Циркония қатайтылған алюминий тотығы – Өнеркәсіптік шеберлік үшін күшейтілген күш

Циркония қатайтылған алюминий тотығы (ZTA) ерекше керамика болып табылады, алюминий тотығы матрицасы арқылы шашыраған иттрий тұрақтандырылған цирконий бөлшектерінің арқасында жоғары беріктігімен және сынуға төзімділігімен ерекшеленеді..

Бұл материал жарылып немесе бұзылмай, температураның жылдам өзгеруіне төтеп бере алады, химиялық коррозияға төзімді және тамаша термиялық соққыға төзімділік береді.

Тамаша коррозияға төзімділік

ZTA керамикасы беріктік пен құндылық арасындағы тамаша теңгерімді ұсынады, алюминий тотығы өнімдеріне қарағанда берік, бірақ таза цирконияға қарағанда арзанырақ. Олардың механикалық қасиеттері – сыну беріктігі, иілу беріктігі мен қаттылығы, сонымен қатар термиялық соққыға төзімділік – оларды кесетін дөңгелектер сияқты өнеркәсіптік құралдарды жасауға жарамды етіңіз.

ZTA өзінің жоғары қасиеттеріне иттрий тұрақтандырылған цирконийдің қосылуы арқасында қол жеткізеді (YSZ) алюминий тотығы матрицасындағы бөлшектер. Біркелкі тараған кезде, YSZ екі элементтің қаттылық пен сыну беріктігін оңтайландыруға көмектеседі, бұл ерекше тозуға төзімділікке әкеледі., ерекше керамикалық материал үшін бөлме температурасындағы химиялық инерттілік және ыстық қаттылық/тартылатын беріктік қасиеттері.

ZTA өнімдері’ механикалық қасиеттері ұнтақтарды өндіру үшін олардың өңдеу жолдарына байланысты, оның ішінде термиялық өңдеулер, кальцинациялау әдістері, кептіру әдістері мен агломерациялау процестері, сондай-ақ өндіріс кезінде қосылған қоспалармен арнайы пішіндеу. Осы факторлардың барлығы олардың күшіне бірден әсер етеді, серпімділік және қаттылық қасиеттері.

Тамаша термиялық соққыға төзімділік

ZTA керамика тамаша термиялық соққыға төзімділікті ұсынады, оларды жоғары күш деңгейін талап ететін аэроғарыштық қолданбалар үшін тамаша таңдау жасайды, қаттылық, және химиялық инерттілік. Алюминий тотығы матрицасы ішінде біркелкі дисперсті болған кезде YSZ оңтайландыруға болады. Біз ұсынатын осындай трансформацияланған қатайтылған цирконий-глиноземикалық керамика - жамбас алмастырғыштары сияқты ортопедиялық жүк көтергіш компоненттер үшін қолданылатын BIOLOX дельтасы..

Метатұрақты тетрагональдыдан моноклиникалық YSZ құрылымына кернеуден туындаған трансформация жарықтардың таралуына қарсы тұратын көлемнің кеңеюін және ығысу деформациясын тудырады., бір уақытта иілу беріктігін жақсарту кезінде сыну беріктігін арттыру. Мұндай глинозем-YSZ трансформациясы арқылы қатайтылған керамиканың өнімділігі өңдеу шарттарына, сондай-ақ оның агломерация процесіндегі құрамдас оксидтердің стехиометриясына байланысты..

Нашар бақыланатын агломерация шарттары төмен иілу беріктігіне және алюминий тотығы-YSZ матрицасының нашар біртектілігіне әкелуі мүмкін., ықтимал ауаға немесе бөлшектердің агломерациясына байланысты. Итрий немесе магний оксидтері сияқты қоспаларды қосу арқылы, Тетрагоналды моноклиникалық түрлендіру температурасын төмендетуге және цирконийдің агломерациялық қасиеттерін жақсартуға болады.

Тозуға тамаша төзімділік

ZTA термиялық соққыға төзімділік пен коррозияға төзімділік тұрғысынан ғана емес, сонымен қатар оның тетрагональды-монклиникалық фазалық түрлендіру қоршау механизмінің арқасында тозуға жоғары төзімді. Одан әрі, in vitro зерттеулері ZTA компоненттерінің гидротермиялық деградацияға бейімділігі аз екенін көрсетті – жамбасты ауыстыру сан басы мен шыныаяқ керамикасында маңызды нәрсе (CeramTec шығарған BIOLOX дельта сияқты).

Алюминий-цирконий композициялық материалдардан жасалған ZTA компоненттеріне жасалған модельденген тозу сынақтары тозуға төзімділік тұрғысынан әсерлі нәтижелер берді., иілу беріктігі мен қаттылығы. Жамбас симуляторында бірнеше циклге ұшыраған ZTA үлгілері монолитті цирконий құрамдастарына қарағанда бетінің кедір-бұдырлығы айтарлықтай төмен болатын минималды деградацияны көрсетті..

ZTA құрамдастары автомобиль өндірісіндегі талап етілетін қолданбаларға жарамдылығын дәлелдеді (ыстық және суық қалыптау құралдары, консервілерді жабатын роликтер мен қақпақтар); энергетика саласы (подшипниктер, саңылау кірістері мен құйынды іздегіштер); тамақ өңдеу (гомогенизациялау сорғы бөліктері); және энергетика саласы. Олардың механикалық қасиеттері көптеген айнымалыларға байланысты: ұнтақтарды дайындау үшін қолданылатын дайындау жолдары; күйдіру кезінде қолданылатын кептіру әдістері; агломерациялау техникасы кезінде қабылданған пішіндеу әдістері; бейімделген пішіндеу; қосылған қоспалар және басқалардың арасында бөлшектердің мөлшерінің таралуы.

Керемет күш

ZTA керамикасы цирконияны алюминий тотығы матрицасына біріктіру үшін стресстен туындаған трансформацияны пайдаланады., уақыт өте беріктігі мен төзімділігін арттыру. Бұл ZTA-ны қаттылықты қажет ететін өнеркәсіптік қолданбалар үшін тамаша керамикалық шешім етеді, жоғары коррозияға төзімділік, термиялық соққыға төзімділік және термиялық соққыға төзімділік.

Штамм астында, текше глиноземдегі тетрагональды метатұрақты тұнбалар оның матрицасындағы жарықтарға жабысатын сығымдаушы беттік қабаттарды жасау арқылы оның сыну беріктігін арттыратын моноклиникалық бөлшектерге күрт өзгереді..

Трансформацияның қатайтылуы сынықтардың қатаюы деп аталатын құбылыс, мұнда глиноземнің сыну беріктігінің жоғарылауы жарықшақ ұзындығының қысқаруына әкеледі, жарықтар азаяды, және бұрыннан бар микрожарықтармен жақсартылған өзара әрекеттесу. Бұл жамбас ауыстыру сияқты заманауи медициналық керамикада қолданылатын қатты-қатты және қатты-жұмсақ мойынтіректердің комбинацияларына мүмкіндік береді.. Одан әрі, Y-TZP деп аталатын иттрий тұрақтандырылған цирконий импланттары уақыт өте келе тозудан қорғауды қамтамасыз етеді.