産業用途向けの高度な靭性

ジルコニア強化アルミナ (ZTA) セラミックコンポーネントは、アルミナの硬度と強度とジルコニアの優れた破壊靱性を組み合わせて、産業用途に性能と寿命をもたらします。.

アルミナマトリックス内に埋め込まれた正方晶系ジルコニア微粒子の応力誘起変態により、優れた強度と靭性を備えた ZTA 材料が得られます。, さまざまな過酷な環境での使用に適しています.

靭性

ZTA 材料は、アルミナの硬度とジルコニアの靭性を組み合わせて、比類のない耐摩耗性と磨耗性を実現します。. この効果は、応力誘起変態強化によって可能になります。: ストレスがかかると, ジルコニア粒子は準安定な正方晶相から安定な単斜晶系に転移します。; この構造変化によって引き起こされる体積膨張は、アルミナマトリックス内の亀裂を閉じ、靱性を大幅に向上させるのに役立ちます。.

ZTA には、焼結中に核生成してアルミナ マトリックスとなるジルコニア小板が含まれています, 破壊靱性を高めながら破壊靱性と強度を向上させる, Y-TZP よりも高い曲げ強度と最大 2 倍の繰り返し疲労強度を備えた材料を作成します。. アルミナの靭性とジルコニアの強度を組み合わせることで、ZTA は耐損傷性を必要とする産業用途に最適な材料の選択肢となります。.

耐久性

ジルコニア強化アルミナ (ZTA) 優れた曲げ強度と圧縮強度を誇ります。, アルミナと同等の低熱膨張で耐摩耗性に優れています。.

ジルコニア強化アルミナは、応力誘起変態により正方晶系ジルコニア粒子を硬質アルミナマトリックスに添加することによって作成されます。, それらをその構造の中に閉じ込めながら、その変化を全体に広げるのではなく局所的な領域に制限する.

このメカニズムにより、アルミナ - ジルコニア複合材料は、化学吸着による吸水に対する耐性により、一体型ジルコニアよりもはるかに耐久性が高くなります。; モノリシックジルコニアは極性水分子を吸収する可能性があり、これが低温劣化を引き起こし、長期使用後に最終的には故障します。.

ZTA, 一方で, 構造的特徴と化学添加剤を通じて、この正方晶から単斜晶への変換を促進するように特別に設計されています。. CeramTec は、例として Biolox Delta ZTA を販売しています; この配合には、ジルコニア相内の強化メカニズムを促進するためにイットリアとアルミン酸ストロンチウムが含まれており、その結果、高温環境に耐えながらも低温劣化のリスクが少なくなります。.

耐食性

ZTA セラミックは、アルミナ製のセラミックに比べて優れた耐食性を備えているため、過酷な環境にさらされる機器で使用できます。. さらに, ZTA はより高い化学的安定性を提供しながら高温に耐えることができます.

ガービーら (1975) を追加することを実証しました 10-20% 不安定化ジルコニアはアルミナと比較して靭性を大幅に向上させることができます, 変態強化による. このプロセスは、細かく分散した正方晶準安定析出物が応力下で単斜晶ジルコニアに変化し、体積膨張を引き起こして亀裂を圧縮し、亀裂の伝播を遅らせたり停止させたりするときに発生します。.

このメカニズムは、変形による応力のメカニズムに似ています。; しかし, 相変化を引き起こすためには、応力場が十分に大きくなければなりません; ZTA 試験片の亀裂の場合、このエネルギーは破壊部位の曲げ応力から生じます。.

耐熱性

ジルコニア強化アルミナは非常に高い融点と耐食性を誇ります。, 頻繁に高温にさらされる機器に最適な素材です。. さらに, このバリアントは標準のアルミナよりも優れた耐摩擦性を備えています。, より高いレベルの運動エネルギーにさらされる機器の磨耗を軽減します.

ZTA セラミックは、正方晶系ジルコニア粒子のアルミナ マトリックスへの応力誘起変態によって作成されます。, 亀裂の伝播を防ぐ圧縮応力を内部に生成します。, 強度と靱性の両方を向上させながら、破損や亀裂のない耐熱衝撃性を提供します。. 優れた耐熱衝撃性を誇ります; 応力下でも破損や亀裂が生じることなく、急激な温度変化に耐えることができます。.

ジルコニア強化アルミナは、その膨大な特性により、複数の業界で多くの用途に使用されています。. 機械工学ではポンプのコンポーネントやシールに使用されます。; 熱安定性と強度を生かして半導体加工に利用されています。; 航空宇宙, 腐食や強力な化学物質に対する耐性があるため、自動車産業や電力産業ではエンジン部品として利用されています。; 歯科インプラントの高い曲げ強度にも耐えることができます!