ცირკონიით გამაგრებულმა ალუმინამ დაამტკიცა თავისი უმაღლესი მექანიკური თვისებები მონოლითურ ცირკონიასთან შედარებით, მოტეხილობის სიმტკიცე და მოქნილობის სიძლიერის ჩათვლით. ZTA-ს სტაბილურობა გამომდინარეობს მისი მატრიცის ფაზიდან, რომელიც იცავს და ზღუდავს ტეტრაგონალური ცირკონიის მარცვლების ტრანსფორმაციას, ეხმარება მას გაუძლოს დეგრადაციას in-vivo ჰიდროთერმული პირობებში.
მოქნილობის სიძლიერე
ალუმინის კერამიკაში ცირკონიის დამატებით, იქმნება ცირკონიით გამაგრებული ალუმინა. ამ მასალას აქვს მაღალი მოქნილობის სიმტკიცე და მექანიკური გამძლეობა ისეთ სიტუაციებში, რომლებიც ამას მოითხოვს, და ასევე ეწინააღმდეგება ქიმიურ კოროზიას, ისევე როგორც სხეულის სითხეების ზემოქმედებას.
ცირკონიით გამაგრებული ალუმინას შეუძლია გაუძლოს ტემპერატურის სწრაფ ცვალებადობას მისი ცირკონიის ნაწილაკების გამო, რომლებიც დაფანტულია ალუმინის მატრიცაში, შთანთქავს თერმულ ენერგიას და ქმნის კომპრესიულ სტრესს ბზარების თავიდან ასაცილებლად., ხდის მას გამოსაყენებლად სხვადასხვა სამრეწველო აპლიკაციებში, როგორიცაა ღუმელის კომპონენტები და ორთქლის ტურბინის ძრავები.
ეს კომპოზიციური კერამიკა აერთიანებს ალუმინის და ცირკონიის შთამბეჭდავ თვისებებს, რათა უზრუნველყოს დამატებითი სიმტკიცე და თერმული შოკის წინააღმდეგობა., უმაღლესი სიმტკიცით, მოქნილობის სიმტკიცე, მოტეხილობის სიმტკიცე და აცვიათ წინააღმდეგობა, რომელიც აღემატება 99% სუფთა ალუმინა სიხისტის თვალსაზრისით, სიმტკიცე და აცვიათ წინააღმდეგობა.
მოტეხილობის სიმტკიცე
ცირკონია აძლიერებს ალუმინის კერამიკის მოტეხილობის სიმტკიცეს ტრანსფორმაციის გამკაცრების გზით. როცა მოხვდა, მეტასტაბილური იტრიუმით სტაბილიზირებული ცირკონია გარდაიქმნება მონოკლინიკურ კრისტალურ სტრუქტურებად, რომლებიც წარმოქმნიან კომპრესიულ სტრესს, რომელიც ხელს უშლის ბზარის გამრავლებას.
ცირკონიით გამაგრებული ალუმინა იდეალური მასალაა საჭრელი ხელსაწყოების შესაქმნელად მისი სიხისტის გამო, თერმული სტაბილურობა და წინააღმდეგობა ხახუნის მიმართ. უფრო მეტიც, მისი უმაღლესი მექანიკური თვისებები მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს მის გამძლეობასა და საიმედოობას.
გელკასტინგის საშუალებით წარმოებულ ZTA-ს აქვს მოქნილობის სიძლიერის განსაკუთრებული კომბინაცია, მოტეხილობის სიმტკიცე, ბიოთავსებადობა და სითბოს/კოროზიის წინააღმდეგობა, რაც მას შესაფერისს ხდის ბარძაყის ჩანაცვლების ქირურგიისთვის. გელკასტინგის პროცესების მეშვეობით, ასევე შესაძლებელია მისი სიხისტე-გატეხვის სიმტკიცე-მოხრის სიძლიერის პარამეტრების მორგება ხსნარის მყარი დატვირთვის დონის შეცვლით., ყალიბის სისქის ან აგლომერაციის ტემპერატურის პარამეტრები მაქსიმალური შედეგების მისაღწევად.
