Cirkónium-oxid edzett alumínium-oxid – Fokozott erő az ipari kiválóságért
Cirkónium-oxid edzett alumínium-oxid (ZTA) egy kivételes kerámia, Az alumínium-oxid mátrixon keresztül diszpergált ittriummal stabilizált cirkónium-oxid részecskék miatti nagy szívósság és törésállóság jellemzi.
Ez az anyag repedés vagy törés nélkül ellenáll a gyors hőmérsékletváltozásoknak, ellenáll a kémiai korróziónak és kiváló hősokkállóságot biztosít.
Kiváló korrózióállóság
A ZTA kerámiák ideális egyensúlyt kínálnak az erő és az érték között, erősebb, mint az alumínium-oxid termékek, de olcsóbb, mint a tiszta cirkónium-oxid. Mechanikai tulajdonságaik – törési szívósság, hajlítószilárdság és keménység, valamint hősokkállóság – alkalmassá teszi őket ipari szerszámok, például vágókorongok készítésére.
A ZTA kiváló tulajdonságait ittrium-stabilizált cirkónium-oxid hozzáadásával éri el (YSZ) részecskék egy alumínium-oxid mátrixban. Ha egyenletesen oszlik el, Az YSZ segít optimalizálni mindkét elem keménységi-törési szívósságát és szakítószilárdságát, ami kivételes kopásállóságot eredményez, Kémiai tehetetlenség szobahőmérsékleten és forró keménység/elragadási szilárdság egy kivételes kerámiaanyaghoz.
ZTA termékek’ a mechanikai tulajdonságok nagymértékben függenek a porok előállításához használt feldolgozási módoktól, beleértve a hőkezeléseket is, kalcinálási módszerek, szárítási technikák és szinterezési eljárások, valamint személyre szabott formázás a gyártás során hozzáadott adalékokkal. Mindezek a tényezők azonnali hatást gyakorolnak erejükre, rugalmassági és keménységi tulajdonságok.
Kiváló hőütésállóság
A ZTA kerámiák kiváló hősokkállóságot biztosítanak, így kiváló választás a nagy szilárdságot igénylő repülőgép-ipari alkalmazásokhoz, szívósság, és a kémiai tehetetlenség. Egy alumínium-oxid mátrixban egyenletesen eloszlatva az YSZ optimalizálható. Az egyik ilyen transzformációval edzett cirkónium-alumínium-oxid kerámia, amelyet kínálunk, a BIOLOX delta, amely ortopéd teherhordó alkatrészekhez, például csípőprotézisekhez használható..
Az YSZ feszültség által kiváltott átalakulása metastabil tetragonálisból monoklin szerkezetűvé, térfogat-tágulást és nyírófeszültséget eredményez, amely megakadályozza a repedés terjedését, növeli a törési szívósságot, ugyanakkor javítja a hajlítószilárdságot. Az ilyen timföld-YSZ transzformációval edzett kerámia teljesítménye a feldolgozási körülményektől, valamint a szinterezési folyamatban lévő oxidok sztöchiometriájától függ..
A rosszul szabályozott szinterezési körülmények alacsony hajlítószilárdságot és gyenge homogenitást eredményezhetnek az alumínium-oxid-YSZ mátrixban, potenciálisan a levegő bezáródása vagy a részecskék agglomerációja miatt. Adalékanyagok, például ittrium- vagy magnézium-oxidok hozzáadásával, csökkentheti a tetragonális monoklin átalakulási hőmérsékletet, és javíthatja a cirkónium szinterezési tulajdonságait.
Kiváló kopásállóság
A ZTA nem csak a hősokkállóság és a korrózióállóság terén jeleskedik, de rendkívül kopásálló a tetragonális-monklinikus fázistranszformációs burkoló mechanizmusának köszönhetően. Továbbá, in vitro vizsgálatok kimutatták, hogy a ZTA komponensei kevésbé hajlamosak a hidrotermikus lebomlásra – valami nagy jelentőségű a csípőprotézis combcsontfejében és a csésze kerámiában (mint például a CeramTec által gyártott BIOLOX delta).
Az alumínium-oxid-cirkónium-oxid kompozit anyagokból készült ZTA alkatrészeken végzett szimulált kopásvizsgálatok lenyűgöző eredményeket hoztak a kopásállóság tekintetében, hajlítószilárdság és keménység. A csípőszimulátorban többszörös ciklusnak kitett ZTA minták minimális lebomlást mutattak, lényegesen kisebb felületi érdesség mellett, mint a monolit cirkónium-oxid alkatrészek.
A ZTA alkatrészek alkalmasnak bizonyultak az autóipari gyártás igényes alkalmazásaihoz (meleg- és hidegalakító szerszámok, dobozzáró görgők és feszítőgörgők); energiaipar (csapágyak, nyílásos betétek és örvénykeresők); élelmiszer-feldolgozás (homogenizáló szivattyú alkatrészek); és az energiaipar. Mechanikai tulajdonságaik sok változótól függenek: a porok elkészítéséhez használt elkészítési módok; a kalcinálás során alkalmazott szárítási módszerek; szinterezési technikák során alkalmazott formázási technikák; személyre szabott formázás; a hozzáadott adalékanyagok és a részecskeméret-eloszlás többek között.
Kiváló Erő
A ZTA kerámiák feszültség által kiváltott átalakulást alkalmaznak a cirkónium-oxid alumínium-oxid mátrixba történő integrálására, idővel növeli az erőt és a tartósságot. Ez teszi a ZTA-t kiváló kerámia megoldássá a szívósságot igénylő ipari alkalmazásokhoz, magas korrózióállóság, hősokk tolerancia és hősokk tolerancia.
Feszültség alatt, A köbös alumínium-oxidban lévő tetragonális metastabil csapadékok hirtelen monoklin részecskékké alakulnak, amelyek növelik törési szilárdságát azáltal, hogy összenyomó felületi rétegeket hoznak létre, amelyek a mátrixon belüli repedésekhez tapadnak..
A transzformációs edzettség a törési keményítés néven ismert jelenség, ahol az alumínium-oxid megnövekedett törési szilárdsága rövidebb repedéshosszt eredményez, kevesebb repedés tompulás, és javított kölcsönhatások a már meglévő mikrorepedéssel. Ez lehetővé teszi a kemény-a-kemény és a kemény-lágy csapágy kombinációkat, amelyeket a modern orvosi minőségű kerámiákban, például csípőprotézisekben használnak.. Továbbá, Az y-TZP néven ismert ittrium stabilizált cirkónium implantátumok védelmet nyújtanak az idő múlásával szemben.