Zirconia Toughened Alumina ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂັ້ນສູງ

ZTA ແມ່ນວັດສະດຸປະສົມ alumina-zirconia, ຈໍາ​ແນກ​ໂດຍ​ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ​ທີ່​ດີກ​ວ່າ​ແລະ toughness​. ຜະລິດໂດຍຜ່ານການປ່ຽນແປງທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນຂອງອະນຸພາກ zirconia tetragonal ລະອຽດໃນ alumina matrix.

Zirconia ceramics ແມ່ນອຸປະກອນດ້ານວິຊາການທີ່ໂດດເດັ່ນ, boasting ແຂງທີ່ດີເລີດ, ສະຖຽນລະພາບຄວາມຮ້ອນ, ການຕໍ່ຕ້ານການສວມໃສ່ແລະສະພາບແວດລ້ອມການເຮັດວຽກທີ່ເຊລາມິກອື່ນໆຈໍານວນຫຼາຍບໍ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້. ໂລຫະແລະພາດສະຕິກບໍ່ສາມາດປຽບທຽບໄດ້. ນອກຈາກນັ້ນ, zirconia ceramics ຍັງສະແດງຄວາມແຂງທີ່ໂດດເດັ່ນສໍາລັບການເຮັດເຄື່ອງມື.

ຄວາມເຂັ້ມແຂງ

ZTA ໂດດເດັ່ນໃນບັນດາວັດສະດຸເຊລາມິກທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະຄວາມທົນທານພິເສດຂອງມັນ, ການຕໍ່ຕ້ານການສວມໃສ່, inertness ເຄມີ, ຄ່າສໍາປະສິດ friction ຕ່ໍາ, ອັດຕາສ່ວນຄວາມແຂງ/ແຂງສູງ ແລະຄ່າສໍາປະສິດການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນຂ້ອນຂ້າງຕໍ່າເມື່ອປຽບທຽບກັບສ່ວນອື່ນໆ – ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຊັ່ນ: ເຄື່ອງມືຕັດ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ທາງຊີວະພາບຂອງມັນຍັງເຮັດໃຫ້ ZTA ເປັນທາງເລືອກວັດສະດຸທີ່ຫນ້າສົນໃຈ.

ZTA ຖືກກໍານົດໂດຍການແຜ່ກະຈາຍທີ່ເປັນເອກະພາບສູງຂອງອະນຸພາກ zirconia tetragonal ພາຍໃນ matrix alumina.. ນີ້ແມ່ນສໍາເລັດໂດຍນໍາໃຊ້ເຕັກນິກການຜະສົມຜະສານທີ່ຊັບຊ້ອນເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຈັກບານແລະການຂັດສີດ້ວຍພະລັງງານສູງ.; ເມື່ອປະສົມເຂົ້າກັນແລ້ວຜົງສາມາດປະກອບເປັນສ່ວນປະກອບທີ່ຕັ້ງໃຈໄດ້ໂດຍການກົດແຫ້ງ, ການກົດ isostatic, ເຕັກນິກການສີດຫຼື extrusion.

Zirconia ກະແຈກກະຈາຍໄປທົ່ວ alumina matrix ປັບປຸງຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກໂດຍການດູດຊຶມແລະກະຈາຍພະລັງງານຮອຍແຕກ., ເປັນ​ທີ່​ຮູ້​ຈັກ​ເປັນ​ການ​ຫັນ​ເປັນ​ຄວາມ​ເຄັ່ງ​ຄັດ​. Zirconia ຍັງປະກອບສ່ວນໃນການຕໍ່ຕ້ານການສວມໃສ່ໂດຍການຜະລິດຄວາມກົດດັນທີ່ບີບອັດເຊິ່ງປ້ອງກັນການແຜ່ກະຈາຍຂອງຮອຍແຕກ – ເປັນ​ທີ່​ຮູ້​ຈັກ​ເປັນ​ການ​ແຫຼມ​ຕົນ​ເອງ​ – ເຮັດໃຫ້ ZTA ເປັນທາງເລືອກວັດສະດຸທີ່ດີເລີດສໍາລັບການຂັດລໍ້.

