ジルコニア強化アルミナ – 優れた産業を実現するための強化された強度

ジルコニア強化アルミナ (ZTA) 優れたセラミックです, アルミナマトリックス中に分散されたイットリア安定化ジルコニア粒子による高い靭性と耐破壊性が特徴です。.

この材料は、亀裂や破損を起こすことなく、急激な温度変化に耐えることができます。, 化学的腐食に強く、優れた耐熱衝撃性を備えています。.

優れた耐食性

ZTA セラミックは、強度と価値の理想的なバランスを提供します。, アルミナ製品よりも強度があり、純粋なジルコニアよりも安価です. それらの機械的特性 – 破壊靱性, 曲げ強度と硬度、および耐熱衝撃性 – 切断砥石などの工業用工具の製造に適したものにする.

ZTA はイットリア安定化ジルコニアの添加により優れた特性を実現します (YSZ) アルミナマトリックス内の粒子. 全体に均一に分散させると, YSZ は、両方の要素の硬度-破壊靱性と引張強さの両方を最適化し、優れた耐摩耗性を実現します。, 室温での化学的不活性および高温硬度/破断強度特性を備えた優れたセラミック材料.

ZTA製品’ 機械的特性は、粉末を製造するための処理ルートに大きく依存します。, 熱処理も含めて, 焼成方法, 乾燥技術と焼結プロセス、および製造中に添加される添加剤によるカスタマイズされた成形. これらすべての要素が強度に即時に影響します, 弾性と硬度の特性.

優れた耐熱衝撃性

ZTA セラミックは優れた耐熱衝撃性を提供します, 高レベルの強度が要求される航空宇宙用途に最適です。, 靭性, 化学的不活性性. アルミナマトリックス内に均一に分散すると、YSZ を最適化できます。. 当社が提供するそのような変態強化ジルコニアアルミナセラミックの 1 つは、人工股関節置換術などの整形外科の耐荷重コンポーネントに使用されている BIOLOX デルタです。.

YSZ の準安定正方晶構造から単斜晶構造への応力誘起変態により、亀裂の伝播に対抗する体積膨張とせん断ひずみが生成されます。, 破壊靱性を向上させながら、同時に曲げ強度を向上させます。. このようなアルミナ-YSZ変態強化セラミックの性能は、加工条件および焼結プロセスにおける構成酸化物の化学量論に依存します。.

焼結条件の制御が不十分な場合、曲げ強度が低くなり、アルミナ-YSZ マトリックスの均一性が低下する可能性があります。, 空気の閉じ込めまたは粒子の凝集が原因である可能性があります. イットリアや酸化マグネシウムなどの添加剤を加えることにより, 正方晶から単斜晶への変態温度を下げ、ジルコニアの焼結特性を高めることができる可能性があります。.

優れた耐摩耗性

ZTAは耐熱衝撃性と耐食性の点で優れているだけではありません, だけでなく、正方晶系単斜晶系の相変態を包み込むメカニズムにより、耐摩耗性にも優れています。. さらに, in vitro 研究により、ZTA コンポーネントは水熱分解を受けにくいことが明らかになりました。 – 人工股関節置換大腿骨頭とカップセラミックにおいて重要な意味を持つもの (CeramTec社製BIOLOXデルタなど).

アルミナ - ジルコニア複合材料で作られた ZTA コンポーネントに対して実行された模擬摩耗テストでは、耐摩耗性の点で優れた結果が得られました。, 曲げ強さと硬さ. 股関節シミュレーターで複数のサイクルにさらされた ZTA サンプルは、モノリシックジルコニアコンポーネントよりも大幅に低い表面粗さで最小限の劣化を示しました。.

ZTA コンポーネントは、自動車製造における要求の厳しい用途に適していることが証明されています (熱間および冷間成形工具, 缶蓋ローラーとキャプスタン); エネルギー産業 (ベアリング, オリフィスインサートとボルテックスファインダー); 食品加工 (ポンプ部品の均質化); そしてエネルギー産業. 機械的特性は多くの変数に依存します: 粉末の調製に使用される調製ルート; 焼成時の乾燥方法; 焼結技術の際に採用された成形技術; カスタマイズされた成形; 添加剤の有無や粒度分布など.

優れた強度

ZTA セラミックスは、応力誘起変態を利用してジルコニアをアルミナマトリックスに統合します。, 時間の経過とともに強度と耐久性が向上. これにより、ZTA は靭性を必要とする産業用途に最適なセラミックソリューションになります。, 高い耐食性, 熱衝撃耐性と熱衝撃耐性.

負担がかかっている, 立方晶アルミナ中の正方晶系準安定析出物は、単斜晶系粒子に急激に変化し、マトリックス内の亀裂に付着する圧縮表面層を生成して破壊靱性を高めます。.

変態強化は破壊強化として知られる現象です, アルミナの破壊靱性が増加すると、亀裂の長さが短くなります。, 亀裂の鈍化が少ない, 既存の微小亀裂との相互作用の改善. これにより、人工股関節置換術などの最新の医療グレードのセラミックで使用される、ハード対ハードおよびハード対ソフトのベアリングの組み合わせが可能になります。. さらに, y-TZP として知られるイットリウム安定化ジルコニアインプラントは、長期にわたる摩耗から保護します。.