გაფართოებული სიმტკიცე სამრეწველო აპლიკაციებისთვის

ცირკონიით გამაგრებული ალუმინა (ZTA) კერამიკული კომპონენტები აერთიანებს ალუმინის სიმტკიცეს და სიმტკიცეს ცირკონიის მსხვრევადობის მაღალ სიმტკიცესთან, რათა უზრუნველყოს შესრულება და ხანგრძლივობა სამრეწველო გამოყენებისთვის.

ალუმინის მატრიცაში ჩასმული წვრილი ტეტრაგონალური ცირკონიის ნაწილაკების სტრესით გამოწვეული ტრანსფორმაცია იწვევს ZTA მასალებს უმაღლესი სიმტკიცით და გამძლეობით., შესაფერისია სხვადასხვა მკაცრ გარემოში გამოსაყენებლად.

სიმტკიცე

ZTA მასალები აერთიანებს ალუმინის სიმტკიცეს ცირკონიის სიმტკიცესთან ცვეთასა და აბრაზიას შეუდარებელი წინააღმდეგობისთვის.. ეს ეფექტი შესაძლებელი ხდება სტრესით გამოწვეული ტრანსფორმაციის გამკაცრებით: სტრესის დროს, ცირკონიის ნაწილაკები მათი მეტასტაბილური ტეტრაგონალური ფაზიდან სტაბილურ მონოკლინიკურ ფორმაში გადადის; ამ სტრუქტურული ცვლილებით გამოწვეული მოცულობის გაფართოება ხელს უწყობს ალუმინის მატრიცის ნებისმიერი ბზარის დახურვას და მნიშვნელოვნად გაზრდის სიმტკიცეს.

ZTA შეიცავს ცირკონიის თრომბოციტებს, რომლებიც ალუმინის მატრიცაში ბირთვს ქმნიან აგლომერაციის დროს, აუმჯობესებს მოტეხილობის სიმტკიცეს და სიმტკიცეს, ხოლო მოტეხილობის გამძლეობის გაზრდას, მასალის შექმნა უფრო დიდი მოქნილობის სიმტკიცით, ვიდრე Y-TZP და ორჯერ მეტია მისი ციკლური დაღლილობის სიძლიერით. ალუმინის გამძლეობის ეს კომბინაცია ცირკონიის სიძლიერესთან ერთად ხდის ZTA-ს მასალის შესანიშნავ არჩევანს სამრეწველო აპლიკაციებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ დაზიანების წინააღმდეგობას..

გამძლეობა

ცირკონიით გამაგრებული ალუმინა (ZTA) გამოირჩევა მოქნილობისა და კომპრესიული სიძლიერით, დაბალი თერმული გაფართოებით, რომელიც ექვივალენტურია ალუმინისა და გამორჩეული ცვეთის წინააღმდეგობის თვისებებით.

ცირკონიით გამაგრებული ალუმინი იქმნება ტეტრაგონალური ცირკონიის მარცვლების დამატებით სტრესით გამოწვეული ტრანსფორმაციის გზით ალუმინის ხისტ მატრიცაში., მათი შერწყმა თავის სტრუქტურაში, ხოლო მათი ტრანსფორმაციის შეზღუდვა ადგილობრივ ტერიტორიებზე გავრცელების ნაცვლად.

ეს მექანიზმი ალუმინა-ცირკონიის კომპოზიტებს ბევრად უფრო გამძლეს ხდის, ვიდრე მონოლითური ცირკონია, მათი გამძლეობით წყლის შთანთქმის მიმართ ქიმიური შეწოვის გზით.; მონოლითურ ცირკონიას შეუძლია წყლის პოლარული მოლეკულების შთანთქმა, რაც იწვევს დაბალი ტემპერატურის დეგრადაციას და საბოლოოდ დაშლას ხანგრძლივი გამოყენების შემდეგ.