ຄວາມທົນທານ

Zirconia Toughened Alumina (ZTA) ceramics ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງທີ່ຫນ້າປະທັບໃຈແລະຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກ, ເຮັດໃຫ້ມັນສົມບູນແບບສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນທົ່ວລະດັບຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກແລະສະພາບແວດລ້ອມ. ຄວາມຢືດຢຸ່ນທີ່ໂດດເດັ່ນນີ້ແມ່ນມາຈາກການຫັນປ່ຽນໄລຍະທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນ, ອະນຸພາກ zirconia tetragonal ກະແຈກກະຈາຍຢ່າງເປັນເອກະພາບທີ່ກະແຈກກະຈາຍພາຍໃນ matrix alumina; ຄວາມກົດດັນເຮັດໃຫ້ເກີດການຫັນປ່ຽນໄລຍະເພື່ອຜະລິດເຄືອຂ່າຍ microcrack ຂອງ zirconia-Alumina ທີ່ດູດເອົາພະລັງງານຂອງການຂະຫຍາຍຮອຍແຕກຢ່າງມີປະສິດທິພາບໃນການຊັກຊ້າການແຜ່ກະຈາຍຂອງພວກເຂົາໃນຂະນະທີ່ເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານກະດູກຫັກ. (Clausen 1976).

ZTA ໂດດເດັ່ນຍ້ອນຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນທີ່ໂດດເດັ່ນ. ຂໍຂອບໃຈກັບການປະສົມປະສານທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງອົງປະກອບໄລຍະ tetragonal-monoclinic, ເຊລາມິກນີ້ສາມາດທົນທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາຂອງອຸນຫະພູມໂດຍບໍ່ມີການແຕກຫຼືແຕກ, ໃນຂະນະທີ່ການຫັນປ່ຽນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນຂອງ zirconia ເຂົ້າໄປໃນຮູບແບບ tetragonal metastable ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນທີ່ບີບອັດເຊິ່ງຕ້ານການສ້າງຕັ້ງຂອງຮອຍແຕກພາຍໃນ matrix alumina ຂອງມັນແລະເພີ່ມຄວາມເຄັ່ງຄັດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງ ZTA..

ZTA ບໍ່ພຽງແຕ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງມັນເທົ່ານັ້ນ, ໂຄງສ້າງ tetragonal-monoclinic ແລະຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກສູງ, ແຕ່ຍັງມີຄ່າສໍາປະສິດຕ່ໍາຂອງການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນ (CTE), ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການອຸນຫະພູມທີ່ສຸດຫຼືສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງມິຕິແມ່ນສໍາຄັນ, ເຊັ່ນ: ອົງປະກອບຄວາມແມ່ນຍໍາຫຼືຊຸດເອເລັກໂຕຣນິກ.

ZTA ໂດດເດັ່ນໃນບັນດາວັດສະດຸປູກຝັງທາງການແພດເນື່ອງຈາກການປະສົມປະສານຂອງຄວາມຕ້ານທານສານເຄມີ, ຄຸນສົມບັດກົນຈັກ ແລະຄວາມກົດດັນຊ່ວຍຕໍ່ຕ້ານການກັດກ່ອນໃນນໍ້າ ຫຼືນໍ້າໃນຮ່າງກາຍ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນຜູ້ສະຫມັກທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບ implants ທາງການແພດເຊັ່ນ: orthopedic femoral heads ແລະ liners acetabular.. BioLOX Delta biomaterial ແມ່ນຫນຶ່ງໃນຕົວຢ່າງດັ່ງກ່າວ; ໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນລະຫວ່າງການຜ່າຕັດ orthopedic ສໍາລັບທັງສອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.

ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ

ZTA ມີຄຸນສົມບັດດີເລີດຂອງທັງອາລູມິນຽມ ແລະ zirconia, ເຮັດໃຫ້ມັນທົນທານຕໍ່ທັງການໂຈມຕີທາງເຄມີແລະການສວມໃສ່, ເຮັດໃຫ້ມັນສົມບູນແບບສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດ corrosion ຫຼື friction ຊ້ໍາຊ້ອນຫຼືຄວາມກົດດັນກົນຈັກ.

ການລວມເອົາຄວາມແຂງຂອງອາລູມິນຽມກັບຄວາມທົນທານຂອງ zirconia ເຮັດໃຫ້ມີຄຸນສົມບັດ tribological ທີ່ດີເລີດທີ່ເຮັດໃຫ້ການຕໍ່ຕ້ານການສວມໃສ່ທີ່ດີເລີດໃນອົງປະກອບທີ່ມີການໂຫຼດຫນັກແລະການນໍາໃຊ້ໃນໄລຍະຍາວ., ເຊັ່ນ: ການປູກຝັງ orthopedic, ເຄື່ອງມືຕັດແລະໃສ່ອົງປະກອບທີ່ທົນທານຕໍ່ທີ່ໃຊ້ໃນການຄຸ້ມຄອງນ້ໍາ (ຄູ່ມືກະທູ້, ລູກປືນ, nozzles ແລະອື່ນໆ). ການປະສົມປະສານນີ້ແມ່ນໃຊ້ໄດ້ໂດຍສະເພາະໃນການຕັ້ງຄ່າທາງການແພດແລະອຸດສາຫະກໍາເຊັ່ນ: ການປູກຝັງ orthopedic, ເຄື່ອງມືຕັດຫຼືການຈັດການນ້ໍາ (threads guides bearings nozzles ແລະອື່ນໆ).

ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກທີ່ປັບປຸງໃຫ້ດີຂຶ້ນຂອງ ZTA ສາມາດເປັນຂອງອະນຸພາກ zirconia ທີ່ແຈກຢາຍຢ່າງດີຢູ່ໃນເມຕຣິກອາລູມິນຽມຂອງມັນ.. ເມື່ອຮອຍແຕກເລີ່ມຂະຫຍາຍພັນ, ໃນເວລາທີ່ພະລັງງານຂອງເຂົາເຈົ້າເພີ່ມຂຶ້ນແລະຂະຫຍາຍພັນຕໍ່ໄປຕາມ, ເມັດ zirconia tetragonal ເຫຼົ່ານີ້ຜ່ານການຫັນປ່ຽນໄລຍະເພື່ອດູດຊຶມແລະ dissipate ມັນເປັນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງກົນໄກການຫັນເປັນ toughening. – ເພາະສະນັ້ນ, ການປັບປຸງຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກຂອງວັດສະດຸນີ້.

ຄວາມສໍາເລັດໃນການຜະລິດເຊລາມິກ ZTA ແມ່ນຢູ່ໃນການນໍາໃຊ້ zirconia ທີ່ມີຄຸນນະພາບດີແລະຜົງອາລູມິນຽມທີ່ບໍ່ມີສິ່ງເສດເຫຼືອ.. Sintering ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການປ່ຽນເປັນ zirconia tetragonal-to-monoclinic spontaneous ໃນລະຫວ່າງການເຮັດຄວາມເຢັນແລະຫຼຸດຜ່ອນການສ້າງຕັ້ງໄລຍະ monoclinic metastable ທີ່ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການດູດຊຶມດ້ວຍໂມເລກຸນນ້ໍາທີ່ນໍາໄປສູ່ການເສື່ອມໂຊມຂອງອຸນຫະພູມຕ່ໍາໃນໄລຍະການນໍາໃຊ້ໃນໄລຍະຍາວ.; ຂະບວນການ sintering ຂອງເຊລາມິກ ZTA ຂອງ Saint-Gobain ZirPro ໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນໂດຍສະເພາະເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການປະກົດການທີ່ບໍ່ຕ້ອງການດັ່ງກ່າວ.. ໂຊກດີທີ່ Saint-Gobain ZirPro ceramic ຂອງ ZTA ceramic ໄດ້ຖືກອອກແບບໂດຍສະເພາະເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ປະກົດການດັ່ງກ່າວເກີດຂຶ້ນ. –

