ຄວາມທົນທານແບບພິເສດສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາ
Zirconia Toughened Alumina (ZTA) ອົງປະກອບເຊລາມິກປະສົມປະສານຄວາມແຂງແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງອາລູມິນຽມທີ່ມີຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກທີ່ເຫນືອກວ່າຂອງ zirconia ເພື່ອສະຫນອງການປະຕິບັດແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາ..
ການຫັນປ່ຽນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນຂອງອະນຸພາກ zirconia tetragonal ອັນດີງາມທີ່ຝັງຢູ່ໃນ matrix alumina ນໍາໄປສູ່ວັດສະດຸ ZTA ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະທົນທານດີກວ່າ., ເຫມາະສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ໂຫດຮ້າຍຕ່າງໆ.
ຄວາມທົນທານ
ວັດສະດຸ ZTA ປະສົມປະສານຄວາມແຂງຂອງອາລູມິນຽມກັບຄວາມທົນທານຂອງ zirconia ສໍາລັບການຕໍ່ຕ້ານການສວມແລະການຂັດຂືນທີ່ບໍ່ມີຕົວຕົນ.. ຜົນກະທົບນີ້ແມ່ນເຮັດໃຫ້ເປັນໄປໄດ້ໂດຍຜ່ານການຄວາມກົດດັນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການຫັນເປັນ toughening: ໃນເວລາທີ່ຄວາມກົດດັນ, ອະນຸພາກ zirconia ຫັນປ່ຽນຈາກໄລຍະ tetragonal metastable ຂອງເຂົາເຈົ້າໄປສູ່ຮູບແບບ monoclinic ທີ່ຫມັ້ນຄົງ; ການຂະຫຍາຍປະລິມານທີ່ເກີດຈາກການປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງນີ້ຊ່ວຍປິດຮອຍແຕກໃດໆພາຍໃນ alumina matrix ແລະເພີ່ມຄວາມທົນທານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ..
ZTA ປະກອບດ້ວຍ platelets zirconia ທີ່ nucleate ເຂົ້າໄປໃນ alumina matrix ໃນລະຫວ່າງການ sintering, ປັບປຸງຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງກະດູກຫັກແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງໃນຂະນະທີ່ເພີ່ມຄວາມເຄັ່ງຄັດຂອງກະດູກຫັກ, ການສ້າງວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ຫຼາຍກ່ວາ Y-TZP ແລະເຖິງສອງເທົ່າຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງ fatigue cyclic.. ການປະສົມປະສານຂອງຄວາມທົນທານຈາກອາລູມິນຽມປະສົມປະສານກັບຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງ zirconia ເຮັດໃຫ້ ZTA ເປັນທາງເລືອກວັດສະດຸທີ່ດີເລີດສໍາລັບການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາທີ່ຕ້ອງການຄວາມຕ້ານທານຄວາມເສຍຫາຍ..
ຄວາມທົນທານ
Zirconia Toughened Alumina (ZTA) ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ແລະ compressive ທີ່ໂດດເດັ່ນ, ມີການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາທຽບເທົ່າກັບອາລູມິນຽມແລະຄຸນສົມບັດທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ທີ່ໂດດເດັ່ນ.
Zirconia toughened alumina ຖືກສ້າງຂື້ນໂດຍການເພີ່ມເມັດພືດ zirconia tetragonal ໂດຍຜ່ານການຫັນປ່ຽນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນໄປສູ່ matrix alumina ແຂງ., encasing ໃຫ້ເຂົາເຈົ້າເຂົ້າໄປໃນໂຄງສ້າງຂອງຕົນໃນຂະນະທີ່ຈໍາກັດການຫັນປ່ຽນຂອງເຂົາເຈົ້າກັບທ້ອງຖິ່ນແທນທີ່ຈະແຜ່ຂະຫຍາຍໄປທົ່ວ.
ກົນໄກນີ້ເຮັດໃຫ້ສ່ວນປະກອບຂອງ alumina-zirconia ມີຄວາມທົນທານຫຼາຍກ່ວາ zirconia monolithic ເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການດູດຊຶມນ້ໍາໂດຍຜ່ານການດູດຊຶມທາງເຄມີ.; zirconia monolithic ສາມາດດູດຊຶມໂມເລກຸນນ້ໍາຂົ້ວໂລກທີ່ນໍາໄປສູ່ການເຊື່ອມໂຊມຂອງອຸນຫະພູມຕ່ໍາແລະການທໍາລາຍໃນທີ່ສຸດຫຼັງຈາກການນໍາໃຊ້ໃນໄລຍະຍາວ..
