Өнеркәсіптік қолданбаларға арналған кеңейтілген қаттылық

Циркония қатайтылған алюминий тотығы (ZTA) керамикалық компоненттер өнеркәсіптік қолдану үшін өнімділік пен ұзақ қызмет етуді қамтамасыз ету үшін алюминий тотығының қаттылығы мен беріктігін цирконияның жоғары сынуға төзімділігімен біріктіреді..

Алюминий тотығы матрицасына ендірілген жұқа тетрагональды цирконий бөлшектерінің кернеуден туындаған түрлендіруі жоғары беріктігі мен қаттылығы бар ZTA материалдарына әкеледі., әртүрлі қатал ортада қолдануға жарамды.

Қаттылық

ZTA материалдары тозуға және тозуға теңдесі жоқ төзімділік үшін алюминий оксидінің қаттылығын цирконияның қаттылығымен біріктіреді.. Бұл әсер стресстен туындаған трансформацияны күшейту арқылы мүмкін болады: стресс болған кезде, цирконий бөлшектері метастабилді тетрагональды фазадан тұрақты моноклиникалық түрге ауысады; Осы құрылымдық өзгерістен туындаған көлемнің кеңеюі алюминий тотығы матрицасындағы кез келген жарықтарды жабуға және қаттылықты айтарлықтай арттыруға көмектеседі.

ZTA құрамында агломерация кезінде алюминий тотығы матрицасына ядроланатын цирконий тромбоциттері бар, сыну беріктігін арттыра отырып, сыну беріктігі мен беріктігін жақсарту, Y-TZP қарағанда үлкен иілу беріктігі және оның циклдік шаршау күші екі есеге дейін жоғары материал жасау. Цирконияның беріктігімен біріктірілген алюминий тотығының беріктігінің бұл үйлесімі ZTA-ны зақымдануға төзімділікті қажет ететін өнеркәсіптік қолданбалар үшін тамаша материал таңдауына айналдырады..

Төзімділік

Циркония қатайтылған алюминий тотығы (ZTA) тамаша иілу және қысу беріктігімен мақтана алады, алюминий тотығына тең төмен термиялық кеңеюмен және тамаша тозуға төзімділік қасиеттерімен.

Циркониялық қатайтылған алюминий тотығы қатты алюминий тотығы матрицасына кернеу әсерінен түрлендіру арқылы тетрагональды цирконий дәндерін қосу арқылы жасалады., оларды өз құрылымына жабады, сонымен бірге олардың барлық жерде таралуының орнына жергілікті жерлерге трансформациялануын шектейді.

Бұл механизм алюминий-цирконий композиттерін химисорбция арқылы суды сіңіруге төзімділігіне байланысты монолитті цирконийлерге қарағанда әлдеқайда берік етеді.; монолитті цирконий судың полярлы молекулаларын сіңіре алады, бұл төмен температураның бұзылуына және ұзақ уақыт пайдаланудан кейін бұзылуына әкеледі..

ZTA, басқа жақтан, құрылымдық ерекшеліктер мен химиялық қоспалар арқылы осы тетрагональды-моноклиникалық трансформацияны жеңілдету үшін арнайы әзірленген.. CeramTec мысал ретінде Biolox Delta ZTA сатады; бұл формула цирконий фазасындағы қатайту механизмдерін жеңілдету үшін иттрий және стронций алюминатынан тұрады және, демек, жоғары температуралы орталарға төтеп бере отырып, төмен температураның деградация қаупі азырақ..

Коррозияға төзімділік

ZTA керамикалары алюминий тотығына қарағанда жоғары коррозияға төзімділікті ұсынады, сондықтан оларды қатты орталарға ұшырайтын жабдықта пайдалануға болады.. Одан әрі, ZTA жоғарырақ химиялық тұрақтылықты ұсына отырып, жоғары температураға төтеп бере алады.

Гарви және т.б (1975) қосу екенін көрсетті 10-20% тұрақсыздандырылған цирконий глиноземмен салыстырғанда қаттылықты жоғарылатуы мүмкін, трансформацияны күшейту арқылы. Бұл процесс майда дисперсті тетрагональды метастабилді тұнбалар моноклиникалық цирконияға ауысқанда, жарықтарды қысатын және олардың таралуын баяулататын немесе тоқтататын көлемнің кеңеюін тудыратын кернеу кезінде пайда болады..

Бұл механизм деформациядан туындайтын кернеулерге ұқсайды; дегенмен, фазалық өзгерістерді тудыру үшін кернеу өрісі жеткілікті үлкен болуы керек; ZTA үлгілеріндегі жарықтар үшін бұл энергия сыну орындарындағы иілу кернеулерінен келеді.

Ыстыққа төзімділік

Циркония қатайтылған алюминий тотығы өте жоғары балқу температурасына және коррозияға төзімділікке ие., оны жоғары температураға жиі ұшырайтын жабдық үшін тамаша материал етеді. Одан әрі, бұл нұсқа стандартты алюминий тотығына қарағанда үлкен үйкеліске төзімділікке ие, кинетикалық энергияның жоғары деңгейіне ұшыраған жабдықтың тозуын азайтуға көмектеседі.

ZTA керамикалары тетрагональды цирконий бөлшектерінің алюминий тотығы матрицасына кернеу әсерінен түрленуі арқылы жасалады., олардың ішінде жарықшақтардың таралуын болдырмайтын қысу кернеулерін жасау, сыну немесе крекингсіз термиялық соққыға төзімділікті қамтамасыз ету кезінде беріктік пен қаттылықты арттыру. Олар тамаша термиялық соққыға төзімділігімен мақтана алады; күйзеліс кезінде сыну немесе крекингсіз температураның жылдам өзгеруіне қарсы тұру.

Циркониямен қатайтылған алюминий оксиді қасиеттерінің кең жиынтығына байланысты көптеген салаларда көп қолданылады.. Машина жасау оны сорғы компоненттері мен тығыздағыштары үшін пайдаланады; жартылай өткізгішті өңдеу оның термиялық тұрақтылығы мен беріктігіне байланысты оны пайдаланады; аэроғарыш, автомобиль және энергетикалық салалар коррозияға және қатты химиялық заттарға төзімділігіне байланысты оны қозғалтқыш бөлшектері ретінде пайдаланады.; ол тіпті тіс импланттары үшін жоғары иілу күштеріне төтеп бере алады!