Zirconium oxide ແລະອາລູມິນຽມ oxide ປະສົມປະສານໃຫ້ຜົນຜະລິດ Zirconia Toughened Alumina (ZTA), ເປັນອຸປະກອນການຍົກເວັ້ນໃນຫຼາຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ. ຄຸນສົມບັດກົນຈັກ, ຄວາມເຂັ້ມແຂງ, ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ຄວາມແຂງກະດ້າງແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ແມ່ນໄດ້ຮັບການຍົກຍ້ອງສູງໃນວັດສະດຸເຊລາມິກປະສົມນີ້ເຊິ່ງເປັນຂອງປະເພດ AZ composites. ZTA ໄດ້ກາຍເປັນທາງເລືອກທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກສູງ, ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion.
ການຖອດລະຫັດອົງປະກອບ ແລະໂຄງສ້າງ
ໃນບັນດາສິ່ງອື່ນໆ, Zirconia Toughened Alumina ປະກອບດ້ວຍ zirconia ເມັດພືດກະແຈກກະຈາຍເປັນເອກະພາບພາຍໃນ alumina matrix. ປົກກະຕິ, ນີ້ປະກອບມີ 10-20% ປະລິມານຂອງ ZrO2 ໃນອາລູມິນຽມ. ຂຶ້ນຢູ່ກັບອັດຕາສ່ວນຂອງເຂົາເຈົ້າ, ການປະສົມອົງປະກອບປະກອບສ່ວນໃຫ້ກັບເຊລາມິກທີ່ມີລັກສະນະສະເພາະໂດຍອີງຕາມຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະໃດຫນຶ່ງ.
ຕຶກອາຄານ: Alumina ແລະ Zirconia
ອົງປະກອບຕົ້ນຕໍທີ່ປະສົມເພື່ອປະກອບເປັນ ZTA ແມ່ນ alumina ແລະ zirconia. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ການປູກຝັງ orthopedic ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ວັດສະດຸເຊລາມິກນີ້ເອີ້ນວ່າ Aluminum Oxide (Al2O3) ໃນປະຫວັດສາດອັນເນື່ອງມາຈາກ biocompatibility ທີ່ດີຂອງຕົນເຊັ່ນດຽວກັນກັບຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ແລະການຕໍ່ຕ້ານກະດູກຫັກ.
ຄຸນສົມບັດທີ່ໂດດເດັ່ນອີກອັນຫນຶ່ງຂອງ zirconia ແມ່ນອັດຕາການກັດກ່ອນຕໍ່າເຊັ່ນດຽວກັນກັບຄວາມຫມັ້ນຄົງທາງເຄມີທີ່ດີແລະມີຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກສູງ. ໂມດູລຂອງໜຸ່ມຂອງມັນຢູ່ໃນລຳດັບຂະໜາດດຽວກັນກັບໂລຫະປະສົມສະແຕນເລດ.
ມັນຖືກສ້າງຂຶ້ນແນວໃດ
ການຜະລິດ ZTA ຫມາຍຄວາມວ່າການສ້າງເມັດ zirconia ໄລຍະ tetragonal-phase ແຈກຢາຍຢ່າງເປັນເອກະພາບໃນທົ່ວ matrix alumina.. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຮອຍແຕກສາມາດປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງຂອງຜລຶກ tetragonal ເຂົ້າໄປໃນ monoclinic, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ປະລິມານຂອງ zirconia ເພີ່ມຂຶ້ນ.. ການຂະຫຍາຍປະລິມານດັ່ງກ່າວມີປະສິດທິພາບປີ້ນຄືນຫຼືຢຸດການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮອຍແຕກທີ່ນໍາໄປສູ່ຄວາມເຄັ່ງຄັດແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງຫຼາຍຂຶ້ນ.
ຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງ ZrO2-Al2O3 Ceramics
ມີຄວາມຫລາກຫລາຍຂອງຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ສະແດງໂດຍ ZTA ລວມທັງຄວາມແຂງທີ່ເຫນືອກວ່າອາລູມິນຽມທໍາມະດາທີ່ມີຄ່າຄວາມຫນາແຫນ້ນທີ່ຄ້າຍຄືກັນ., ຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ສູງກວ່າ aluminas ທໍາມະດາແລະຕ່ໍາກວ່າຄ່າສໍາປະສິດ zirconias ທໍາມະດາຂອງການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນເສັ້ນຊື່ (CLTE).
