Циркония қатайтылған алюминий тотығы
Циркония қатайтылған алюминий тотығы (ZTA) клапанның тығыздағыштарында кеңінен қолданылатын жетілдірілген керамикалық материал болып табылады, втулкалар, беріктігі мен химиялық тұрақтылығына байланысты сорғы бөлшектері мен кескіш құралдар – айтарлықтай деградациясыз ауыр жүктемелерге төтеп беру қабілетімен дәлелденді.
ZTA әсерлі термиялық соққыға төзімділігімен мақтана алады және температураның күрт өзгеруіне төтеп бере алады, сондай-ақ температураның жылдам ауытқуы. Оның механикалық қасиеттері туралы көбірек білу үшін оқыңыз!
Қаттылық
Алюминий тотығы матрицасына қосылған цирконий оның қаттылығын арттырады, тозуға және эрозияға төзімділікті арттыру кезінде сыну беріктігі мен иілу беріктігі. Әдетте қатысатын механизм - фазалық түрлендіру, содан кейін микрожарықтардың пайда болуы, бірақ сонымен бірге кернеу теориясының теорияларын қолдануға болады..
Алюминий тотығы матрицасында жұқа дисперсияны құрайтын метастабилді тетрагональды цирконий шөгінділері жарықшақтардың таралуы кезінде олардың шектеулері жойылған кезде өздігінен моноклиникалық формаларға айналуы мүмкін., жарықшақтардың таралуын қозғайтын кернеу өрістеріне қарсы энергиямен қамтамасыз ету.
ZTA керамикасының басқа оксид негізіндегі инженерлік керамикалармен салыстырғанда сынуға төзімділігі мен қаттылығы жоғары., сондай-ақ Y-TZP циклдік шаршау күші екі есе жоғары. Тап мұндай, оның қасиеттері оны тозуға төзімділікті қажет ететін қолданбаларға қолайлы етеді, химиялық инерттілік пен төмен үйкеліс, сондай-ақ жоғары беріктік пен қаттылық.
Иілу күші
ZTA керамикасын иттрий тұрақтандырылған цирконийдің арақатынасын өзгерту арқылы жасауға болады (Y-TZP) ыстық изостатикалық престеуді қолдану арқылы алюминий тотығы матрицасында, ең озық техникалық керамикадан асып түсетін теңдесі жоқ циклдік шаршауға төзімділікке әкелетін қаттылық-сыну беріктігі-иілу беріктігі комбинацияларын оңтайландыру үшін.
Алюминий тотығы матрицасындағы метастабилді Y-TZP фазалық түрлендірудің қатайтылуы арқылы сыну беріктігін арттыратын тетрагональды-моноклиндік трансформация фазасының агломераттарының пайда болуына әкеледі. (Клаузен 1976). Жарықтарды кесіп өтуге артықшылық береді, бұл өтпелі агломераттар жарықтар фронтының алдындағы аймақты қысып, оның прогрессиясын азайтады, сайып келгенде, сыну беріктігін арттырады.
Бұл материал құрылымы BIOLOX Delta сияқты алюминий тотығы-цирконий композиттерін жасауға әкелді., жамбасты толық ауыстыру және басқа да жүк көтеретін ортопедиялық компоненттер үшін кеңінен қолданылады. Бұл керамикалық биоматериал тамаша тозуға төзімділікке ие, бөлме температурасындағы химиялық инерттілік, термиялық соққыға төзімділік және барлық температурада тамаша химиялық инерттілік.
Коррозияға төзімділік
Химиялық инертті және жоғары температура мен тозуға төзімді, салыстырғанда жоғары өнімділікті қамтамасыз етеді 99 глиноземді керамика және одан да үнемді.
Циркония сонымен қатар әсерлі созылу күшімен мақтана алады, иілу және серпімділік қасиеттері және биоүйлесімділік – оны жамбас ауыстыру сияқты медициналық қолдану үшін өте қолайлы етеді. Стресс жағдайында трансформацияның қатаюына байланысты, цирконий бөлшектері метастабилді тетрагональды түрден моноклиникалық түрге ауысады, сыну беріктігін арттыра отырып, жарықтарды тиімдірек жабуға көмектеседі.
CeramTec (Biolox Delta) Бұл түрлендіруді басқару және жарықшақтың ұшының бітелуін және сызаттың ауытқуын қамтамасыз ету үшін тұрақсыз цирконий тетрагональды фазада қалатын алюминий тотығы-цирконий композициясын коммерциялайды., алюминий тотығы матрицасының беріктігін арттыру. Материалдағы цирконий құрамын ұнтақты дайындау және тығыздау әдістері арқылы өзгертуге болады.
Термиялық соққыға төзімділік
Агломерлеу кезінде бастапқы алюминий тотығы матрицасына қосылатын цирконий оның беріктігі мен беріктігін айтарлықтай арттырады., ZTA деп аталатын нәрсені жасау (Циркония қатайтылған алюминий тотығы), механикалық және тозуға арналған қосымшаларда әдеттегі алюминий тотығы керамикасынан асып түседі.
Циркониялық қатайтылған глинозем жоғары ыстық қаттылық пен тартылу күші сияқты ерекше қасиеттерімен ерекшеленеді., бөлме температурасындағы химиялық инерттілік, төмен термиялық кеңею жылдамдығы және тамаша термиялық соққыға төзімділік – бөлшектерді фрезерлеуге, сондай-ақ салқындату механизмдерін қажет ететін тозу бөлшектеріне тамаша қасиеттер.
CeramTec дисперсті Y-TZP бөлшектері бар алюминий тотығы матрицасы бар Biolox delta деп аталатын ZTA сатады. (17 салмағы/салмағы%) және стронций алюминатының тромбоциттері (0.5 салмағы/салмағы%), жақсартылған беріктікті қамтамасыз ету үшін тетрагональды-моноклиникалық фазалық түрлендіру механизмдерінің және жарықшақтардың ауытқу механизмдерінің тиімді комбинациясын қамтамасыз ету, Бұл сан сүйегінің тірек беттеріндегі бастапқы THA процедуралары үшін өте қолайлы етеді.
Электрлік оқшаулау
Циркониямен нығайтылған алюминий тотығы температураның кенет өзгеруі кезінде жарылмай немесе сынбай термиялық соққыға төтеп бере алады., оның матрицасында дисперсті алюминий тотығы бөлшектерінің арқасында жылу энергиясын сіңіреді және сынуды болдырмайтын қысу кернеулерін тудырады..
Алюминий-циркониялық керамика оның таза цирконий әріптесіне қарағанда тығызырақ, оны электрлік оқшаулау қолданбалары үшін өте қолайлы етеді. Одан әрі, оның цирконийге қарағанда төмен термиялық кеңеюі оны салқындатуды қажет ететін бөліктерге қолайлы етеді.
Алюминий-цирконий композиттерінің трансформациялық қатайтуы қосымша артықшылықтар береді; Мұнда, алюминий тотығы матрицасындағы цирконий дәндері метастабилді фазадан өтеді, онда олардың дәндері тетрагональды құрылымдардан моноклиникалық құрылымдарға айналады., осылайша тозуға және соққыға төзімділікті арттыру арқылы кернеуден туындаған крекингті азайтады. Алюминий тотығы қатайтылған цирконий әдетте цирконийдің қатысуымен пирофорлық реакция арқылы пайда болады.(IV) оксид октагидрат, Алюминий нитраты наногидраты триэтиламин және HNO3(Азот қышқылы); бөлшектердің өлшемдерінің ұлғаюы метастабилді циркония дәндерінің дисперсиясына одан әрі көмектеседі.