ຄວາມທົນທານທີ່ບໍ່ກົງກັນກັບ Zirconia Toughened Alumina (ZTA) ເຊລາມິກ

Zirconia Toughened Alumina (ZTA) ເຊລາມິກມີຄວາມເຂັ້ມແຂງທີ່ບໍ່ສາມາດປຽບທຽບໄດ້. ພວກ​ເຂົາ​ເຈົ້າ​ມີ​ຄວາມ​ທົນ​ທານ​ຕໍ່​ການ​ສວມ​ໃສ່​ທີ່​ດີກ​ວ່າ​, inertness ສານເຄມີແລະ friction ຕ່ໍາສໍາລັບການປະຕິບັດ effortless ໃນວຽກງານປະຈໍາວັນ – ບໍ່ໄດ້ກ່າວເຖິງຄວາມແຂງແລະຄວາມແຂງທີ່ສູງກວ່າໂລຫະ.

ZTA ກ່ຽວຂ້ອງກັບ tetragonal zirconia polycrystal agglomerates metastable ໃນ matrix alumina ທີ່ຜ່ານການຫັນປ່ຽນໄລຍະທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນໄປສູ່ຮູບແບບ monoclinic ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນ., ດັ່ງນັ້ນການກະຈາຍຄວາມເມື່ອຍລ້າຂອງ shear ແລະຢຸດເຊົາການຂະຫຍາຍພັນຂອງຮອຍແຕກ, ເປັນທີ່ຮູ້ກັນທົ່ວໄປວ່າເປັນການຫັນປ່ຽນຄວາມເຄັ່ງຕຶງ.

ທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ

ZTA ສະຫນອງການຕໍ່ຕ້ານສານເຄມີທີ່ດີກວ່າເມື່ອທຽບກັບອາລູມິນຽມບໍລິສຸດແລະສາມາດທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມທີ່ຮ້າຍໄປໂດຍບໍ່ມີການຊຸດໂຊມ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາງເລືອກວັດສະດຸທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງແລະເງື່ອນໄຂ.

ຄວາມທົນທານຂອງ ZTA ໄດ້ຖືກປັບປຸງໂດຍ particles zirconia ທີ່ກະແຈກກະຈາຍແລະດູດຊຶມພະລັງງານ, ຊ່ວຍປ້ອງກັນຮອຍແຕກ. ເມື່ອ doped ກັບ yttrium oxide, zirconia ປ່ຽນຈາກໄລຍະ tetragonal metastable ກັບ monoclinic ໃນໄລຍະຄວາມກົດດັນເພື່ອສ້າງຄວາມກົດດັນທີ່ບີບອັດທີ່ເພີ່ມຄວາມເຄັ່ງຄັດຂອງກະດູກຫັກ..

ceramics ອີງ Zirconia ເຊັ່ນ ZTA ມີ particles alumina ເພື່ອຕ້ານການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນ. ນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ມັນທົນທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມຢ່າງໄວວາໂດຍບໍ່ມີການ cracking ຫຼືຄວາມລົ້ມເຫຼວໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກປະສິດທິພາບສູງເຊັ່ນ: ການ grinding ແລະການຕັດ; ການຂະຫຍາຍເສັ້ນ ແລະ torsional ຕໍ່າຂອງມັນໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການຮັບນໍ້າໜັກທີ່ໂດດເດັ່ນ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການປະຕິບັດ. ZTA ໂອ້ອວດ 2-3 ເວລາມີຄວາມເຂັ້ມແຂງ tensile ທີ່ເຂັ້ມແຂງເມື່ອທຽບກັບອະລູມິນຽມບໍລິສຸດໃນຂະນະທີ່ມີຄ່າສໍາປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວ linear / tosional ຕ່ໍາສໍາລັບຄວາມສາມາດຮັບການຍົກເວັ້ນແລະຄວາມສາມາດປະສິດທິພາບ..

ຄວາມແຂງຕົວສູງ

ZTA ປະສົມປະສານຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະຄວາມທົນທານຂອງອາລູມິນຽມກັບ zirconia toughening ສໍາລັບວັດສະດຸພິເສດສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການ.. ການປະສົມປະສານນີ້ສະຫນອງຄວາມເຂັ້ມແຂງທີ່ບໍ່ມີຕົວຕົນ, ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກ, ຄຸນສົມບັດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແລະຄວາມແຂງໃນຊຸດດຽວ.

