Циркония катууланган алюминий оксиди – Өнөр жай мыктылыгы үчүн күчөтүлгөн күч

Циркония катууланган алюминий оксиди (ZTA) өзгөчө керамика болуп саналат, глинозем матрицасы аркылуу таралган иттрий стабилдештирилген цирконий бөлүкчөлөрүнүн эсебинен жогорку бышыктыгы жана сынууга туруктуулугу менен айырмаланат..

Бул материал температуранын тез өзгөрүшүнө туруштук бере алат, химиялык коррозияга туруштук берет жана мыкты жылуулук шок туруктуулугун сунуш кылат.

Мыкты коррозияга туруктуулук

ZTA керамикасы күч менен баалуулуктун ортосундагы идеалдуу балансты сунуштайт, глинозем буюмдарынан күчтүү, бирок таза циркониядан арзаныраак. Алардын механикалык касиеттери – сынуу катуулугу, ийилүү күчү жана катуулугу, ошондой эле жылуулук шок каршылык – аларды кесүүчү дөңгөлөк сыяктуу өнөр жай куралдарын жасоого ылайыктуу кылып.

ZTA өзүнүн жогорку касиеттерине yttria турукташкан цирконий кошулгандыктан жетишет (YSZ) глинозем матрицасында бөлүкчөлөр. Бир калыпта чачылганда, YSZ эки элементтин катуулугун жана сынууга каршы бекемдигин оптималдаштырууга жардам берет, натыйжада өзгөчө эскирүүгө туруштук берет, өзгөчө керамикалык материал үчүн бөлмө температурасында химиялык инерттүүлүк жана ысык катуулугу/тартылуу күч касиеттери.

ZTA продуктылары’ механикалык касиеттери порошок өндүрүү үчүн алардын кайра иштетүү жолдоруна көз каранды, анын ичинде жылуулук дарылоо, кальцинациялоо ыкмалары, кургатуу ыкмалары жана агломерация процесстери, ошондой эле өндүрүш учурунда кошулган кошумчалар менен ылайыкташтырылган формалоо. Бул факторлордун бардыгы алардын күчүнө дароо таасирин тийгизет, ийкемдүүлүк жана катуулук касиеттери.

Мыкты жылуулук шок каршылык

ZTA керамика мыкты жылуулук шок туруктуулугун сунуш кылат, аларды жогорку күчтү талап кылган аэрокосмостук колдонмолор үчүн эң сонун тандоо, катуулугу, жана химиялык инерттүүлүк. Глиноземдин матрицасынын ичинде бирдей дисперстүү болгондо YSZ оптималдаштырылышы мүмкүн. Биз сунуш кылган ушундай трансформация менен бекемделген цирконий-глиноземикалык керамика - бул BIOLOX дельта, аны жамбашты алмаштыруу сыяктуу ортопедиялык жүк көтөрүүчү компоненттер үчүн колдонсо болот..

YSZтин метастабилдүү тетрагоналдык структурасынан моноклиникалык структурага стресстен келип чыккан трансформациясы көлөмдүн кеңейүүсүн жана жылма штаммдарды жаратат, бул жаракалардын жайылышына каршы келет., бир эле учурда ийилүү бекемдигин жогорулатуу менен, сынганын бекемдигин жогорулатуу. Мындай глинозем-YSZ трансформациясы менен бекемделген керамикасынын иштеши иштетүү шарттарына, ошондой эле агломерациялоо процессинде анын курамындагы оксиддердин стехиометриясына көз каранды..

Начар көзөмөлдөнгөн агломерация шарттары аз ийилүүчү күчкө жана глинозем-YSZ матрицасынын начар бир тектүүлүгүнө алып келиши мүмкүн., абанын кармалышынан же бөлүкчөлөрдүн агломерациясынан улам болушу мүмкүн. Итрий же магний оксиддери сыяктуу кошумчаларды кошуу менен, тетрагоналдыкты моноклиникалык трансформациялоо температурасын төмөндөтүүгө жана циркониянын агломерациялоо касиеттерин жогорулатууга болот.

Мыкты эскирүүгө каршылык

ZTA жылуулук соккусуна жана коррозияга туруктуулугу жагынан гана эмес, бирок тетрагоналдык-монклиникалык фазалык трансформацияны каптоочу механизминин аркасында да өтө туруктуу. Мындан тышкары, in vitro изилдөөлөр ZTA компоненттери гидротермикалык бузулууга азыраак жакын экенин көрсөттү – жамбашты алмаштыруучу сан башын жана чыны керамикадагы негизги мааниге ээ нерсе (мисалы CeramTec тарабынан чыгарылган BIOLOX дельта).

Алюминий-циркония композиттик материалдардан жасалган ZTA компоненттеринде жасалган симуляцияланган эскирүү сыноолору эскирүү туруктуулугу жагынан таасирдүү натыйжаларды берди., ийилүү күчү жана катуулугу. Жамбаш симуляторунда бир нече циклге дуушар болгон ZTA үлгүлөрү монолиттик циркониянын компоненттерине караганда бир топ төмөн беттик тегиздик менен минималдуу деградацияны көрсөттү..

ZTA компоненттери унаа өндүрүшүндө талап кылынган колдонмолорго ылайыктуу экендигин далилдеди (ысык жана муздак калыптандыруучу аспаптар, консерваларды жабуучу роликтер жана капстандар); энергетика енер жайы (подшипниктер, тешикчелер жана куюн тапкычтар); тамак-аш кайра иштетүү (гомогенизациялоочу насостун тетиктери); жана энергетика енер жайы. Алардын механикалык касиеттери көптөгөн өзгөрмөлөргө көз каранды: порошок даярдоо үчүн колдонулган даярдоо жолдору; кальцинациялоодо колдонулган кургатуу ыкмалары; агломерациялоо учурунда кабыл алынган калыптандыруу ыкмалары; ылайыкташтырылган калыптандыруу; кошумчалар кошулган жана башкалардын арасында бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн бөлүштүрүү.

Excellent Strength

ZTA керамикасы цирконияны глинозем матрицасына интеграциялоо үчүн стресстен келип чыккан трансформацияны колдонот., убакыттын өтүшү менен күч жана туруктуулугун жогорулатуу. Бул ZTAны катуулукту талап кылган өнөр жай колдонмолору үчүн эң сонун керамикалык чечим кылат, жогорку коррозияга туруктуулук, термикалык соккуга чыдамдуулук жана термикалык соккуга чыдамдуулук.

Стресс астында, куб глиноземдеги тетрагоналдык метастабилдүү чөкмөлөр моноклиникалык бөлүкчөлөргө кескин өзгөрүп, анын матрицасынын ичиндеги жаракаларга жабышкан кысуучу беттик катмарларды түзүү аркылуу анын сынууга бекемдигин жогорулатат..

Трансформациянын катаалдануусу сыныктын катуулануусу деп аталган көрүнүш, мында глиноземдин сынуу катуулугун жогорулатуу жараканын узундугун кыскартат, жаракалар азыраак, жана мурда болгон микрожарыктар менен жакшыртылган өз ара аракеттенүү. Бул жамбашты алмаштыруу сыяктуу заманбап медициналык класстагы керамикада колдонулган катуу-катуу жана жумшак-катуу подшипниктердин айкалыштарына мүмкүндүк берет.. Мындан тышкары, Y-TZP деп аталган итрий стабилдештирилген цирконий имплантаттары убакыттын өтүшү менен эскирүүдөн коргоону камсыз кылат.