zirconia toughened alumina ໄດ້ພິສູດຄຸນສົມບັດກົນຈັກດີກວ່າຂອງຕົນເມື່ອທຽບກັບ zirconia monolithic, ລວມທັງຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງກະດູກຫັກແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural. ສະຖຽນລະພາບຂອງ ZTA ແມ່ນມາຈາກໄລຍະ matrix ຂອງມັນທີ່ປົກປ້ອງແລະຈໍາກັດການຫັນປ່ຽນຂອງເມັດ zirconia tetragonal., ຊ່ວຍໃຫ້ມັນທົນທານຕໍ່ການເຊື່ອມໂຊມພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ hydrothermal in-vivo.
ຄວາມເຂັ້ມແຂງ Flexural
ໂດຍການເພີ່ມ zirconia ກັບ alumina ceramics, zirconia toughened alumina ຖືກສ້າງຂື້ນ. ວັດສະດຸນີ້ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ດີກວ່າແລະຄວາມທົນທານກົນຈັກໃນສະຖານະການທີ່ຕ້ອງການມັນ, ແລະຍັງຕ້ານການ corrosion ສານເຄມີເຊັ່ນດຽວກັນກັບການສໍາຜັດກັບນ້ໍາຂອງຮ່າງກາຍ.
zirconia alumina toughened ສາມາດທົນທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາຂອງອຸນຫະພູມເນື່ອງຈາກອະນຸພາກ zirconia ຂອງມັນກະແຈກກະຈາຍພາຍໃນ matrix alumina ດູດເອົາພະລັງງານຄວາມຮ້ອນແລະສ້າງຄວາມກົດດັນບີບອັດເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ cracking., ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆເຊັ່ນ: ອົງປະກອບ furnace ແລະເຄື່ອງຈັກ turbine ອາຍ.
ເຊລາມິກປະສົມນີ້ປະສົມປະສານຄຸນນະພາບທີ່ຫນ້າປະທັບໃຈຂອງທັງ alumina ແລະ zirconia ເພື່ອສະຫນອງຄວາມເຂັ້ມແຂງພິເສດແລະການຕໍ່ຕ້ານຄວາມຮ້ອນ., ມີຄວາມແຂງດີກວ່າ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural, ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ທີ່ລື່ນກາຍ 99% ອະລູມິນຽມບໍລິສຸດໃນແງ່ຂອງຄວາມແຂງ, ຄວາມທົນທານແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່.
ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກ
Zirconia ເສີມຂະຫຍາຍຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງກະດູກຫັກຂອງອາລູມິນຽມເຊລາມິກໂດຍຜ່ານການຫັນເປັນ toughening. ເມື່ອຕີ, zirconia metastable yttrium-stabilized ປ່ຽນເປັນໂຄງສ້າງ crystal monoclinic ທີ່ຜະລິດຄວາມກົດດັນທີ່ບີບອັດທີ່ປ້ອງກັນການແຜ່ກະຈາຍຂອງຮອຍແຕກ..
Zirconia toughened alumina ເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການສ້າງເຄື່ອງມືຕັດເນື່ອງຈາກຄວາມແຂງຂອງມັນ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມຕ້ານທານກັບ friction. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄຸນສົມບັດກົນໄກທີ່ດີກວ່າຂອງຕົນປະກອບສ່ວນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍກັບຄວາມທົນທານແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຕົນ.
ZTA ຜະລິດຜ່ານ gelcasting ມີການປະສົມປະສານພິເສດຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural, ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກ, biocompatibility ແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ຄວາມຮ້ອນ / corrosion ທີ່ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບການຜ່າຕັດທົດແທນ hip. ໂດຍຜ່ານຂະບວນການ gelcasting ມັນຍັງສາມາດປັບຕົວກໍານົດການຄວາມທົນທານຂອງຄວາມແຂງກະດ້າງ - ຮອຍແຕກ - flexural ໂດຍການປ່ຽນແປງລະດັບການໂຫຼດແຂງ slurry., ຄວາມຫນາຂອງ mold ຫຼືຕົວກໍານົດການອຸນຫະພູມ sintering ເພື່ອເຮັດໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບສູງສຸດ.