Claussen ຄົ້ນພົບໃນ 1976 ວ່າການເພີ່ມ zirconia unstabilized ກັບ alumina ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເພີ່ມຄວາມເຄັ່ງຄັດຂອງກະດູກຫັກຂອງມັນ, ເນື່ອງຈາກການປ່ຽນແປງຂອງ tetragonal-monoclinic ຂອງ precipitates tetragonal ລະອຽດກະແຈກກະຈາຍຢູ່ພາຍໃນ matrix ຂອງມັນ.. precipitates ທີ່ສາມາດ metastable ດັ່ງກ່າວຖືກຍັບຍັ້ງຈາກການປ່ຽນແປງຈົນກ່ວາການປ່ອຍອອກມາໂດຍຫນ້າຮອຍແຕກທີ່ໃກ້ເຂົ້າມາຫຼືແຫຼ່ງອື່ນໆຂອງການບັນເທົາທຸກຈາກຂໍ້ຈໍາກັດຂອງພວກມັນ., ເຊັ່ນ: ການລະລາຍໄປ.

ເຊລໂກເນຍທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນ 10mol% yttria-stabilized (10YSZ), ເສີມດ້ວຍອະນຸພາກຫຼື platelets ທີ່ປະກອບດ້ວຍຈາກ 0 ເຖິງ 30wt% ເນື້ອໃນ alumina ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມເຂັ້ມແຂງຢ່າງເຂັ້ມງວດ, ຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງກະດູກຫັກແລະການທົດສອບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮອຍແຕກຊ້າຢູ່ທີ່ 1000C ໃນອາກາດ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມທົນທານຂອງການຍືດຫຍຸ່ນສູງສຸດແລະຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກສໍາລັບອົງປະກອບຂອງ platelet ໄດ້ຖືກບັນລຸດ້ວຍເນື້ອໃນອົງປະກອບນີ້..

ຄວາມແຮງ tensile ສູງ

Zirconia ceramics ສະຫນອງການປະສົມພິເສດຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງ, ຄວາມຢືດຢຸ່ນ, ແລະ versatility ທີ່ໄກ outshines ceramics ດ້ານວິຊາການພື້ນເມືອງ. ສູດ Zirconia ເຊັ່ນ ZTA ສະຫນອງການແກ້ໄຂສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກທີ່ສຸດໃນມື້ນີ້ຕັ້ງແຕ່ອົງປະກອບຂອງຍານອາວະກາດທີ່ທົນທານຕໍ່ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງຈົນເຖິງການປູກຝັງຊີວະພາບລຸ້ນຕໍ່ໄປທີ່ຖືກອອກແບບມາສໍາລັບອາຍຸຍືນ. – ການສະຫນອງການແກ້ໄຂທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ສໍາລັບຄວາມຕ້ອງການທີ່ຮີບດ່ວນທີ່ສຸດໃນມື້ນີ້.

ZTA ຢືນອອກໃນບັນດາວັດສະດຸອື່ນໆເນື່ອງຈາກຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ດີກວ່າຂອງຕົນ, ຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງກະດູກຫັກແລະການຕໍ່ຕ້ານການຂະຫຍາຍພັນຂອງຮອຍແຕກເນື່ອງຈາກໄລຍະ tetragonal metastable ຂອງມັນ. ການປ່ຽນແປງນີ້ເຂົ້າໄປໃນ monoclinic zirconia ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ compresses ເຂດຂ້າງຫນ້າຂອງຮອຍແຕກເພື່ອຢຸດການຂະຫຍາຍຕົວຕື່ມອີກ..

Yttria ສະຖຽນລະພາບບາງສ່ວນ Zirconia (Y-TZP) ແລະ Cerium ຄົງທີ່ບາງສ່ວນ Zirconia (What-TZP) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນລັກສະນະຄວາມທົນທານພິເສດທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບ ZTA ເນື່ອງຈາກການຮັກສາໄລຍະ tetragonal ໂດຍການຮັກສາ yttria ຫຼື cerium ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ., ອະນຸຍາດໃຫ້ການຫັນປ່ຽນໃນລະດັບອຸນຫະພູມທີ່ສາມາດຈັດການໄດ້ຫຼາຍກວ່າເກົ່າແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມເສຍຫາຍດ້ານຫນ້າຫນ້ອຍໃນລະຫວ່າງການທົດສອບການໂຫຼດຮອບວຽນຫຼາຍກ່ວາຄູ່ຮ່ວມງານ Alumina.