ZTA, ໃນອີກດ້ານຫນຶ່ງ, ໄດ້ຖືກອອກແບບໂດຍສະເພາະເພື່ອອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການຫັນປ່ຽນ tetragonal-to-monoclinic ນີ້ໂດຍຜ່ານລັກສະນະໂຄງສ້າງແລະສານເຄມີ.. CeramTec ຕະຫຼາດ Biolox Delta ZTA ເປັນຕົວຢ່າງ; ສູດນີ້ປະກອບດ້ວຍ yttria ແລະ strontium aluminate ເພື່ອອໍານວຍຄວາມສະດວກໃຫ້ກົນໄກການເຄັ່ງຄັດພາຍໃນໄລຍະ zirconia ຂອງມັນແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີຄວາມສ່ຽງຫນ້ອຍຕໍ່ການເຊື່ອມໂຊມຂອງອຸນຫະພູມຕ່ໍາໃນຂະນະທີ່ທົນທານຕໍ່ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ..
ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ
ZTA ceramics ສະຫນອງການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ດີກວ່າຄູ່ຮ່ວມງານຂອງ alumina ຂອງເຂົາເຈົ້າແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໃນອຸປະກອນທີ່ຂຶ້ນກັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ.. ນອກຈາກນັ້ນ, ZTA ສາມາດທົນອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນໃນຂະນະທີ່ສະເຫນີຄວາມຫມັ້ນຄົງທາງເຄມີຫຼາຍກວ່າເກົ່າ.
Garvie et al (1975) ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການເພີ່ມ 10-20% zirconia unstabilized ສາມາດເສີມຂະຫຍາຍຄວາມເຄັ່ງຄັດໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບ alumina, ຜ່ານການຫັນເປັນທີ່ເຄັ່ງຄັດ. ຂະບວນການນີ້ເກີດຂື້ນເມື່ອ precipitates tetragonal metastable ທີ່ກະແຈກກະຈາຍລະອຽດເຂົ້າໄປໃນ zirconia monoclinic ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການຂະຫຍາຍປະລິມານທີ່ບີບອັດຮອຍແຕກແລະຊ້າລົງຫຼືຢຸດການຂະຫຍາຍພັນຂອງມັນ..
ກົນໄກນີ້ຄ້າຍຄືກັບຄວາມກົດດັນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການຜິດປົກກະຕິ; ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ເພື່ອເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງໄລຍະ, ພາກສະຫນາມຄວາມກົດດັນຕ້ອງມີຂະຫນາດໃຫຍ່ພຽງພໍ; ສໍາລັບຮອຍແຕກໃນຕົວຢ່າງ ZTA ພະລັງງານນີ້ແມ່ນມາຈາກຄວາມກົດດັນທີ່ໂຄ້ງຢູ່ບ່ອນກະດູກຫັກ.
ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນ
Zirconia Toughened Alumina ມີຈຸດລະລາຍສູງພິເສດແລະທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບອຸປະກອນທີ່ມັກຈະປະເຊີນກັບອຸນຫະພູມສູງ. ນອກຈາກນັ້ນ, variant ນີ້ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ friction ຫຼາຍກ່ວາອາລູມິນຽມມາດຕະຖານ, ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການສວມໃສ່ ແລະ ການຈີກຂາດຂອງອຸປະກອນທີ່ສໍາຜັດກັບລະດັບພະລັງງານ kinetic ທີ່ສູງຂຶ້ນ.
ເຊລາມິກ ZTA ຖືກສ້າງຂື້ນໂດຍຜ່ານການຫັນປ່ຽນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນຂອງອະນຸພາກ zirconia tetragonal ເຂົ້າໄປໃນ alumina matrix., ການສ້າງຄວາມກົດດັນບີບອັດພາຍໃນພວກມັນທີ່ປ້ອງກັນການແຜ່ກະຈາຍຂອງຮອຍແຕກ, ເພີ່ມທັງຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະຄວາມເຄັ່ງຄັດໃນຂະນະທີ່ສະຫນອງຄວາມຕ້ານທານກັບອາການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນໂດຍບໍ່ມີການກະດູກຫັກຫຼືຮອຍແຕກ. ພວກມັນມີຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ; ທົນທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາຂອງອຸນຫະພູມໂດຍບໍ່ມີການກະດູກຫັກຫຼືຮອຍແຕກພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນ.
Zirconia-toughened alumina ມີການນໍາໃຊ້ຫຼາຍໃນທົ່ວອຸດສາຫະກໍາຫຼາຍອັນເນື່ອງມາຈາກຄຸນສົມບັດອັນໃຫຍ່ຫຼວງຂອງມັນ. ວິສະວະກໍາກົນຈັກໃຊ້ມັນສໍາລັບສ່ວນປະກອບຂອງປັ໊ມແລະປະທັບຕາ; ການປຸງແຕ່ງ semiconductor ນໍາໃຊ້ມັນເນື່ອງຈາກຄວາມຫມັ້ນຄົງຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງມັນ; ຍານອາວະກາດ, ອຸດສາຫະ ກຳ ລົດຍົນແລະພະລັງງານໃຊ້ມັນເປັນສ່ວນເຄື່ອງຈັກເນື່ອງຈາກການຕໍ່ຕ້ານການກັດກ່ອນແລະສານເຄມີທີ່ຮຸນແຮງ.; ມັນຍັງສາມາດທົນທານຕໍ່ຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ສູງສໍາລັບ implants ແຂ້ວ!