Жетілдірілген қолданбаларға арналған цирконий қатайтылған алюминий тотығы

ZTA - алюминий тотығы цирконий композициялық материал, жоғары беріктігімен және қаттылығымен ерекшеленеді. Алюминий тотығы матрицасындағы жұқа тетрагональды цирконий бөлшектерінің стресстен туындаған трансформациясы арқылы өндірілген.

Циркониялық керамика тамаша техникалық материалдар болып табылады, тамаша қаттылығымен мақтанады, термиялық тұрақтылық, тозуға төзімділік және көптеген басқа керамика орындай алмайтын жұмыс орталары. Металдар мен пластмассаларды салыстыруға болмайды. Одан әрі, циркониялық керамика да құралдар жасау үшін керемет қаттылық көрсетеді.

Күш

ZTA керамикалық материалдардың ішінде ерекше беріктігі мен қаттылығымен ерекшеленеді, тозуға төзімділік, химиялық инерттілік, төмен үйкеліс коэффициенті, басқалардың көпшілігімен салыстырғанда жоғары қаттылық/қаттылық қатынасы және салыстырмалы түрде төмен жылу кеңею коэффициенті – кесу құралдары сияқты қолданбалар үшін тамаша материал етеді. Одан әрі, оның биоүйлесімділігі сонымен қатар ZTA-ны тартымды материал таңдауына айналдырады.

ZTA алюминий тотығы матрицасында тетрагональды цирконий бөлшектерінің біркелкі таралуымен анықталады.. Бұл шарикті фрезерлеу және жоғары энергиялы тоздырғыш фрезерлеу сияқты күрделі араластыру әдістерін қолдану арқылы орындалады.; Бір-бірімен араласқаннан кейін ұнтақтар құрғақ престеу арқылы олардың қажетті құрамдас бөлігіне айналуы мүмкін, изостатикалық престеу, бүрку немесе экструзия әдістері.

Алюминий тотығы матрицасына таралған цирконий жарықшақ энергиясын сіңіру және тарату арқылы сыну беріктігін жақсартады., трансформацияны күшейту деп аталады. Циркония сонымен қатар сызаттардың таралуын болдырмайтын қысу кернеулерін шығару арқылы тозуға төзімділікке ықпал етеді – өзін-өзі қайрау ретінде белгілі – ZTA дөңгелектерді тегістеу үшін тамаша материал таңдауы болып табылады.

Қаттылық

Циркония қатайтылған алюминий тотығы (ZTA) керамика әсерлі беріктігі мен сыну беріктігімен мақтана алады, оларды әртүрлі қолданбалар мен орталарда пайдалану үшін тамаша етеді. Бұл керемет икемділік майданың стресстен туындаған фазалық трансформациясынан туындайды, алюминий тотығы матрицасында дисперсті біркелкі дисперсті тетрагональды цирконий бөлшектері; Стресс жарықшақтардың таралу энергиясын сіңіретін цирконий-глиноземнің микрожарықшақтар желілерін алу үшін фазалық трансформацияны индукциялайды, олардың таралуын тиімді баяулатады, сонымен бірге сынуға төзімділікті арттырады. (Клаузен 1976).

ZTA өзінің тамаша термиялық соққыға төзімділігімен ерекшеленеді. Тетрагональды-моноклиндік фазалық композицияның бірегей комбинациясы арқасында, бұл керамика температураның тез өзгеруіне жарылмай немесе сынбай төтеп бере алады, Стресстен туындаған цирконияның метатұрақты тетрагональды түріне айналуы оның алюминий тотығы матрицасында жарықтардың пайда болуына қарсы тұратын қысу кернеулерін тудырады және қаттылықты айтарлықтай арттырады, осылайша ZTA өнімділігін одан әрі арттырады..

ZTA өзінің күштілігімен ғана мақтана алмайды, тетрагональды-моноклиникалық құрылым және жоғары сыну беріктігі, сонымен қатар жылу кеңеюінің төмен коэффициенті (CTE), оны экстремалды температураны қажет ететін қолданбаларға немесе өлшем тұрақтылығы маңызды болатын орталарға қолайлы етеді, дәл құрамдас бөліктер немесе электрондық пакеттер сияқты.

ZTA медициналық имплантанттар арасында химиялық төзімділігінің үйлесімі арқасында ерекшеленеді, механикалық қасиеттері және судағы немесе дене сұйықтықтарындағы коррозияға төзімділік, оны ортопедиялық феморальды бастар мен ацетабулярлы төсемдер сияқты медициналық имплантаттар үшін басты үміткер етеді.. BioLOX Delta биоматериалы осындай мысалдардың бірі болып табылады; екі қолданба үшін ортопедиялық операциялар кезінде кеңінен қолданылады.

