cirkonio oksido grūdintas aliuminio oksidas įrodė savo pranašesnes mechanines savybes, palyginti su monolitiniu cirkoniu, įskaitant atsparumą lūžiams ir stiprumą lenkimui. ZTA stabilumas kyla iš matricos fazės, kuri apsaugo ir riboja tetragoninių cirkonio oksido grūdelių virsmą, padedantis atlaikyti degradaciją in vivo hidroterminėmis sąlygomis.
Lankstumo stiprumas
Pridedant cirkonio oksido į aliuminio oksido keramiką, sukuriamas cirkonio grūdintas aliuminio oksidas. Ši medžiaga pasižymi puikiu lenkimo stiprumu ir mechaniniu patvarumu situacijose, kuriose to reikia, taip pat atsparus cheminei korozijai ir kūno skysčių poveikiui.
cirkonio oksido grūdintas aliuminio oksidas gali atlaikyti greitus temperatūros svyravimus dėl cirkonio dalelių, išsisklaidžiusių aliuminio oksido matricoje, sugeriančioje šiluminę energiją ir sukuriant gniuždymo įtempius, kad būtų išvengta įtrūkimų, todėl jis tinkamas naudoti įvairiose pramonės srityse, pavyzdžiui, krosnių komponentuose ir garo turbinų varikliuose.
Ši kompozicinė keramika sujungia įspūdingas aliuminio oksido ir cirkonio oksido savybes, kad užtikrintų papildomą stiprumą ir atsparumą šiluminiam smūgiui., su didesniu kietumu, lenkimo stiprumas, atsparumas lūžiams ir atsparumas nusidėvėjimui viršija 99% grynas aliuminio oksidas pagal kietumą, tvirtumas ir atsparumas dilimui.
Tvirtumas lūžiams
Cirkonis padidina aliuminio oksido keramikos atsparumą lūžiams per transformacinį grūdinimą. Kai nukentėjo, metastabilus itriu stabilizuotas cirkonis virsta monoklininėmis kristalinėmis struktūromis, kurios sukuria gniuždymo įtempį, kuris neleidžia plisti įtrūkimams.
Grūdintas cirkonio oksidas dėl savo kietumo yra ideali medžiaga pjovimo įrankiams kurti, terminis stabilumas ir atsparumas trinčiai. Be to, puikios mechaninės savybės labai prisideda prie jo patvarumo ir patikimumo.
Gelio liejimo būdu pagamintas ZTA pasižymi išskirtiniu lenkimo stiprumo deriniu, lūžimo atsparumas, biologinis suderinamumas ir atsparumas karščiui / korozijai, todėl tinka klubo sąnario keitimo operacijoms. Naudojant gelio liejimo procesus, taip pat galima pritaikyti jo kietumo, lūžimo atsparumo ir stiprumo lenkimui parametrus, keičiant srutos kietos apkrovos lygius., pelėsių storis arba sukepinimo temperatūros parametrai, siekiant maksimaliai padidinti rezultatus.
Streso-įtempimo kreivės
Grūdinto cirkonio aliuminio oksido medžiaga pasižymi dideliu stiprumu ir atsparumu dilimui, taip pat išskirtinis tvirtumas atlaikant dideles apkrovas nedeformuojant spaudimo. Be to, Jis pasižymi puikiu atsparumu šiluminiam smūgiui, todėl gali toleruoti staigius temperatūros svyravimus, nepatiriant degradacijos.
Cirkonio oksido kiekis, viršijantis tam tikrą ribą, padidina senėjimo skilimą dėl mikroįtrūkimų, susidarančių aušinant po sukepinimo ir kurie yra pirmenybinis vandens prasiskverbimo į keramiką būdas., todėl aušinimo metu susidaro mikroįtrūkimai, kurie veikia kaip pirmenybiniai jo patekimo ir plitimo keliai. Ir atvirkščiai, kai žemiau šios ribos cirkonio dalelės patiria streso sukeltą transformaciją iš tetragoninės fazės į monoklininę fazę, o tai sumažina senėjimo skilimą.
Tempimo stiprumas
Grūdintas cirkonio oksidas yra kieta ir patvari medžiaga, pasižyminti puikiomis atsparumo dilimui ir terminio stabilumo savybėmis, todėl tinka komponentams, kuriems reikalingas aušinimas. Papildomai, Tokie termiškai stabilūs paviršiai užtikrina šilumos kontrolę ir atsparumą trinčiai, todėl jie yra idealus medžiagos pasirinkimas.
