Ընդլայնված ամրություն արդյունաբերական կիրառությունների համար

Ցիրկոնով խստացված կավահող (ZTA) կերամիկական բաղադրիչները համատեղում են ալյումինի կարծրությունն ու ամրությունը ցիրկոնիայի ճեղքման բարձր ամրության հետ՝ ապահովելով արդյունավետություն և երկարակեցություն արդյունաբերական կիրառությունների համար.

Ալյումինե մատրիցայի մեջ ներկառուցված ցիրկոնիայի նուրբ քառանկյուն մասնիկների սթրեսից առաջացած փոխակերպումը հանգեցնում է ZTA նյութերի բարձր ուժով և ամրությամբ:, հարմար է տարբեր կոշտ միջավայրերում օգտագործելու համար.

Կոշտություն

ZTA նյութերը համատեղում են ալյումինի կարծրությունը ցիրկոնիի ամրության հետ՝ մաշվածության և քայքայման նկատմամբ անզուգական դիմադրության համար. Այս էֆեկտը հնարավոր է դառնում սթրեսից առաջացած տրանսֆորմացիայի խստացման միջոցով: երբ սթրես է, Ցիրկոնիայի մասնիկները իրենց մետաստաբիլ քառանկյուն փուլից անցնում են կայուն մոնոկլինիկական ձևի; Այս կառուցվածքային փոփոխության հետևանքով առաջացած ծավալի ընդլայնումն օգնում է փակել ալյումինե մատրիցայի ցանկացած ճաքեր և զգալիորեն մեծացնել ամրությունը.

ZTA-ն պարունակում է ցիրկոնիումի թրոմբոցիտներ, որոնք սինթերման ընթացքում միջուկից վերածվում են ալյումինի մատրիցայի, բարելավելով կոտրվածքի ամրությունը և ամրությունը՝ միաժամանակ բարձրացնելով կոտրվածքի ամրությունը, ստեղծելով նյութ, որն ունի ավելի մեծ ճկման ուժ, քան Y-TZP-ը և մինչև երկու անգամ դրա ցիկլային հոգնածության ուժը. Կավահողից ստացված ամրության այս համադրությունը, որը զուգորդվում է ցիրկոնի ամրության հետ, ZTA-ն դարձնում է նյութի հիանալի ընտրություն արդյունաբերական կիրառությունների համար, որոնք պահանջում են վնասների դիմադրություն:.

Երկարակեցություն

Ցիրկոնով խստացված կավահող (ZTA) պարծենում է ճկման և սեղմման ակնառու ուժերով, ցածր ջերմային ընդլայնմամբ, որը համարժեք է կավահողին և մաշվածության դիմադրության ակնառու հատկություններով.

Ցիրկոնով խստացված կավահողն ստեղծվում է ցիրկոնային եռանկյունաձև հատիկներ ավելացնելով` սթրեսից առաջացած փոխակերպման միջոցով կոշտ ալյումինի մատրիցին, դրանք ներառելով իր կառուցվածքի մեջ՝ միաժամանակ սահմանափակելով դրանց փոխակերպումը տեղական տարածքներում՝ տարածվելու փոխարեն.

Այս մեխանիզմը ալյումինա-ցիրկոնիային կոմպոզիտները դարձնում է շատ ավելի դիմացկուն, քան մոնոլիտ ցիրկոնիան՝ շնորհիվ քիմիական կլանման միջոցով ջրի կլանման դիմադրության:; մոնոլիտ ցիրկոնիան կարող է կլանել բևեռային ջրի մոլեկուլները, որոնք հանգեցնում են ցածր ջերմաստիճանի դեգրադացիայի և ի վերջո քայքայվում երկարատև օգտագործումից հետո:.

ZTA, մյուս կողմից, հատուկ նախագծված է՝ հեշտացնելու այս քառանկյունից մոնոկլինիկ փոխակերպումը կառուցվածքային առանձնահատկությունների և քիմիական հավելումների միջոցով. CeramTec-ը որպես օրինակ ներկայացնում է Biolox Delta ZTA-ն; այս բաղադրությունը պարունակում է իտրիա և ստրոնցիումի ալյումին՝ իր ցիրկոնային փուլում ամրացման մեխանիզմները հեշտացնելու համար և, հետևաբար, ցածր ջերմաստիճանի քայքայման ավելի քիչ ռիսկ ունի՝ դիմակայելով բարձր ջերմաստիճանի միջավայրերին:.

