Циркониямен қатайтылған алюминий тотығымен теңдессіз беріктік (ZTA) Керамика
Циркония қатайтылған алюминий тотығы (ZTA) керамика теңдесі жоқ қаттылығымен мақтана алады. Олар жоғары тозуға төзімділігімен мақтана алады, күнделікті тапсырмаларды оңай орындау үшін химиялық инерттілік пен төмен үйкеліс – металдарға қарағанда жоғары қаттылық пен қаттылықты айтпағанда.
ZTA күйзеліс жағдайында моноклиникалық түрге стресс-индукцияланған фазалық трансформациядан өтетін алюминий тотығы матрицасындағы метатұрақты тетрагональды цирконий поликристалды агломераттарды қамтиды., осылайша ығысу деформациясын таратады және жарықшақтардың таралуын тоқтатады, әдетте трансформацияны күшейту ретінде белгілі.
Коррозияға төзімді
ZTA таза глиноземмен салыстырғанда жоғары химиялық төзімділікті ұсынады және деградациясыз экстремалды температураға төтеп бере алады., оны қатал орталар мен жағдайларда өнеркәсіптік қолдану үшін тамаша материал таңдауына айналдырады.
ZTA беріктігі энергияны тарататын және сіңіретін цирконий бөлшектерімен жақсарады, крекингтің алдын алуға көмектеседі. Итрий оксидімен легирленген кезде, сыну беріктігін арттыратын қысу кернеулерін жасау үшін цирконий кернеу кезінде метатұрақты тетрагональды фазадан моноклиндікке ауысады..
ZTA сияқты цирконий негізіндегі керамика құрамында термиялық соққыға қарсы тұру үшін алюминий тотығы бөлшектері бар. Бұл ұнтақтау және кесу сияқты жоғары өнімді қолданбаларда жарықтарсыз немесе сәтсіздіксіз жылдам температура өзгерістеріне төтеп беруге мүмкіндік береді; оның төмен сызықты және бұралу кеңеюі тамаша жүк көтеру мүмкіндіктері мен өнімділік мүмкіндіктерін қамтамасыз етеді. ZTA мақтанады 2-3 таза глиноземмен салыстырғанда бір есе күшті созылу беріктігі, сонымен бірге ерекше жүк көтергіштік және өнімділік мүмкіндіктері үшін сызықтық/бұралу кеңею коэффициенттері төмен..
Жоғары қаттылық
ZTA алюминий тотығының беріктігі мен беріктігін цирконийдің қатайтылуымен үйлестіреді, бұл талап етуді қажет ететін ерекше материал.. Бұл комбинация теңдесі жоқ күш береді, сыну беріктігі, серпімділік және қаттылық қасиеттері бір қаптамада.
Клауссен жылы ашылды 1976 глиноземге тұрақсыз цирконий қосу оның сыну беріктігін айтарлықтай арттырады, оның матрицасында дисперсті дисперсті жұқа тетрагональды тұнбалардың тетрагональды-моноклиндік түрленуіне байланысты. Мұндай метатұрақты тұнбалар жақындап келе жатқан жарықшақ фронтымен немесе олардың шектеуінен босатудың басқа көзімен босатылғанға дейін өзгермейді., мысалы, еріп кету арқылы.
Ыстық сығымдалған 10моль% иттрий тұрақтандырылған цирконий (10YSZ), бөлшектермен немесе құрамындағы тромбоциттермен күшейтілген 0 глиноземнің салмағы 30% дейін қатаң күшке ұшырады, 1000С ауада сыну беріктігі мен жарықтардың баяу өсу сынағы. Нәтижелер тромбоциттер композиттері үшін максималды иілу беріктігі мен сыну беріктігіне осы құрамның мазмұнымен қол жеткізілгенін көрсетті..