Friction ຕໍ່າ

Zirconia ເປັນເຊລາມິກວິສະວະກໍາທີ່ຍາກທີ່ສຸດທີ່ມີແລະຄຸນສົມບັດ friction ຕ່ໍາຂອງມັນຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານການສວມໃສ່ໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດລົງຄວາມຕ້ອງການ lubrication..

ZTA ceramics ມີອາລູມິນຽມສໍາລັບຄວາມທົນທານສູງສຸດ. ນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ອະນຸພາກ zirconia tetragonal tetragonal ຄົງທີ່ metastable yttria ຢູ່ໃນ matrix alumina ຍັງຄົງບໍ່ປ່ຽນແປງ., ທີ່ຍັງເຫຼືອ crystalized ໂດຍຄຸນງາມຄວາມດີຂອງເຄືອຂ່າຍ interwoven ຂອງເມັດພືດ.

ອົງປະກອບຄວບຄຸມແລະເງື່ອນໄຂການປຸງແຕ່ງຮັບປະກັນວ່າການຫັນເປັນ spontaneous tetragonal-to-monoclinic ບໍ່ໄດ້ເກີດຂຶ້ນຕາມຄວາມເຢັນຈາກອຸນຫະພູມ sintering., ປະກອບສ່ວນກັບຄວາມສາມາດຫຼາຍຕີໃນການທົດສອບຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມເປັນເອກະພາບສູງໃນສ່ວນປະກອບຂອງ alumina-zirconia ທີ່ມີຂະ ໜາດ ເມັດນ້ອຍໆສົ່ງຜົນໃຫ້ພະລັງງານຮອຍແຕກທີ່ຕໍ່າລົງເຊິ່ງແປວ່າຄວາມຍາວຂອງຮອຍແຕກສັ້ນກວ່າໃນລະຫວ່າງການທົດສອບການຫຍໍ້ ໜ້າ ຂອງເພັດ..

ການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນສູງ

ຜົນບັງຄັບໃຊ້ການຜູກມັດຂອງ Alumina matrix ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດປ້ອງກັນອະນຸພາກ zirconia tetragonal ຈາກການປ່ຽນແປງໄປສູ່ monoclinic zirconia ເມື່ອຄວາມເຢັນ., ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ 10 mole % yttria-stabilized zirconia-Alumina composites ຄົງທີ່ແລະບໍ່ມີຮອຍແຕກ.

ການເພີ່ມ cerium ກັບ zirconia ເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມຫມັ້ນຄົງບາງສ່ວນ (What-TZP). Ce-TZP ຮັກສາໄລຍະ tetragonal ຂອງມັນຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງແລະເພີ່ມຄວາມທົນທານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງກະດູກຫັກແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ເມື່ອທຽບກັບວັດສະດຸ ceramic ແຂ້ວພື້ນເມືອງ.

Zirconia Toughened Alumina composites ລວມເອົາ Ce-TZP, yttria-stabilized zirconia (Y-TZP), ຫຼື magnesia-stabilized zirconia (ມກ-PSZ) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມເຄັ່ງຄັດພິເສດທີ່ເກີນກວ່າຂອງທັງ alumina ແລະ zirconia monolithic, ເຮັດໃຫ້ ZTA ເປັນຜູ້ສະຫມັກທີ່ສົມບູນແບບສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການເຊັ່ນ: ການປູກຝັງທາງການແພດ, ອົງປະກອບຂອງຍານອາວະກາດ ແລະເຄື່ອງຈັກອຸດສາຫະກໍາ. ZTA ຍັງ​ມີ​ຄຸນ​ສົມ​ບັດ​ການ​ທົນ​ທານ​ຕໍ່​ທາງ​ເຄ​ມີ​ຈໍາ​ນວນ​ຫຼາຍ​ທີ່​ປ້ອງ​ກັນ​ອາ​ຊິດ​, ວິທີແກ້ໄຂເກືອ, alkalis ເກືອ molten ເຊັ່ນດຽວກັນກັບອຸນຫະພູມສູງ.