ເສັ້ນໂຄ້ງຄວາມກົດດັນ
zirconia toughened alumina ອຸປະກອນການມີຄວາມເຂັ້ມແຂງທີ່ດີກວ່າແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຄວາມເຂັ້ມງວດພິເສດສໍາລັບການສະຫນັບສະຫນູນການໂຫຼດຫນັກໂດຍບໍ່ມີການ deforming ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ມັນມີຄວາມສາມາດຕ້ານການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ, ເຮັດໃຫ້ມັນທົນທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມຢ່າງກະທັນຫັນໂດຍບໍ່ມີການຊຸດໂຊມ..
ເນື້ອໃນຂອງ zirconia ເກີນຂອບເຂດຈໍາກັດທີ່ແນ່ນອນເພີ່ມການເຊື່ອມໂຊມຂອງອາຍຸຜ່ານ microcracks ທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການເຮັດຄວາມເຢັນຫຼັງຈາກການເຜົາຜະຫລານທີ່ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນເສັ້ນທາງພິເສດສໍາລັບການເຈາະນ້ໍາເຂົ້າໄປໃນວັດສະດຸເຊລາມິກ., ນໍາໄປສູ່ microcracks ທີ່ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນເສັ້ນທາງພິເສດສໍາລັບການເຂົ້າແລະແຜ່ເຂົ້າໄປໃນມັນ.. ກົງກັນຂ້າມ, ໃນເວລາທີ່ຕ່ໍາກວ່າຂອບເຂດນີ້, ອະນຸພາກ zirconia ໄດ້ຮັບການຫັນປ່ຽນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນຈາກໄລຍະ tetragonal ໄປສູ່ໄລຍະ monoclinic ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການເຊື່ອມໂຊມຂອງອາຍຸ..
ຄວາມເຂັ້ມແຂງ tensile
Zirconia toughened alumina ເປັນວັດສະດຸແຂງແລະທົນທານ, ທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ທີ່ດີເລີດແລະຄຸນສົມບັດສະຖຽນລະພາບຄວາມຮ້ອນ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບອົງປະກອບທີ່ຕ້ອງການຄວາມເຢັນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພື້ນຜິວທີ່ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານຄວາມຮ້ອນເຊັ່ນນີ້ສະຫນອງການຄວບຄຸມຄວາມຮ້ອນເຊັ່ນດຽວກັນກັບການຕໍ່ຕ້ານ frictional ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາເລືອກວັດສະດຸທີ່ເຫມາະສົມ.
ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນ, ZTA ຜ່ານການຫັນປ່ຽນໄລຍະຈາກ tetragonal ເປັນ monoclinic ເຊິ່ງປ້ອງກັນການແຜ່ກະຈາຍຂອງຮອຍແຕກແລະເພີ່ມຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກ., ແຕ່ບາງການສຶກສາຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າການເພີ່ມ zirconia ທີ່ບໍ່ສະຖຽນລະພາບເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂັ້ມແຂງ tensile ຫຼຸດລົງ.
ZTA ceramics ປົກກະຕິແລ້ວປະກອບດ້ວຍ 10%-20% zirconia, ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ປັບແຕ່ງສະເພາະສຳລັບແຕ່ລະແອັບພລິເຄຊັນ. ZTA ແມ່ນເຂົ້າກັນໄດ້ທາງຊີວະພາບ, ທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມ, ທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ, ທົນທານຕໍ່ຄວາມກົດດັນ, ທາງເລືອກທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງເຊລາມິກ zirconia ບໍລິສຸດແລະສາມາດທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງໂດຍບໍ່ມີການເຊື່ອມໂຊມ. ຜູ້ຜະລິດປະທັບຕາວາວມັກຈະເລືອກມັນເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກ່ອນແລະຄວາມສາມາດຖືຄວາມກົດດັນ – ຄຸນນະພາບທັງຫມົດທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການປະທັບຕາວາວຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.
ຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນກະທົບ
zirconia toughened alumina ແມ່ນທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນສູງແລະມີຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກພິເສດ, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການຄວາມແຂງແລະຄວາມທົນທານພ້ອມໆກັນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ZTA ສະຫນອງການປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫຼາຍກວ່າ zirconia ceramics ບໍລິສຸດ.