სტრესი-დაძაბულობის მრუდები
ცირკონიით გამაგრებული ალუმინის მასალა გამოირჩევა უმაღლესი სიძლიერით და აცვიათ წინააღმდეგობით, ასევე განსაკუთრებული სიხისტე მძიმე ტვირთის გადასატანად წნევის ქვეშ დეფორმაციის გარეშე. უფრო მეტიც, მას აქვს შესანიშნავი თერმული შოკის წინააღმდეგობა, რაც საშუალებას აძლევს მას მოითმინოს ტემპერატურის უეცარი რყევები დეგრადაციის გარეშე..
ცირკონიის შემცველობა გარკვეულ ზღვარზე მაღლა ზრდის დაბერების დეგრადაციას აგლომერაციის შემდეგ გაგრილების დროს წარმოქმნილი მიკრობზარების მეშვეობით, რომლებიც მოქმედებს როგორც შეღავათიანი გზები წყლის შეღწევისთვის კერამიკულ მასალაში., გაგრილების დროს წარმოიქმნება მიკრობზარები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც შეღავათიანი გზები მისი შესვლისა და მასში გავრცელებისთვის. პირიქით, როდესაც ამ ზღურბლზე ქვემოთ ცირკონიის ნაწილაკები განიცდიან სტრესით გამოწვეულ ტრანსფორმაციას ტეტრაგონალური ფაზიდან მონოკლინიკურ ფაზაში, რაც ამცირებს დაბერების დეგრადაციას.
დაჭიმვის სიძლიერე
ცირკონიით გამაგრებული ალუმინა არის მყარი და გამძლე მასალა, შესანიშნავი აცვიათ წინააღმდეგობის და თერმული სტაბილურობის თვისებებით, ხდის მას შესაფერისი კომპონენტებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ გაგრილებას. დამატებით, თერმულად მდგრადი ზედაპირები, როგორიცაა ეს უზრუნველყოფს თერმული კონტროლის, ასევე ხახუნის წინააღმდეგობას, რაც მათ იდეალურ მატერიალურ არჩევანს ხდის.
სტრესის ქვეშ, ZTA გადის ფაზურ ტრანსფორმაციას ტეტრაგონალურიდან მონოკლინიკამდე, რაც ხელს უშლის ბზარის გამრავლებას და ზრდის მოტეხილობის სიმტკიცეს, მაგრამ ზოგიერთი კვლევა მიუთითებს, რომ არასტაბილიზირებული ცირკონიის გაზრდა იწვევს ჭიმვის სიძლიერის შემცირებას.
ZTA კერამიკა ჩვეულებრივ შეიცავს 10%-20% ცირკონია, რაც საშუალებას იძლევა მისი მორგება სპეციალურად თითოეული აპლიკაციისთვის. ZTA არის ბიოთავსებადი, ტემპერატურის რეზისტენტული, კოროზიისადმი მდგრადი, საკმარისად მკაცრი, რათა გაუძლოს ზეწოლას, სუფთა ცირკონიის კერამიკის იაფი ალტერნატივა და შეუძლია გაუძლოს მაღალ ტემპერატურას დეგრადაციის გარეშე. სარქვლის ლუქის მწარმოებლები ჩვეულებრივ ირჩევენ მას კოროზიის წინააღმდეგობისა და წნევის შენარჩუნების შესაძლებლობების გამო. – ყველა თვისება იდეალურია სარქვლის დალუქვის გამოყენებისთვის.
ზემოქმედების სიძლიერე
ცირკონიით გამაგრებული ალუმინა არის მაღალი კოროზიისადმი მდგრადი და აქვს განსაკუთრებული მექანიკური ძალა, რაც მათ შესაფერისს ხდის აპლიკაციებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ სიმტკიცეს და სიმტკიცეს ერთდროულად. უფრო მეტიც, ZTA გთავაზობთ ხარჯების დაზოგვას სუფთა ცირკონიის კერამიკაზე.