Коррозияға төзімділік

ZTA алюминий тотығы мен цирконийдің жоғары қасиеттеріне ие, химиялық әсерге де, тозуға да өте төзімді етеді, оны коррозияға бейім орталарды немесе қайталанатын үйкелісті немесе механикалық кернеуді қамтитын қолданбалар үшін тамаша етеді.

Глиноземнің қаттылығын цирконийдің қаттылығымен үйлестіру ауыр жүктемелер мен ұзақ мерзімді пайдалану кезінде компоненттерде тамаша тозуға төзімділікті қамтамасыз ететін тамаша трибологиялық қасиеттерге әкеледі., мысалы, ортопедиялық имплантанттар, сұйықтықты басқаруда қолданылатын кескіш құралдар мен тозуға төзімді компоненттер (жіп бағыттағыштары, подшипниктер, саптамалар және т). Бұл комбинация әсіресе ортопедиялық имплантаттар сияқты медициналық және өнеркәсіптік жағдайларда қолданылады, кесу құралдары немесе сұйықтықты басқару (жіп бағыттағыштары подшипниктер саптамалар т.б).

ZTA-ның сынуға төзімділігі оның алюминий тотығы матрицасындағы жұқа таралған цирконий бөлшектерімен байланысты болуы мүмкін.. Жарықтар тарай бастағанда, олардың энергиясы артып, әрі қарай таралатын кезде, бұл тетрагональды цирконий түйіршіктері трансформацияны күшейту механизмінің бөлігі ретінде оны сіңіру және тарату үшін фазалық трансформациядан өтеді. – демек, бұл материалдың сынуға төзімділігін арттырады.

ZTA керамикасын өндірудегі табыс қоспасыз жоғары сапалы циркония мен глинозем ұнтақтарын пайдалануда.. Салқындату кезінде тетрагональды-моноклиндік цирконийдің өздігінен өзгеруін болдырмау және ұзақ мерзімді пайдалану кезінде төмен температураның бұзылуына әкелетін су молекулаларымен хемосорбцияға бейім метастабилді моноклиникалық фазаның түзілуін азайту үшін агломерацияны бақылау қажет.; Saint-Gobain ZirPro компаниясының ZTA керамикасын агломерациялау процесі осындай жағымсыз құбылыстарды болдырмау үшін арнайы жасалған.. Бақытымызға орай, Saint-Gobain ZirPro керамикасының ZTA керамикасы мұндай құбылыстардың алдын алу үшін арнайы жасалған. –

Термиялық тұрақтылық

Циркония қатайтылған алюминий тотығы (ZTA) температураның тез өзгеруіне жарылмай немесе сынбай төтеп бере алады, алюминий тотығы матрицасының ішінде дисперсті цирконий бөлшектерінің арқасында жылу энергиясын сіңіреді және крекинг пен бұзылуды болдырмайтын қысу кернеулерін жасайды. Өйткені ZTA жылу энергиясын өте тиімді сіңіреді, бұл материал жоғары температураға төзімділікті қажет ететін қолданбалар үшін тамаша таңдау жасайды.

Алюминий тотығы матрицасына цирконий қосу сыну беріктігін арттырады, сонымен бірге беріктік пен тозуға төзімділік сияқты механикалық қасиеттерді жақсартады.. ZTA-дағы сыну беріктігінің жоғарылауы қоршаған орта температурасында метатұрақты тетрагональды фазадан моноклиникалық фазаға кернеуден туындаған трансформацияға байланысты.; әсер алюминий оксидіндегіге қарағанда цирконий түйіршіктерінің кішірек мөлшерімен күшейтілген.

Biolox Delta сияқты ZTA материалдарында тетрагональды цирконий фазасын сақтау үшін тұрақтандырғыштар жиі қолданылады.; дегенмен, бөлшектердің таралуы және сыну беріктігі бойынша тұрақтандырғыштарсыз ұқсас нәтижелерге қол жеткізуге болады.

Алюминий тотығы мен цирконийдің қосындысы беріктігімен ерекшеленетін жетілдірілген керамика жасайды, сыну беріктігі, серпімділік пен қаттылық – құрылымдық өнімділікті және коррозияға төзімділікті талап ететін қолданбалар үшін маңызды сипаттамалар. ZTA керамикасы әдеттен асып түседі 99% арнайы қолдану қажеттіліктерін тиімдірек қанағаттандыру кезінде глиноземді керамика үнемді; олардың арақатынасы тіпті арнайы бейімделуі мүмкін.