ცირკონიით გამაგრებული ალუმინა – გაძლიერებული ძალა სამრეწველო ბრწყინვალებისთვის

ცირკონიით გამაგრებული ალუმინა (ZTA) არის განსაკუთრებული კერამიკა, გამოირჩევა მაღალი სიმტკიცით და მოტეხილობის წინააღმდეგობით იტრიით სტაბილიზირებული ცირკონიის ნაწილაკების გამო, რომლებიც დაშლილია ალუმინის მატრიცაში.

ამ მასალას შეუძლია გაუძლოს ტემპერატურის სწრაფ ცვლილებებს დაბზარვის ან გატეხვის გარეშე, ეწინააღმდეგება ქიმიურ კოროზიას და უზრუნველყოფს შესანიშნავი თერმული შოკის წინააღმდეგობას.

შესანიშნავი კოროზიის წინააღმდეგობა

ZTA კერამიკა გთავაზობთ იდეალურ ბალანსს ძალასა და ღირებულებას შორის, უფრო ძლიერია ვიდრე ალუმინის პროდუქტები, მაგრამ ნაკლებად ძვირი ვიდრე სუფთა ცირკონია. მათი მექანიკური თვისებები – მოტეხილობის სიმტკიცე, მოქნილობის სიმტკიცე და სიმტკიცე, ასევე თერმული შოკის წინააღმდეგობა – გახადეთ ისინი შესაფერისი სამრეწველო იარაღების დასამზადებლად, როგორიცაა საჭრელი ბორბლები.

ZTA აღწევს თავის უმაღლეს თვისებებს იტრიით სტაბილიზირებული ცირკონიის დამატებით (YSZ) ნაწილაკები ალუმინის მატრიცაში. როდესაც თანაბრად ნაწილდება მთელს, YSZ ეხმარება ოპტიმიზაციას ორივე ელემენტის სიხისტე-გატეხვის სიმტკიცე და დაჭიმვის სიმტკიცე, რაც იწვევს აცვიათ განსაკუთრებულ წინააღმდეგობას, ქიმიური ინერტულობა ოთახის ტემპერატურაზე და ცხელი სიხისტე/აღწევის სიძლიერის თვისებები განსაკუთრებული კერამიკული მასალისთვის.

ZTA პროდუქტები’ მექანიკური თვისებები დიდად არის დამოკიდებული მათი დამუშავების მარშრუტებზე ფხვნილების წარმოებისთვის, სითბოს პროცედურების ჩათვლით, კალცინაციის მეთოდები, გაშრობის ტექნიკა და აგლომერაციის პროცესები, ასევე მორგებული ფორმირება დანამატებით წარმოების დროს. ყველა ეს ფაქტორი მყისიერად მოქმედებს მათ სიძლიერეზე, ელასტიურობის და სიხისტის თვისებები.

შესანიშნავი თერმული შოკის წინააღმდეგობა

ZTA კერამიკა გთავაზობთ შესანიშნავი თერმული შოკის წინააღმდეგობას, რაც მათ შესანიშნავ არჩევანს აქცევს საჰაერო კოსმოსური აპლიკაციებისთვის, რომლებიც მოითხოვენ სიძლიერის მაღალ დონეს, სიმტკიცე, და ქიმიური ინერტულობა. ალუმინის მატრიცაში თანაბრად გაფანტვისას YSZ შეიძლება ოპტიმიზირებული იყოს. ერთ-ერთი ასეთი ტრანსფორმაციით გამყარებული ცირკონია-ალუმინის კერამიკა, რომელსაც ჩვენ ვთავაზობთ, არის BIOLOX დელტა, რომელიც გამოიყენება ორთოპედიის ტვირთამწე კომპონენტებისთვის, როგორიცაა ბარძაყის ჩანაცვლება..

სტრესით გამოწვეული ტრანსფორმაცია YSZ-ის მეტასტაბილური ტეტრაგონალურიდან მონოკლინიკურ სტრუქტურამდე წარმოქმნის მოცულობის გაფართოებას და ათვლის დაძაბულობას, რომელიც ეწინააღმდეგება ბზარის გამრავლებას., იზრდება მოტეხილობის სიმტკიცე, ხოლო ერთდროულად აუმჯობესებს მოქნილობის სიმტკიცეს. ასეთი ალუმინის-YSZ ტრანსფორმაციით გამყარებული კერამიკის მოქმედება დამოკიდებულია დამუშავების პირობებზე, ისევე როგორც შემადგენელი ოქსიდების მის სტექიომეტრიაზე აგლომერაციის პროცესში..

ცუდად კონტროლირებადი აგლომერაციის პირობებმა შეიძლება გამოიწვიოს დაბალი მოქნილობის სიმტკიცე და ალუმინის-YSZ მატრიცის ცუდი ერთგვაროვნება, პოტენციურად ჰაერის ჩაკეტვის ან ნაწილაკების აგლომერაციის გამო. დანამატების დამატებით, როგორიცაა იტრია ან მაგნიუმის ოქსიდები, შეიძლება შემცირდეს ტეტრაგონალური ტრანსფორმაციის ტემპერატურა მონოკლინიკამდე და გააძლიეროს ცირკონიის აგლომერაციის თვისებები.

