Өркүндөтүлгөн колдонмолор үчүн Циркония катууланган алюминий оксиди

ZTA - глинозем-циркония курама материалы, жогорку күчү жана катуулугу менен айырмаланат. Глинозем матрицасында майда тетрагоналдык циркониянын бөлүкчөлөрүнүн стресстен келип чыккан трансформациясы аркылуу өндүрүлгөн.

Циркония керамикасы көрүнүктүү техникалык материалдар болуп саналат, сонун катуулугу менен мактанат, жылуулук туруктуулугу, каршылык жана башка көптөгөн керамика аткара албаган иштөө чөйрөлөрүндө кийүү. Металлдар менен пластмассаларды салыштырууга болбойт. Мындан тышкары, цирконий керамика да куралдарды жасоо үчүн мыкты катуулугун көрсөтөт.

Күч

ZTA керамикалык материалдардын ичинен өзгөчө күчү жана бышыктыгы менен өзгөчөлөнүп турат, каршылык кийүү, химиялык инерттүүлүк, төмөн сүрүлүү коэффициенти, башкаларга салыштырмалуу жогорку катуулук/катуулугу жана салыштырмалуу төмөн жылуулук кеңейүү коэффициенти – аны кесүүчү аспаптар сыяктуу колдонмолор үчүн идеалдуу материалга айландырат. Мындан тышкары, анын био шайкештиги да ZTAны жагымдуу материал тандоо кылат.

ZTA глинозем матрицасында тетрагоналдык цирконий бөлүкчөлөрүнүн бир калыпта бөлүштүрүлүшү менен аныкталат.. Бул шар менен майдалоо жана жогорку энергиялуу майдалоо сыяктуу татаал аралаштыруу ыкмаларын колдонуу менен ишке ашат.; аралаштыргандан кийин, порошокторду кургак пресстин жардамы менен алардын арналган компонентине түзүүгө болот, изостатикалык басуу, инжектордук калыптоо же экструзия ыкмалары.

Глиноземдин матрицасында чачыраган цирконий жарака энергиясын сиңирүү жана таркатып, сыныктарга каршы бекемдигин жакшыртат., трансформация катаалдаштыруу деп аталат. Циркония ошондой эле жаракалардын жайылышына жол бербөөчү кысуу стресстерин жаратып, эскирүүгө туруштук берет – өзүн-өзү курчутуу катары белгилүү – ZTAны жылмалоочу дөңгөлөктөр үчүн эң сонун материал тандоо.

Катуулугу

Циркония катууланган алюминий оксиди (ZTA) керамика таасирдүү күч жана сынган бышыктык менен мактанат, аларды ар кандай колдонмолордо жана чөйрөлөрдө колдонуу үчүн идеалдуу кылат. Бул укмуштуудай ийкемдүүлүк стресстен келип чыккан айыптын фазалык трансформациясынан келип чыгат, бир тектүү дисперстүү тетрагоналдык циркониянын бөлүкчөлөрү глинозем матрицасында дисперстүү; Стресс жараканын таралышынын энергиясын сиңирип алган цирконий-глиноземдин микрожарык тармактарын пайда кылуу үчүн фазалык трансформацияны индукциялайт, алардын таралышын эффективдүү кечеңдетип, сынууга туруктуулукту жогорулатат. (Клаузен 1976).

ZTA өзгөчө термикалык соккуга туруктуулугу менен өзгөчөлөнөт. Тетрагоналдык-моноклиникалык фазалык курамынын уникалдуу айкалышынын аркасында, бул керамика температуранын тез өзгөрүшүнө туруштук бере алат, жарылбастан же сынбастан, Стресс менен шартталган циркониянын метастабилдүү тетрагоналдык формасына айлануусу анын глинозем матрицасында жаракалардын пайда болушуна каршы турган кысуу стресстерин жаратат жана катуулукту олуттуу жогорулатат, ошону менен ZTAнын натыйжалуулугун андан ары жогорулатат..

ZTA өзүнүн күчтүү гана эмес, тетрагоналдык-моноклиникалык түзүлүшү жана жогорку сынган бышыктыгы, ошондой эле термикалык кеңейүүнүн төмөн коэффициенти (CTE), аны экстремалдык температураны талап кылган колдонмолорго же өлчөмдүү туруктуулук маанилүү болгон чөйрөлөргө ылайыктуу кылуу, тактык компоненттери же электрондук пакеттер сыяктуу.

ZTA химиялык туруктуулуктун айкалышы менен медициналык имплантанттар арасында өзгөчөлөнүп турат, механикалык касиеттери жана стресс жардам суу же дене суюктуктары коррозияга туруктуулук, аны ортопедиялык сан баштары жана acetabular liners сыяктуу медициналык имплантаттар үчүн негизги талапкер кылуу. Мындай мисалдардын бири BioLOX Delta биоматериалы; эки колдонмолор үчүн ортопедиялык хирургия учурунда көп колдонулат.