Zirconia Toughened Alumina ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກສູງແລະທົນທານຕໍ່ຄວາມຮ້ອນເພາະສະນັ້ນມັນບໍ່ corrode.. ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນບາງສ່ວນຂອງຄຸນສົມບັດຂອງ ZTA:
ມູນຄ່າຊັບສິນ
ສູດເຄມີ Zr-Al2O3
ຄວາມຫນາແຫນ້ນ 4.1-4.38 g/cm^3
ຄວາມແຂງ 1750-2100 ປຸ່ມ
ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ 45-49 x 10^6 psi
ຄວາມເຂັ້ມແຂງ Flexure 100-145 ກຊີ
ອັດຕາສ່ວນຂອງ Poisson 0.26
ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກ 5-7 MPa m^1/2
ຄ່າສໍາປະສິດຂອງການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນ 8.0-8.1 x 10^-6 1/C
ການນໍາຄວາມຮ້ອນ 20.0-21.0 W/mK
ຕ້ານການຊ໊ອກ 325 °C
ອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກສູງສຸດ 1650 °C
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ ZrO2-Al2O3 Ceramics
Zirconia Toughened Alumina ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຕ່າງໆເຊັ່ນ: ທີ່ຕ້ອງການຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງແລະທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່. ເຫຼົ່ານີ້ລວມມີປະທັບຕາວາວ, ແຂນເສື້ອ, ສູບ pistons, nozzles ສີດແລະພາກສ່ວນອຸດສາຫະກໍາອື່ນໆ.
Biocompatibility ຂອງ ZTA
ໃນການສຶກສາຕ່າງໆ, ZTA ໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາທາງລົບຕໍ່ເນື້ອເຍື່ອໃນເວລາທີ່ implantation ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ມັນເປັນຜູ້ສະຫມັກທີ່ດີສໍາລັບອົງປະກອບທີ່ຮັບຜິດຊອບຂອງ orthopedic.. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມແຂງ, ຄວາມທົນທານແລະຄວາມແຂງແຮງທີ່ສະແດງໂດຍ zirconia-Alumina ceramics ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະກັບອົງປະກອບທີ່ຮັບຜິດຊອບດ້ານກະດູກສັນຫຼັງ..
ZTA ໃນ Hip Arthroplasty
ມີການພິຈາລະນາຢ່າງຫຼວງຫຼາຍກ່ຽວກັບເຊລາມິກເຊັ່ນອາລູມິນຽມ, zirconia ແລະ zirconia toughened alumina (ZTA) ເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມໃນ hip arthroplasty . ຄວາມໄດ້ປຽບເຫຼົ່ານີ້ຂອງ ZTA ໄດ້ຖືກບັນລຸໄດ້ໂດຍບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງລວມເອົາຂໍ້ເສຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ zirconia ສະຖຽນລະພາບ yttria ທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດກົນຈັກສູງຫຼືອາລູມິນຽມທີ່ມີ inertness ສູງ..
ZTA ໃນ Knee Arthroplasty
ສ່ວນໃຫຍ່, ການອອກແບບ implant ceramic ສໍາລັບ arthroplasty ຫົວເຂົ່າທັງຫມົດ (TKA) ໄດ້ຮັບການພັດທະນາເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາຂອງການເກີດອາການແພ້ທີ່ອາດຈະເກີດຂຶ້ນໃນຄົນເຈັບທີ່ທັນສະໄຫມ titanium ຫຼື cobalt-chromium ອົງປະກອບຂອງການປ່ອຍອະນຸພາກສວມໃສ່.. The Zirconia Toughened Alumina (ZTA) Matrix Composite ເປັນ biomaterial ແຂບຕັດສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກດັ່ງກ່າວ.
ZTA: ອະນາຄົດທີ່ໝັ້ນຄົງ
ນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເຊັ່ນດຽວກັນກັບການພັດທະນາວິທີການປັບປຸງຄຸນລັກສະນະຂອງ ZTA ແລະການນໍາໃຊ້ທ່າແຮງຂອງມັນ. Zirconia Toughened Alumina ທີ່ຖືກປຸງແຕ່ງອີກຊຸດຫນຶ່ງໄດ້ຖືກອອກແບບດ້ວຍຄຸນສົມບັດກົນຈັກໃນແງ່ຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ຫນ້ອຍກ່ວາຜະລິດຕະພັນຈາກ Biolox® Delta ທີ່ມີຂາຍໃນການຄ້າ.. ອື່ນ, ເຊັ່ນຊິລິຄອນ nitride ceramics composites ທີ່ນໍາສະເຫນີບໍ່ດົນມານີ້ເຂົ້າໄປໃນ arthroplasty hip ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງກ່ວາ alumina. ອະນາຄົດແມ່ນສົດໃສສໍາລັບ ZTA ມີຫຼາຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກແລະຄຸນສົມບັດດີກວ່າ.. ເພາະສະນັ້ນ, ກັບເຕັກໂນໂລຊີການພັດທະນາ, ມັນຄາດວ່າ ZTA ຈະເປັນພື້ນຖານສໍາລັບແນວຄວາມຄິດໃຫມ່ໃນດ້ານຕ່າງໆໂດຍສະເພາະກ່ຽວກັບຊີວະວິທະຍາ.