ການສົມທົບ alumina ແລະ zirconia ສ້າງເຊລາມິກທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ສູງຂຶ້ນ, ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກ, ແລະທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ກ່ວາອາລູມິນຽມບໍລິສຸດ. ມັນສາມາດທົນທານຕໍ່ການໂຫຼດທີ່ສູງຂຶ້ນແລະຜົນກະທົບແລະມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ເປັນການຍົກລະດັບຂອງອາລູມິນຽມມາດຕະຖານໃນການອອກແບບທີ່ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຄຸນສົມບັດເພີ່ມເຕີມ.
ການຫັນປ່ຽນຄວາມເຄັ່ງຕຶງບັນຊີສໍາລັບຄວາມເຂັ້ມແຂງທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນນີ້; ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຄວາມກົດດັນ, particles zirconia ປ່ຽນຈາກ tetragonal ຂອງເຂົາເຈົ້າເປັນຮູບຮ່າງ monoclinic ແລະຂະຫຍາຍ, ການບີບອັດຮອຍແຕກໃນ alumina matrix ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ສູງກວ່າ YSZ (ຮູບ 6c ແລະ d).
ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ
ການປະສົມປະສານຂອງ ZTA ceramic ຂອງ alumina ແລະ zirconia ສະຫນອງການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ດີກວ່າເມື່ອທຽບກັບບໍລິສຸດ 99% ວັດສະດຸ alumina ຢ່າງດຽວ, ແລະມີຄວາມແຂງດີກວ່າ, ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural, ແລະຄຸນສົມບັດແຂງກ່ວາຄູ່ແຂ່ງຂອງຕົນ.
ZTA ມີລັກສະນະທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ແລະການຂັດທີ່ໂດດເດັ່ນແລະຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງສານເຄມີ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາທີ່ຕ້ອງການຄວາມທົນທານກົນຈັກສູງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການປະສົມປະສານຂອງວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດເຮັດໃຫ້ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ່າງໄວວາໂດຍບໍ່ມີການແຕກຫຼືແຕກ.
ອະນຸພາກຂອງ Zirconia ທີ່ເພີ່ມໃສ່ alumina matrix ເພີ່ມຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກຂອງຕົນໂດຍຜ່ານການຫັນເປັນ toughening, ຜົນກະທົບທີ່ເກີດຈາກຄວາມກົດດັນຂອງ particles zirconia ທີ່ປ່ຽນຈາກໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນ tetragonal ກັບ monoclinic ເມື່ອສໍາຜັດກັບຄວາມກົດດັນບີບອັດ., ການຜະລິດຄວາມກົດດັນທີ່ບີບອັດເຊິ່ງຍັບຍັ້ງການແຜ່ກະຈາຍຂອງຮອຍແຕກແລະເພີ່ມຄວາມເຄັ່ງຄັດຂອງກະດູກຫັກຂອງມັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
ຕ້ານການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນ
zirconia toughened alumina ເປັນເຊລາມິກທີ່ກ້າວຫນ້າທີ່ປະສົມປະສານ alumina ແລະ zirconia. ເພື່ອສ້າງ ZTA, zirconia ຖືກນໍາສະເຫນີເຂົ້າໄປໃນ matrix alumina ຕົ້ນຕໍກ່ອນທີ່ຈະ sintering ສໍາລັບການເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະການຕໍ່ຕ້ານການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນຫຼາຍກວ່າ alumina ceramics ແບບດັ້ງເດີມ.; ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນມັນມີຄວາມແຂງສູງຂຶ້ນ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຫຼາຍກ່ວາຄູ່ຮ່ວມງານຂອງຕົນ.
ກົນໄກການເຄັ່ງຄັດຂອງ ZTA ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຫັນປ່ຽນໄລຍະທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນຈາກ tetragonal ໄປສູ່ໂຄງສ້າງຜລຶກຂອງອະນຸພາກ zirconia monoclinic., ເພີ່ມຄວາມເຄັ່ງຄັດຂອງກະດູກຫັກໃນຂະນະທີ່ປົກປ້ອງມັນຈາກການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນແລະການຂັດກົນ. zirconia toughened alumina ແມ່ນ biocompatible ສູງແລະບໍ່ corrode ໄວ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບປະທັບຕາວາວ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ສູງຂອງມັນເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດທົນທານຕໍ່ຄວາມກົດດັນຂອງຮ່າງກາຍຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.