ສະຖຽນລະພາບຄວາມຮ້ອນ

Zirconia Toughened Alumina (ZTA) ສາມາດທົນກັບການປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາຂອງອຸນຫະພູມໂດຍບໍ່ມີການ cracking ຫຼື breaking, ຂໍຂອບໃຈກັບອະນຸພາກ zirconia ທີ່ກະແຈກກະຈາຍຢູ່ພາຍໃນ alumina matrix ດູດເອົາພະລັງງານຄວາມຮ້ອນແລະສ້າງຄວາມກົດດັນທີ່ບີບອັດທີ່ປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດຮອຍແຕກແລະຄວາມລົ້ມເຫຼວ.. ເນື່ອງຈາກວ່າ ZTA ດູດຊຶມພະລັງງານຄວາມຮ້ອນຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ອຸປະກອນການນີ້ເຮັດໃຫ້ທາງເລືອກທີ່ດີເລີດສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການຄວາມຕ້ານທານກັບອຸນຫະພູມສູງ.

ການເພີ່ມ zirconia ກັບ alumina matrix ສາມາດເພີ່ມຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກໃນຂະນະທີ່ປັບປຸງຄຸນສົມບັດກົນຈັກເຊັ່ນ: ຄວາມແຂງແຮງແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່.. ຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງກະດູກຫັກທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໃນ ZTA ແມ່ນເນື່ອງມາຈາກການຫັນປ່ຽນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນຈາກໄລຍະ tetragonal metastable ໄປສູ່ໄລຍະ monoclinic ໃນອຸນຫະພູມອາກາດລ້ອມຮອບ.; ຜົນ​ກະ​ທົບ​ຂະ​ຫຍາຍ​ໂດຍ​ຂະ​ຫນາດ​ເມັດ zirconia ຂະ​ຫນາດ​ນ້ອຍ​ກ​່​ວາ​ທີ່​ຢູ່​ໃນ​ອາ​ລູ​ມິ​ນາ​.

stabilizers ຖືກນໍາໃຊ້ເລື້ອຍໆເພື່ອຮັກສາໄລຍະ zirconia tetragonal ໃນວັດສະດຸ ZTA ເຊັ່ນ Biolox Delta; ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄ້າຍຄືກັນສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍບໍ່ມີການ stabilizer ໃນຂໍ້ກໍານົດຂອງການແຜ່ກະຈາຍ particle ແລະຄວາມເຄັ່ງຄັດຂອງກະດູກຫັກ.

ການປະສົມປະສານຂອງ alumina ແລະ zirconia ສ້າງເຊລາມິກທີ່ກ້າວຫນ້າທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງດີເລີດ, ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກ, elasticity ແລະຄວາມແຂງ – ຄຸນ​ລັກ​ສະ​ນະ​ທີ່​ຈໍາ​ເປັນ​ສໍາ​ລັບ​ຄໍາ​ຮ້ອງ​ສະ​ຫມັກ​ທີ່​ຮຽກ​ຮ້ອງ​ໃຫ້​ມີ​ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ຂອງ​ໂຄງ​ສ້າງ​ແລະ​ການ​ຕ້ານ​ການ corrosion​. ZTA ceramics ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະດີກວ່າ 99% alumina ceramics ທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍປະສິດທິພາບໃນຂະນະທີ່ຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະໃດຫນຶ່ງປະສິດທິພາບຫຼາຍ; ອັດຕາສ່ວນຂອງພວກມັນສາມາດຖືກປັບແຕ່ງໂດຍສະເພາະ.