Esant stresui, ZTA vyksta fazinė transformacija iš tetragoninės į monokliniką, kuri neleidžia plisti įtrūkimams ir padidina atsparumą lūžiams, tačiau kai kurie tyrimai rodo, kad didėjantis nestabilizuoto cirkonio oksido oksido kiekis sumažina tempimo stiprumą.
ZTA keramikoje paprastai yra 10%-20% cirkonis, kuri leidžia jį pritaikyti konkrečiai kiekvienai programai. ZTA yra biologiškai suderinamas, atsparus temperatūrai, atsparus korozijai, pakankamai tvirtas, kad atlaikytų spaudimą, ekonomiška alternatyva grynai cirkonio oksido keramikai ir gali atlaikyti aukštą temperatūrą be degradacijos. Vožtuvų sandariklių gamintojai dažniausiai jį renkasi dėl atsparumo korozijai ir slėgio išlaikymo galimybių – visos savybės idealiai tinka vožtuvų sandarikliams.
Smūgio stiprumas
Grūdintas cirkonio oksidas yra labai atsparus korozijai ir pasižymi išskirtiniu mechaniniu stiprumu, todėl jie tinka naudoti, kai vienu metu reikia kietumo ir kietumo. Be to, ZTA siūlo sutaupyti išlaidas, palyginti su gryna cirkonio oksido keramika.
Sujungus aliuminio oksidą ir cirkonio oksidą, gaunama didesnė lenkimo stiprio keramika, lūžimo atsparumas, ir atsparumas dilimui nei grynas aliuminio oksidas. Jis gali atlaikyti didesnes apkrovas ir smūgius ir dažnai naudojamas kaip standartinio aliuminio oksido patobulinimas projektuose, kuriems reikia papildomų funkcijų..
Transformacijos grūdinimas lemia šį didesnį stiprumą; stresinėmis sąlygomis, cirkonio dalelės keičiasi iš tetragoninės į monoklininę formą ir plečiasi, suspaudžiantys aliuminio oksido matricos įtrūkimus ir taip padidinantys lenkimo stiprumą nei YSZ (6c ir d paveikslai).
Atsparumas korozijai
ZTA keramikos aliuminio oksido ir cirkonio oksido derinys užtikrina didesnį atsparumą korozijai, palyginti su grynu 99% vien aliuminio oksido medžiagos, ir turi didesnį kietumą, lūžimo atsparumas, lenkimo stiprumas, ir kietumo savybes nei konkurentai.
ZTA pasižymi išskirtiniu atsparumu dilimui ir trinčiai bei cheminiu suderinamumu, todėl idealiai tinka pramoninėms reikmėms, kurioms reikalingas didelis mechaninis patvarumas. Be to, Medžiagų derinys pasižymi puikiu atsparumu šiluminiams smūgiams, leidžiantiems greitai keisti temperatūrą, neskilinėdama ar nesulūžusi.
Cirkonio dalelės, pridėtos į aliuminio oksido matricą, padidina jos atsparumą lūžiams dėl transformacijos grūdinimo, poveikis, kurį sukelia įtemptos cirkonio dalelės, kurios, veikiamos gniuždymo įtempio, iš tetragoninės į monoklinines kristalų struktūras keičiasi, sukuriantys gniuždymo įtempius, kurie stabdo įtrūkimų plitimą ir žymiai padidina jo atsparumą lūžiams.
Atsparumas šiluminiam smūgiui
cirkonio oksido grūdintas aliuminio oksidas yra pažangi keramika, jungianti aliuminio oksidą ir cirkonį. Norėdami sukurti ZTA, cirkonis įvedamas į pagrindinę aliuminio oksido matricą prieš sukepinimą, kad būtų padidintas stiprumas ir atsparumas šiluminiam smūgiui, palyginti su tradicine aliuminio oksido keramika; be to, jis pasižymi didesniu kietumu, lenkimo stiprumas, ir tankis nei jo atitikmuo.
ZTA grūdinimo mechanizmas apima streso sukeltą fazės transformaciją iš tetragoninės į monoklinines cirkonio dalelių kristalų struktūras, padidina atsparumą lūžiams ir apsaugo jį nuo terminio smūgio ir mechaninio dilimo. Grūdintas cirkonio oksidas yra labai biologiškai suderinamas ir greitai nerūdija, todėl idealiai tinka vožtuvų sandarikliams. Be to, didelis lenkimo stiprumas leidžia efektyviai atlaikyti kūno spaudimą.