Cirkónium-oxid edzett alumínium-oxid
Az alumínium-oxid-cirkónium-oxid kompozitok a finom tetragonális cirkónium-oxid részecskék feszültség által kiváltott keményké történő átalakulásával keményednek meg, erős anyagok rendkívüli szilárdsággal és szívóssággal, amelyek alkalmassá teszik őket különféle alkalmazásokhoz és környezetekhez.
ZTA minták előállításához gélöntést használtak, gondos odafigyeléssel a hígtrágyakészítés optimalizálására különböző szilárd terhelés mellett, formázási és formázási folyamatok, oldószeres szárítás (ozmotikus versus levegő szárítás), valamint pirolízis és szinterezési folyamatok at 1550 és 1650 degC szárítási célokra. Sűrűség, keménység, a törési szívósság és a hajlítószilárdság értékelését minden gélöntéssel készült mintán elvégezték.
Nagy keménységű
Cirkónium-oxid edzett alumínium-oxid (ZTA) nagy keménysége miatt ideális az igényes alkalmazásokhoz. Gélöntéssel készült, A ZTA költségmegtakarítást kínál a többi kerámiaanyaghoz képest, miközben kiváló szilárdsággal büszkélkedhet. A ZTA elviseli a hőmérsékletet 1650 degC, miközben költséghatékony marad, mivel ittrium-stabilizált cirkónium-oxid és alumínium-oxid porokból áll, amelyeket gélöntési és szinterezési technikákkal kombináltak.
A ZTA kerámiák figyelemre méltó szívósságukkal tűnnek ki a tetragonálisból monoklin fázissá történő átalakulás miatt, akár kettővel növelve a törési szívósságot. Ezt a mechanizmust a megfelelő fázisok rugalmassági modulusa közötti különbségek okozzák – cirkónium-oxid és alumínium-oxid – Ez azt jelenti, hogy a fázistranszformáció során keletkező feszültségmezők valójában csökkentik a repedés terjedését, így a ZTA sokkal keményebb, mint a hagyományos alumínium-oxid kerámiák.
A cirkónium-oxiddal edzett alumínium-oxid kiváló keménységgel és törésállósággal rendelkezik, mint az AlN, valamint jobb hajlítószilárdság mindkét anyaghoz képest, így kiváló jelölt az autóiparban és a fenntartható energetikai alkalmazásokban. Továbbá, A ZTA kiváló hősokkállósággal és jó elektromos szigetelési tulajdonságokkal rendelkezik, alkalmassá téve autóipari és egyéb orvosi felhasználásra; ráadásul, A ZTA nem mutat DNS-károsodást vagy karcinogén hatást emlőssejtekben, Kiváló mechanikai tulajdonságainak és biokompatibilitási tulajdonságainak köszönhetően potenciálisan használható fogászati implantátum anyagként.
Nagy szívóssággal rendelkezik
Cirkónium-oxid edzett alumínium-oxid (ZTA), vagy cirkóniummal edzett alumínium-oxid, egy alumínium-oxidból és cirkóniumból álló kerámia anyag, amely kivételes mechanikai tulajdonságokat, például nagy hajlítószilárdságot kínál, törési szívósság, rugalmasság, keménység és kopásállóság. Ezeknek az anyagoknak az aránya könnyen módosítható, hogy megfeleljen az adott alkalmazásoknak; A ZTA termékek felülmúlták a tiszta cirkóniával készült termékeket, miközben költséghatékonyabbak voltak.
Ezt az anyagot biológiai kompatibilitása és hosszú távú teherbíró képessége miatt sikeresen alkalmazták csípőprotézis combcsontfejekben és acetabuláris bélésekben. Viszont, alkalmasságát először in vivo kell értékelni.
A ZTA nagy szívósságot ér el metastabil tetragonális szerkezetének és az alumínium-oxid mátrix nyomóerejének köszönhetően, ahol a nagy húzófeszültségek transzformációs keménységet okoznak; vagyis, a cirkónium-oxid monoklin formákká alakul át, ha alumínium-oxid mátrix nyomóerejének van kitéve, olyan feszültségi energiákat hoz létre, amelyek lassítják vagy leállítják a repedés terjedését, ezáltal olyan transzformációs szilárdító hatásokat váltanak ki, amelyek megakadályozzák a repedés terjedését.