Жоғары созылу беріктігі
Циркониялық керамика күштің керемет үйлесімін ұсынады, төзімділік, және дәстүрлі техникалық керамикадан әлдеқайда асып түсетін әмбебаптығы. ZTA сияқты цирконий құрамдары қатал орталарға төзімді аэроғарыштық құрамдастардан бастап ұзақ өмір сүруге арналған келесі ұрпақ биомедициналық импланттарға дейінгі ең қиын қолданбаларға арналған шешімдерді ұсынады. – бүгінгі күннің ең өзекті қажеттіліктеріне сенімді шешімдерді ұсыну.
ZTA жоғары иілу беріктігі арқасында басқа материалдардан ерекшеленеді, сыну беріктігі және оның метатұрақты тетрагональды фазасына байланысты жарықшақтардың таралуына төзімділігі. Төмен температурада моноклиникалық цирконияға айналу одан әрі өсуді тоқтату үшін жарықтар фронтының алдындағы аймақты қысады..
Yttria ішінара тұрақтандырылған циркония (Y-TZP) және церий жартылай тұрақтандырылған цирконий (Қандай-TZP) Төмен температураларда иттрий немесе церийді сақтау арқылы тетрагональды фазаның сақталуына байланысты ZTA-ға ұқсас ерекше беріктік сипаттамаларын көрсетеді, Басқарылатын температура диапазонында түрлендіруге мүмкіндік береді және глиноземдік оксидтерге қарағанда циклдік жүктеу сынақтары кезінде беттің аз зақымдалуын көрсетеді.
Төмен үйкеліс
Циркония қол жетімді ең қиын инженерлік керамикалардың бірі және оның төмен үйкеліс қасиеттері майлау талаптарын азайта отырып, тозуға төзімділікті арттыруға көмектеседі..
ZTA керамикасының құрамында максималды беріктік үшін алюминий тотығы бар. Бұл алюминий тотығы матрицасындағы метатұрақты иттриймен тұрақтандырылған тетрагональды цирконий бөлшектеріне өзгеріссіз қалуға мүмкіндік береді., дәндердің бір-бірімен өрілген желісінің арқасында кристалданған.
Бақыланатын құрам және өңдеу шарттары агломерация температурасынан салқындату кезінде өздігінен тетрагональды-моноклиникалық трансформацияның болмайтынын қамтамасыз етеді, сыну беріктігін сынау кезінде көп соққы мүмкіндігіне ықпал етеді. Одан әрі, шағын түйіршіктері бар глинозем-цирконий композиттеріндегі жоғары біртектілік жарықшақтың энергиясының төмендеуіне әкеледі, бұл өз кезегінде алмас шегіністерін сынау кезінде қысқа жарықшақтардың ұзындығына әкеледі..
Жоғары термиялық кеңею
Алюминий тотығы матрицасының байланыстыру күші оған салқындаған кезде тетрагональды цирконий бөлшектерінің моноклиникалық цирконияға ауысуын болдырмауға мүмкіндік береді., осылай жасау 10 моль % иттриймен тұрақтандырылған цирконий-глиноземді композиттер тұрақты және жарылып кетпейді.
Цирконияға церийді қосу оны ішінара тұрақтандыруға мүмкіндік береді (Қандай-TZP). Ce-TZP өзінің тетрагональды фазасын бөлме температурасында сақтайды және қаттылықты айтарлықтай арттырады, дәстүрлі стоматологиялық керамикалық материалдармен салыстырғанда сыну беріктігі және иілу беріктігі.
Циркония Ce-TZP кіретін қатайтылған алюминий тотығы композиттері, иттрий тұрақтандырылған цирконий (Y-TZP), немесе магнезиямен тұрақтандырылған циркония (Mg-PSZ) глиноземнен де, монолитті цирконийден де асып түсетін ерекше қаттылық көрсетеді, ZTA-ны медициналық имплантаттар сияқты сұранысқа ие қосымшалар үшін тамаша үміткер етеді, аэроғарыштық бөлшектер мен өнеркәсіптік машиналар. ZTA сонымен қатар оны қышқылдардан қорғайтын көптеген химиялық төзімділік қасиеттеріне ие, тұз ерітінділері, балқытылған тұздар сілтілер, сондай-ақ жоғары температура.