Կոռոզիայից դիմադրություն

ZTA կերամիկան առաջարկում է բարձր կոռոզիոն դիմադրություն իրենց կավահողից և, հետևաբար, կարող է օգտագործվել կոշտ միջավայրում գտնվող սարքավորումներում:. Ավելին, ZTA-ն կարող է դիմակայել ավելի բարձր ջերմաստիճաններին՝ միաժամանակ ապահովելով ավելի մեծ քիմիական կայունություն.

Գարվի և այլք (1975) ցույց տվեց, որ ավելացնելով 10-20% անկայուն ցիրկոնիան կարող է մեծապես բարձրացնել ամրությունը՝ համեմատած ալյումինի հետ, փոխակերպման խստացման միջոցով. Այս գործընթացը տեղի է ունենում, երբ նուրբ ցրված քառանկյուն մետակայուն նստվածքները սթրեսի տակ վերածվում են մոնոկլինիկ ցիրկոնիի՝ առաջացնելով ծավալի ընդլայնում, որը սեղմում է ճաքերը և դանդաղեցնում կամ դադարեցնում դրանց տարածումը։.

Այս մեխանիզմը նման է դեֆորմացիայի հետևանքով առաջացած լարումների մեխանիզմին; սակայն, փուլային փոփոխություններ առաջացնելու համար սթրեսային դաշտը պետք է բավականաչափ մեծ լինի; ZTA նմուշների ճաքերի համար այս էներգիան առաջանում է կոտրվածքների վայրերում ճկման լարումներից.

Ջերմային դիմադրություն

Zirconia Toughened Alumina-ն ունի բացառիկ բարձր հալման կետ և կոռոզիոն դիմադրություն, դարձնելով այն իդեալական նյութ սարքավորումների համար, որոնք հաճախ ենթարկվում են բարձր ջերմաստիճանի. Ավելին, այս տարբերակն ունի ավելի մեծ շփման դիմադրություն, քան ստանդարտ կավահողին, օգնում է նվազեցնել կինետիկ էներգիայի ավելի բարձր մակարդակների ազդեցության տակ գտնվող սարքավորումների մաշվածությունը.

ZTA կերամիկա ստեղծվում է սթրեսից առաջացած քառանկյուն ցիրկոնի մասնիկների փոխակերպման միջոցով ալյումինե մատրիցայի, ստեղծելով դրանց ներսում սեղմող լարումներ, որոնք կանխում են ճաքերի տարածումը, բարձրացնելով և՛ ուժը, և՛ ամրությունը՝ միաժամանակ ապահովելով ջերմային ցնցումների դիմադրություն առանց կոտրվածքների կամ ճաքերի. Նրանք պարծենում են գերազանց ջերմային ցնցումների դիմադրությամբ; դիմադրում է ջերմաստիճանի արագ փոփոխություններին՝ առանց ճաքերի կամ ճաքերի սթրեսի ժամանակ.

Ցիրկոնիայով ամրացված կավահողն ունի բազմաթիվ կիրառումներ բազմաթիվ ոլորտներում՝ շնորհիվ իր հսկայական հատկությունների. Մեքենաշինությունն այն օգտագործում է պոմպի բաղադրիչների և կնիքների համար; Կիսահաղորդչային վերամշակումն այն օգտագործում է իր ջերմային կայունության և ուժի շնորհիվ; օդատիեզերական, Ավտոմոբիլային և էներգետիկ արդյունաբերություններն այն օգտագործում են որպես շարժիչի մասեր՝ կոռոզիայից և դաժան քիմիական նյութերի դեմ դիմադրության պատճառով; այն կարող է դիմակայել նույնիսկ ատամնաբուժական իմպլանտների ճկման բարձր ամրությանը!