ಜಿರ್ಕೋನಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಒಟ್ಟಾಗಿ ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಟಫ್ಡ್ ಅಲ್ಯೂಮಿನಾವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ (ZTA), ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಅಸಾಧಾರಣ ವಸ್ತು. ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ಶಕ್ತಿ, ಮುರಿತದ ಗಡಸುತನ, ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವ, AZ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ವರ್ಗಕ್ಕೆ ಸೇರಿದ ಈ ಸಂಯೋಜಿತ ಸೆರಾಮಿಕ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು ಉಡುಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಶಂಸಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಗಾಗಿ ZTA ಆದ್ಯತೆಯ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿದೆ, ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆ.
ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ರಚನೆಯನ್ನು ಡಿಕೋಡಿಂಗ್
ಇತರ ವಿಷಯಗಳ ನಡುವೆ, ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಕಠಿಣವಾದ ಅಲ್ಯುಮಿನಾವು ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಏಕರೂಪವಾಗಿ ಹರಡಿರುವ ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಇದು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ 10-20% ಅಲ್ಯೂಮಿನಾದಲ್ಲಿ ZrO2 ನ ಪರಿಮಾಣ. ಅವರ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಘಟಕ ಮಿಶ್ರಣಗಳು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳೊಂದಿಗೆ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತವೆ.
ಬಿಲ್ಡಿಂಗ್ ಬ್ಲಾಕ್ಸ್: ಅಲ್ಯುಮಿನಾ ಮತ್ತು ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ
ZTA ಯನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಬೆರೆಸಿದ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶಗಳು ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ ಮತ್ತು ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ. ಮೇಲಾಗಿ, ಆರ್ಥೋಪೆಡಿಕ್ ಇಂಪ್ಲಾಂಟ್ಸ್ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಈ ಸೆರಾಮಿಕ್ ವಸ್ತುವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಿದೆ (Al2O3) ಇತಿಹಾಸದಲ್ಲಿ ಅದರ ಉತ್ತಮ ಜೈವಿಕ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಉತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಮುರಿತದ ಪ್ರತಿರೋಧದಿಂದಾಗಿ.
ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾದ ಮತ್ತೊಂದು ಮಹೋನ್ನತ ಗುಣವೆಂದರೆ ಅದರ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ತುಕ್ಕು ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ.. ಇದರ ಯಂಗ್ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಸ್ಟೇನ್ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳೊಂದಿಗೆ ಅದೇ ಪ್ರಮಾಣದ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿದೆ.
ಇದನ್ನು ಹೇಗೆ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ
ZTA ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು ಎಂದರೆ ಟೆಟ್ರಾಗೋನಲ್-ಹಂತದ ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ನಾದ್ಯಂತ ಏಕರೂಪವಾಗಿ ವಿತರಿಸುವುದು. ಕ್ರ್ಯಾಕ್ ಟಿಪ್ ಒತ್ತಡದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಟೆಟ್ರಾಗೋನಲ್ ಸ್ಫಟಿಕದ ರಚನೆಯನ್ನು ಮೊನೊಕ್ಲಿನಿಕ್ ಆಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾದ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಸಂಬಂಧಿತ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.. ಅಂತಹ ಪರಿಮಾಣದ ವಿಸ್ತರಣೆಯು ಬಿರುಕಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟಿಸುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ನಿಲ್ಲಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಠಿಣತೆ ಮತ್ತು ಬಲಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
ZrO2-Al2O3 ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು
ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೌಲ್ಯಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಅಲ್ಯುಮಿನಾಗಳಿಗಿಂತ ಉತ್ತಮವಾದ ಗಡಸುತನವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ZTA ಯಿಂದ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾದ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿವೆ., ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಅಲ್ಯುಮಿನಾಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ರೇಖೀಯ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಗಳ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಜಿರ್ಕೋನಿಯಸ್ ಗುಣಾಂಕಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ (CLTE).
ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಟಫ್ನೆಡ್ ಅಲ್ಯುಮಿನಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧಕವಾಗಿದೆ ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ತುಕ್ಕು ಹಿಡಿಯುವುದಿಲ್ಲ. ZTA ಯ ಕೆಲವು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಕೆಳಗೆ ನೀಡಲಾಗಿದೆ:
ಆಸ್ತಿ ಮೌಲ್ಯ
ರಾಸಾಯನಿಕ ಸೂತ್ರ Zr-Al2O3
ಸಾಂದ್ರತೆ 4.1-4.38 g/cm^3
ಗಡಸುತನ 1750-2100 ಬಟನ್
ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕತ್ವ 45-49 x 10^6 psi
ಫ್ಲೆಕ್ಸರ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ 100-145 ksi
ವಿಷದ ಅನುಪಾತ 0.26
ಮುರಿತದ ಬಿಗಿತ 5-7 MPa m^1/2
ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಯ ಗುಣಾಂಕ 8.0-8.1 x 10^-6 1/C
ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ 20.0-21.0 W/mK
ಆಘಾತ ನಿರೋಧಕತೆ 325 °C
ಗರಿಷ್ಠ ಕೆಲಸದ ತಾಪಮಾನ 1650 °C
ZrO2-Al2O3 ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳು
ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಟಘನ್ಡ್ ಅಲ್ಯುಮಿನಾವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಉಡುಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ವಿವಿಧ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಕವಾಟ ಮುದ್ರೆಗಳು ಸೇರಿವೆ, ತೋಳುಗಳು, ಪಂಪ್ ಪಿಸ್ಟನ್ಗಳು, ನಳಿಕೆಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಸಿಂಪಡಿಸುವುದು.