შესანიშნავი აცვიათ წინააღმდეგობა

ZTA არა მხოლოდ გამოირჩევა თერმული შოკის წინააღმდეგობის და კოროზიის წინააღმდეგობის თვალსაზრისით, მაგრამ ასევე ძალიან მდგრადია აცვიათ ტეტრაგონალურ-მონკლინიკური ფაზის ტრანსფორმაციის გარსის მექანიზმის გამო. უფრო მეტიც, in vitro კვლევებმა აჩვენა, რომ ZTA კომპონენტები ნაკლებად არიან მიდრეკილნი ჰიდროთერმული დეგრადაციისკენ – რაღაც მნიშვნელოვანი თეძოს ჩანაცვლებითი ბარძაყის თავისა და თასის კერამიკაში (როგორიცაა CeramTec-ის მიერ წარმოებული BIOLOX delta).

ალუმინის-ცირკონიის კომპოზიტური მასალებისგან დამზადებულ ZTA კომპონენტებზე ჩატარებულმა ცვეთის სიმულირებულმა ტესტებმა გამოიღო შთამბეჭდავი შედეგები აცვიათ წინააღმდეგობის თვალსაზრისით., მოქნილობის სიმტკიცე და სიმტკიცე. ბარძაყის სიმულატორში რამდენიმე ციკლის ზემოქმედების ქვეშ მყოფმა ZTA ნიმუშებმა აჩვენეს მინიმალური დეგრადაცია ზედაპირის მნიშვნელოვნად დაბალი უხეშობით, ვიდრე მონოლითური ცირკონიის კომპონენტები.

ZTA კომპონენტები აღმოჩნდა შესაფერისი საავტომობილო წარმოებაში მომთხოვნი აპლიკაციებისთვის (ცხელი და ცივი ფორმირების ხელსაწყოები, ქილა-დახურვის ლილვაკები და კაფსტანები); ენერგეტიკული ინდუსტრია (საკისრები, ხვრელის ჩანართები და მორევის საპოვნელები); საკვების გადამუშავება (ტუმბოს ნაწილების ჰომოგენიზაცია); და ენერგეტიკის ინდუსტრია. მათი მექანიკური თვისებები ბევრ ცვლადზეა დამოკიდებული: მომზადების გზები, რომლებიც გამოიყენება ფხვნილების მოსამზადებლად; გაშრობის მეთოდები, რომლებიც გამოიყენება კალცინაციის დროს; აგლომერაციის ტექნიკის დროს მიღებული ფორმირების ტექნიკა; მორგებული ფორმირება; დამატებული დანამატები და ნაწილაკების ზომის განაწილება სხვათა შორის.

შესანიშნავი სიძლიერე

ZTA კერამიკა იყენებს სტრესით გამოწვეულ ტრანსფორმაციას ცირკონიის ალუმინის მატრიცაში ინტეგრირებისთვის, იზრდება ძალა და გამძლეობა დროთა განმავლობაში. ეს ხდის ZTA-ს შესანიშნავ კერამიკულ ხსნარს სამრეწველო აპლიკაციებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ სიმტკიცეს, მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა, თერმული შოკის ტოლერანტობა და თერმული შოკის ტოლერანტობა.

დაძაბულობის ქვეშ, კუბურ ალუმინის ტეტრაგონალური მეტასტაბილური ნალექები განიცდიან მკვეთრ ტრანსფორმაციას მონოკლინიკურ ნაწილაკებად, რაც ზრდის მის მსხვრევად სიმტკიცეს კომპრესიული ზედაპირული ფენების შექმნით, რომლებიც ეკვრება ბზარებს მის მატრიცაში..

ტრანსფორმაციის გამკაცრება არის ფენომენი, რომელიც ცნობილია როგორც მოტეხილობის გამკაცრება, სადაც ალუმინის მოტეხილობის გაზრდილი სიმტკიცე იწვევს ბზარის მოკლე სიგრძეს, ნაკლები ბზარი ბლაგვი, და გაუმჯობესდა ურთიერთქმედება უკვე არსებულ მიკრობზარებთან. ეს საშუალებას იძლევა მყარი-მყარი და მყარი-რბილი ტარების კომბინაციები, რომლებიც გამოიყენება თანამედროვე სამედიცინო კლასის კერამიკაში, როგორიცაა ბარძაყის ჩანაცვლება.. უფრო მეტიც, იტრიუმით სტაბილიზირებული ცირკონიის იმპლანტანტები, რომლებიც ცნობილია როგორც y-TZP, უზრუნველყოფს დაცვას დროთა განმავლობაში აცვიათ.