ალუმინისა და ცირკონიის შერწყმა ქმნის კერამიკას უფრო მაღალი მოქნილობის სიმტკიცით, მოტეხილობის სიმტკიცე, და აცვიათ წინააღმდეგობა, ვიდრე სუფთა ალუმინის. მას შეუძლია გაუძლოს უფრო მაღალ დატვირთვას და ზემოქმედებას და ხშირად გამოიყენება სტანდარტული ალუმინის განახლების სახით დიზაინებში, რომლებიც საჭიროებენ დამატებით ფუნქციებს..
ტრანსფორმაციის გამკაცრება განაპირობებს ამ გაზრდილ ძალას; სტრესის პირობებში, ცირკონიის ნაწილაკები იცვლება ტეტრაგონულიდან მონოკლინიკის ფორმამდე და ფართოვდება, შეკუმშავს ბზარებს ალუმინის მატრიცაში და ამით იწვევს უფრო მაღალ მოქნილობას, ვიდრე YSZ (ფიგურები 6c და d).
კოროზიის წინააღმდეგობა
ZTA კერამიკის ალუმინისა და ცირკონიის კომბინაცია უზრუნველყოფს კოროზიის წინააღმდეგობას სუფთასთან შედარებით 99% მარტო ალუმინის მასალები, და აქვს უმაღლესი სიმტკიცე, მოტეხილობის სიმტკიცე, მოქნილობის სიმტკიცე, და სიხისტის თვისებები, ვიდრე მისი კონკურენტები.
ZTA გამოირჩევა ცვეთასა და აბრაზიასთან მიმართებაში და ქიმიურ თავსებადობას, რაც მას იდეალურს ხდის სამრეწველო აპლიკაციებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ მაღალ მექანიკურ გამძლეობას. უფრო მეტიც, მასალების კომბინაციით გამოირჩევა შესანიშნავი თერმული შოკის წინააღმდეგობა, რაც იძლევა ტემპერატურის სწრაფ ცვლილებას დაბზარვისა და გატეხვის გარეშე.
ალუმინის მატრიქსში დამატებული ცირკონიის ნაწილაკები ზრდის მის მოტეხილობის სიმტკიცეს ტრანსფორმაციის გამკაცრების გზით, ეფექტი, რომელიც გამოწვეულია ცირკონიის ნაწილაკების სტრესით, რომლებიც იცვლება ტეტრაგონალურიდან მონოკლინიკურ კრისტალურ სტრუქტურამდე კომპრესიული სტრესის ზემოქმედებისას, წარმოქმნის კომპრესიულ დაძაბულობას, რომელიც აფერხებს ბზარის გავრცელებას და მნიშვნელოვნად ზრდის მის მოტეხილობის სიმტკიცეს.
თერმული შოკის წინააღმდეგობა
ცირკონიით გამაგრებული ალუმინა არის მოწინავე კერამიკა, რომელიც აერთიანებს ალუმინს და ცირკონიას. ZTA-ს შესაქმნელად, ცირკონია შეჰყავთ ალუმინის მთავარ მატრიცაში შედუღებამდე დამატებითი სიმტკიცისთვის და თერმული შოკის წინააღმდეგობისთვის ტრადიციულ ალუმინის კერამიკაზე.; უფრო მეტიც, იგი ამაყობს უფრო მაღალი სიმტკიცე, მოქნილობის სიმტკიცე, და სიმკვრივე, ვიდრე მისი ანალოგი.
ZTA გამკაცრების მექანიზმი მოიცავს სტრესით გამოწვეულ ფაზურ ტრანსფორმაციას ტეტრაგონალურიდან მონოკლინიკური ცირკონიის ნაწილაკების კრისტალურ სტრუქტურებამდე, იზრდება მოტეხილობის სიმტკიცე და იცავს მას თერმული დარტყმისა და მექანიკური აბრაზიისაგან. ცირკონიით გამაგრებული ალუმინა არის უაღრესად ბიოთავსებადი და სწრაფად არ კოროზირდება, რაც მას იდეალურს ხდის სარქვლის დალუქვისთვის. უფრო მეტიც, მისი მაღალი მოქნილობის ძალა საშუალებას აძლევს მას ეფექტურად გაუძლოს სხეულის წნევას.