Коррозияга каршылык

ZTA глинозем жана цирконий жогорку касиеттери менен мактанат, химиялык чабуулга да, эскирүүгө да туруштук бере алат, аны коррозияга дуушар болгон чөйрөлөр же кайталанма сүрүлүү же механикалык стрессти камтыган колдонмолор үчүн идеалдуу кылат.

Глиноземдин катуулугун циркониянын катуулугу менен айкалыштыруу оор жүк жана узак мөөнөттүү колдонууда компоненттердин эскирүүсүнө эң сонун туруштук бере турган сонун трибологиялык касиеттерге алып келет., мисалы, ортопедиялык имплантаттар, суюктуктарды башкарууда колдонулган кесүүчү аспаптар жана эскирүүгө туруктуу компоненттер (жип багыттары, подшипниктер, насадкалар ж.б). Бул айкалышы ортопедиялык имплантаттар сыяктуу медициналык жана өндүрүштүк шарттарда өзгөчө колдонулат, кесүүчү аспаптар же суюктук башкаруу (жип багыттоочу подшипниктердин саптамалары ж.б).

ZTAнын жакшыртылган сынуу бекемдигин анын глинозем матрицасында майда таралган циркония бөлүкчөлөрү менен түшүндүрсө болот.. жаракалар жайыла баштаганда, алардын энергиясы көбөйүп, андан ары тараганда, бул тетрагоналдык циркониянын дандары трансформацияны күчөтүү механизминин бир бөлүгү катары аны сиңирүү жана таркатуу үчүн фазалык трансформацияга дуушар болушат. – демек, бул материалдын сынууга бышыктыгын жогорулатуу.

ZTA керамикасын өндүрүүдөгү ийгилик – бул жогорку сапаттагы циркония жана глинозем порошокторун колдонууда.. Муздатуу учурунда тетрагоналдык-моноклиндик циркониянын өзүнөн-өзү өзгөрүшүнө жол бербөө жана суу молекулалары менен химиясорбцияга кабылган метастабилдүү моноклиникалык фазалардын пайда болушун азайтуу үчүн агломерацияны контролдоо керек, бул узак мөөнөттүү колдонууда төмөнкү температуранын бузулушуна алып келет.; Saint-Gobain ZirPro компаниясынын ZTA керамикасын агломерациялоо процесси мындай жагымсыз көрүнүштөрдү болтурбоо үчүн атайын түзүлгөн.. Бактыга жараша, Сент-Гобейн ZirPro керамикасынын ZTA керамикасы мындай көрүнүштөрдүн алдын алуу үчүн атайын иштелип чыккан. –

Термикалык туруктуулук

Циркония катууланган алюминий оксиди (ZTA) температуранын тез өзгөрүшүнө туруштук бере алат, жарылбай же сынбай, глинозем матрицасында чачыраган циркониянын бөлүкчөлөрүнүн аркасында жылуулук энергиясын сиңирип, кысуу стресстерин жаратып, крекинг жана бузулууларды алдын алат.. Анткени ZTA жылуулук энергиясын абдан эффективдүү сиңирет, Бул материал жогорку температурага туруктуулукту талап кылган колдонмолор үчүн мыкты тандоо болуп саналат.

Глиноземдин матрицасына цирконийдин кошулушу сыныктардын бекемдигин жогорулатат, ошол эле учурда күч жана эскирүү туруштуулугу сыяктуу механикалык касиеттерди жакшыртат.. ZTAдагы сынууга катуулугунун жогорулашы айлана-чөйрөнүн температурасында метастабилдүү тетрагоналдык фазадан моноклиникалык фазага стресстен келип чыккан трансформацияга байланыштуу.; Бул эффект глиноземдегиге караганда цирконийдин майда дан өлчөмү менен күчөтүлгөн.

Biolox Delta сыяктуу ZTA материалдарында тетрагоналдык цирконий фазасын сактоо үчүн стабилизаторлор көп колдонулат.; бирок, бөлүкчөлөрдүн бөлүштүрүлүшү жана сынууга катуулугу жагынан стабилизаторлорсуз эле ушундай натыйжаларга жетишүүгө болот.

Глинозем менен цирконийдин айкалышы күчтүүлүгү боюнча эң сонун керамика жаратат, сынуу катуулугу, ийкемдүүлүк жана катуулугу – структуралык аткарууну жана коррозияга туруктуулукту талап кылган колдонмолор үчүн маанилүү мүнөздөмөлөр. ZTA керамикасынын сапаты жогору 99% глинозем керамика үнөмдүү болуп, конкреттүү колдонуу муктаждыктарын натыйжалуураак канааттандырат; алардын катышы да атайын ылайыкташтырылышы мүмкүн.