ZTA, მეორე მხრივ, სპეციალურად შექმნილია ამ ტეტრაგონალიდან მონოკლინიკამდე ტრანსფორმაციის გასაადვილებლად სტრუქტურული მახასიათებლებისა და ქიმიური დანამატების მეშვეობით. მაგალითად, CeramTec ყიდის Biolox Delta ZTA-ს; ეს ფორმულირება შეიცავს იტრიას და სტრონციუმის ალუმინატს, რათა ხელი შეუწყოს გამაგრების მექანიზმებს მის ცირკონიის ფაზაში და, შესაბამისად, აქვს დაბალი ტემპერატურის დეგრადაციის რისკი მაღალი ტემპერატურის პირობებში..

კოროზიის წინააღმდეგობა

ZTA კერამიკა გვთავაზობს კოროზიის წინააღმდეგობას ალუმინის კოლეგებთან შედარებით და, შესაბამისად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას მკაცრ გარემოში დაქვემდებარებულ აღჭურვილობაში.. უფრო მეტიც, ZTA-ს შეუძლია გაუძლოს მაღალ ტემპერატურას, ხოლო უფრო მეტ ქიმიურ სტაბილურობას.

გარვი და სხვ (1975) აჩვენა, რომ დამატება 10-20% არასტაბილიზებულ ცირკონიას შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს სიმტკიცე ალუმინისთან შედარებით, ტრანსფორმაციის გამკაცრების გზით. ეს პროცესი ხდება მაშინ, როდესაც წვრილად გაფანტული ტეტრაგონალური მეტასტაბილური ნალექები სტრესის ქვეშ გადაიქცევა მონოკლინიკურ ცირკონიად, რაც იწვევს მოცულობის გაფართოებას, რაც შეკუმშავს ბზარებს და ანელებს ან აჩერებს მათ გამრავლებას..

ეს მექანიზმი წააგავს დეფორმაციით გამოწვეულ სტრესებს; თუმცა, ფაზური ცვლილებების გამოწვევის მიზნით, სტრესის ველი საკმარისად დიდი უნდა იყოს; ZTA ნიმუშების ბზარებისთვის ეს ენერგია მოტეხილობის ადგილებზე მოღუნვის სტრესისგან მოდის.

სითბოს წინააღმდეგობა

ცირკონიით გამაგრებული ალუმინა გამოირჩევა დნობის უკიდურესად მაღალი წერტილით და კოროზიის წინააღმდეგობით, რაც მას იდეალურ მასალად აქცევს აღჭურვილობისთვის, რომელიც ხშირად ექვემდებარება მაღალ ტემპერატურას. უფრო მეტიც, ამ ვარიანტს აქვს უფრო დიდი ხახუნის წინააღმდეგობა, ვიდრე სტანდარტული ალუმინის, ხელს უწყობს ცვეთა და ცვეთას შემცირებას კინეტიკური ენერგიის მაღალ დონეებზე დაქვემდებარებულ აღჭურვილობაზე.

ZTA კერამიკა იქმნება ტეტრაგონალური ცირკონიის ნაწილაკების სტრესით გამოწვეული ალუმინის მატრიცად გარდაქმნის გზით., მათში კომპრესიული დაძაბულობის შექმნა, რაც ხელს უშლის ბზარის გამრავლებას, ზრდის როგორც სიმტკიცეს, ასევე სიმტკიცეს, ხოლო უზრუნველყოფს თერმული შოკის წინააღმდეგობას მოტეხილობის ან ბზარების გარეშე. ისინი ამაყობენ შესანიშნავი თერმული შოკის წინააღმდეგობით; ტემპერატურის სწრაფ ცვლილებებს გაუძლოს მოტეხილობის ან სტრესის დროს ბზარების გარეშე.

ცირკონიით გამყარებული ალუმინას აქვს მრავალი გამოყენება მრავალ ინდუსტრიაში, მისი ფართო თვისებების გამო. მანქანათმშენებლობა მას იყენებს ტუმბოს კომპონენტებისა და ბეჭდებისთვის; ნახევარგამტარული დამუშავება იყენებს მას თერმული სტაბილურობისა და სიმტკიცის გამო; აერონავტიკა, საავტომობილო და ენერგეტიკული მრეწველობა იყენებს მას როგორც ძრავის ნაწილებს კოროზიისა და მკაცრი ქიმიკატების მიმართ გამძლეობის გამო.; მას შეუძლია გაუძლოს დენტალური იმპლანტაციის მაღალ მოქნილობას!