A ZTA jelentősen megnövelt hajlítószilárdsággal büszkélkedhet 99% timföldkerámia metastabil tetragonális fázisának és timföldmátrixának köszönhetően, e tekintetben jelentősen felülmúlja azt. Viszont, az alumínium-oxid-cirkónium-oxid kompozitok törékennyé válhatnak az alacsonyabb homogenitás és a levegő bezáródása, valamint a részecske-agglomeráció miatt, ami ponthibákhoz és csökkent hajlítószilárdsághoz vezet. – teljesítménye mégis felülmúlja a hagyományos timföldkerámiát az orvosi és ipari alkalmazásokban egyaránt.
Nagy szilárdságú
A cirkónium-oxid edzett alumínium-oxid rendkívül tartós anyag, ami alkalmassá teszi teherhordó alkalmazásokra. Finom tetragonális cirkónium-oxid részecskék feszültség által kiváltott timföldmátrixsá alakításával állítják elő, gyártása rendkívül egyenletes részecskeeloszlást eredményez, kivételes szilárdsági és szívóssági tulajdonságokkal.
A kerámia a kémiai korrózióval szemben is rendkívül ellenálló. Számos felhasználásra alkalmas, beleértve az orvosi implantátumokat és fogászati anyagokat, mivel képes ellenállni a testnedvekkel és vegyi anyagokkal való ismételt expozíciónak..
A ZTA hősokkállóságával is kitűnik, mivel az alumínium-oxid mátrixban diszpergált cirkónium-oxid részecskéi elnyelik a hőenergiát és nyomófeszültségeket hoznak létre, hogy elkerüljék a repedés kialakulását – Ez lehetővé teszi a ZTA kerámia biztonságos felhasználását magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz, például kemence alkatrészekhez és turbinamotor-alkatrészekhez a sérülés vagy meghibásodás kockázata nélkül.
A ZTA erejét a szerkezetéből és a nanorészecskék eloszlásából nyeri, valamint forró izosztatikus préselés és hagyományos szinterezés a nagyobb megbízhatóság érdekében. A nagyobb rugalmasság érdekében, előállítható szol-gél gyártási eljárásokkal is, amelyek molekulákat szilárd anyagokká alakítanak át – ebben az esetben a timföldpor és a cirkónium-oxid porok gélszerű folyadékban történő egyesítése, amelyet azután különböző formákká formálhatnak, mielőtt sütőben sütnék, amíg a kikeményedés meg nem történik, mielőtt kibontják és szárítják, így nagy sűrűségű finom kristályszerkezetű ZTA-t kapnak, valamint megváltozott kristályokat., atom, elektronikus állapotok, amelyek ZTA-t eredményeznek, amelyek nagy sűrűséggel és megváltozott kristályokkal rendelkeznek, atomi állapotok, valamint a megváltozott kristályszerkezetek, megváltozott kristályszerkezetek, valamint megváltozott kristályok, atomi állapotok, amelyek megváltozott kristályt eredményeznek, atomi állapotok a nagyobb megbízhatóság érdekében.
Magas hőállósággal rendelkezik
A ZTA anyag kiváló hőállóságot biztosít, alkalmassá teszi az extrém tartósságot igénylő alkalmazásokhoz. Továbbá, korrózióállósága és nagyobb hajlítószilárdsága teszi a ZTA-t alkalmassá akár hosszú távú hőmérsékletnek való kitettségre. 1773 K – így kiváló választás hosszú távú, magas hőhatásnak kitett berendezésekhez.
A legújabb kutatások azt mutatják, hogy a cirkónium-oxid javítja az alumínium-oxid mechanikai tulajdonságait, különösen a szívóssága és a hajlítószilárdsága. Ez a hatás azért jelentkezik, mert a cirkónium-oxid részecskék nyomófeszültséget hoznak létre az alumínium-oxid mátrixon feszültség alatt; ez a nyomófeszültség segít csökkenteni a repedések terjedését, miközben növeli a törési szívósságot.
Számos tényező befolyásolja a ZTA kompozitok teljesítményét, mint például a szinterezési módszerei és hőmérsékletei, valamint a hozzáadott cirkónia mennyisége. Általában, több cirkónia hozzáadása általában javítja a teljesítményt; azonban a túl sok cirkónium csökkentheti annak hajlítószilárdságát és törési szívósságát.
Alumínium-cirkónium-oxiddal edzett timföld (AZT) egy fejlett műszaki kerámiaanyag, amelyet különféle ipari alkalmazásokban használnak. Alumínium-oxidból és cirkónium-oxidból készült, amelyeket kerámia kötések kötnek össze, amelyek növelik az anyag hajlítószilárdságát és törésállóságát, Az AZT kiváló anyag a magas hőmérsékletnek kitett gépekhez, például sütőkhöz és kemencékhez.