálisból monoklin kristályszerkezetekké alakulnak, amikor kompressziós feszültségnek vannak kitéve, nyomófeszültségeket hoz létre, amelyek gátolják a repedés továbbterjedését és jelentősen növelik annak törési szívósságát.
Hőütésállóság
A cirkónium-oxid edzett alumínium-oxid egy fejlett kerámia, amely ötvözi az alumínium-oxidot és a cirkónium-oxidot. ZTA létrehozásához, cirkónium-oxidot visznek be a fő alumínium-oxid mátrixba a szinterezés előtt, hogy nagyobb szilárdságot és hősokkállóságot biztosítsanak a hagyományos alumínium-oxid kerámiákhoz képest; ráadásul nagyobb keménységgel büszkélkedhet, hajlító szilárdság, és sűrűsége, mint megfelelője.
A ZTA keményítő mechanizmusa magában foglalja a feszültség által kiváltott fázis átalakulást tetragonálisból monoklin cirkónium-oxid részecske kristályszerkezetekké, növeli a törési szilárdságot, miközben megvédi a hősokktól és a mechanikai kopástól. A cirkónium-oxiddal edzett alumínium-oxid biokompatibilis, és nem korrodálódik gyorsan, így ideális szeleptömítésekhez. Továbbá, nagy hajlítószilárdsága lehetővé teszi, hogy hatékonyan ellenálljon a testnyomásnak.