ZTA ಯ ಜೈವಿಕ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ
ವಿವಿಧ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ, ZTA ಅಳವಡಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತ ಅಂಗಾಂಶ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಇದು ಮೂಳೆಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಲೋಡ್-ಬೇರಿಂಗ್ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಯಾಗಿದೆ.. ಜೊತೆಗೆ, ಗಡಸುತನ, ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ-ಅಲ್ಯುಮಿನಾ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ನಿಂದ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾದ ಗಟ್ಟಿತನ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯು ಅವುಗಳನ್ನು ಮೂಳೆಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಲೋಡ್-ಬೇರಿಂಗ್ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಸರಿಹೊಂದುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಹಿಪ್ ಆರ್ತ್ರೋಪ್ಲ್ಯಾಸ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ZTA
ಅಲ್ಯೂಮಿನಾದಂತಹ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಚರ್ಚೆಗಳು ನಡೆದಿವೆ, ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಮತ್ತು ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಅಲ್ಯುಮಿನಾವನ್ನು ಕಠಿಣಗೊಳಿಸಿತು (ZTA) ಹಿಪ್ ಆರ್ತ್ರೋಪ್ಲ್ಯಾಸ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ತವಾದ ವಸ್ತುವಾಗಿ . ZTA ಯ ಈ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಥವಾ ಅಲ್ಯುಮಿನಾವನ್ನು ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಜಡತ್ವವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಯಟ್ರಿಯಾ-ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಿದ ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾದೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಅನನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸದೆಯೇ ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದೆ..
ಮೊಣಕಾಲು ಆರ್ತ್ರೋಪ್ಲ್ಯಾಸ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ZTA
ಹೆಚ್ಚಾಗಿ, ಒಟ್ಟು ಮೊಣಕಾಲಿನ ಆರ್ತ್ರೋಪ್ಲ್ಯಾಸ್ಟಿಗಾಗಿ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಇಂಪ್ಲಾಂಟ್ ವಿನ್ಯಾಸಗಳು (ಟಿಕೆಎ) ಆಧುನಿಕ ಟೈಟಾನಿಯಂ ಅಥವಾ ಕೋಬಾಲ್ಟ್-ಕ್ರೋಮಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಘಟಕಗಳು ಉಡುಗೆ ಕಣಗಳನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿದಾಗ ರೋಗಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸಬಹುದಾದ ಅಲರ್ಜಿಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸಲು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಅಲ್ಯುಮಿನಾವನ್ನು ಕಠಿಣಗೊಳಿಸಿತು (ZTA) ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಕಾಂಪೋಸಿಟ್ ಅಂತಹ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಜೈವಿಕ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ.
ZTA: ಭರವಸೆಯ ಭವಿಷ್ಯ
ಇದು ನಿರಂತರ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ZTA ಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಅದರ ಸಂಭಾವ್ಯ ಬಳಕೆಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದು ಬ್ಯಾಚ್-ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ಜಿರ್ಕೋನಿಯಾ ಟೌನ್ಡ್ ಅಲ್ಯುಮಿನಾವನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಬಯೋಲಾಕ್ಸ್ ® ಡೆಲ್ಟಾಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ.. ಇನ್ನೊಂದು, ಹಿಪ್ ಆರ್ತ್ರೋಪ್ಲ್ಯಾಸ್ಟಿಗೆ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ನೈಟ್ರೈಡ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಸಂಯೋಜನೆಗಳು ಅಲ್ಯೂಮಿನಾಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ. ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು ಮತ್ತು ಉನ್ನತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ZTA ಗೆ ಭವಿಷ್ಯವು ಉಜ್ವಲವಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹೊಂದುತ್ತಿರುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದೊಂದಿಗೆ, ವಿವಿಧ ರಂಗಗಳಲ್ಲಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಬಯೋಮೆಡಿಸಿನ್ನಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳಿಗೆ ZTA ಆಧಾರವಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.