Grūdintas cirkonio oksidas, skirtas pažangioms reikmėms

ZTA is an alumina-zirconia composite material, distinguished by superior strength and toughness. Produced through stress-induced transformation of fine tetragonal zirconia particles in an alumina matrix.

Zirconia ceramics are remarkable technical materials, boasting excellent hardness, thermal stability, wear resistance and operating environments where many other ceramics cannot perform. Metals and plastics simply cannot compare. Be to, zirconia ceramics also exhibit outstanding hardness for making tools.

Strength

ZTA stands out among ceramic materials with its exceptional strength and toughness, wear resistance, chemical inertness, low friction coefficient, high hardness/stiffness ratio and relatively low thermal expansion coefficient compared to most others – making it an ideal material for applications such as cutting tools. Be to, Dėl biologinio suderinamumo ZTA taip pat yra patrauklus medžiagos pasirinkimas.

ZTA apibrėžiamas dėl labai tolygaus tetragoninių cirkonio dalelių pasiskirstymo aliuminio oksido matricoje. Tai pasiekiama naudojant sudėtingas maišymo technologijas, tokias kaip rutulinis frezavimas ir didelės energijos dilimo frezavimas; Sumaišius miltelius, sausuoju spaudimu galima suformuoti numatytą komponentą, izostatinis presavimas, liejimo arba ekstruzijos metodai.

Aliuminio oksido matricoje išsklaidytas cirkonis pagerina atsparumą lūžiams sugerdamas ir išsklaidydamas įtrūkimų energiją, žinomas kaip transformacijos grūdinimas. Cirkonis taip pat prisideda prie atsparumo dilimui, nes sukuria gniuždymo įtempius, kurie neleidžia plisti įtrūkimams – žinomas kaip savaiminis galandimas – todėl ZTA yra puikus pasirinkimas šlifavimo diskams.

Tvirtumas

Cirkonio grūdintas aliuminio oksidas (ZTA) keramika pasižymi įspūdingu stiprumu ir atsparumu lūžiams, todėl jie puikiai tinka naudoti įvairiose programose ir aplinkoje. Šis nepaprastas atsparumas atsiranda dėl streso sukeltos smulkios fazės transformacijos, tolygiai paskirstytos tetragoninės cirkonio dalelės, išsklaidytos aliuminio oksido matricoje; įtempis sukelia fazių transformaciją, kad susidarytų cirkonio-aliuminio oksido mikroįtrūkimų tinklai, kurie sugeria įtrūkimo plitimo energiją veiksmingai atitolina jų plitimą ir padidina atsparumą lūžiams (Clausenas 1976).

ZTA išsiskiria išskirtiniu atsparumu šiluminiam smūgiui. Dėl unikalaus tetragoninės-monoklininės fazės kompozicijos derinio, ši keramika gali atlaikyti greitus temperatūros pokyčius, neskilinėdama ir nesulūždama, while stress-induced transformation of zirconia into its metastable tetragonal form generates compressive stresses which counter the formation of cracks within its alumina matrix and significantly increase toughness thereby further increasing ZTA’s performance.

ZTA boasts not only its strong, tetragonal-monoclinic structure and high fracture toughness, but also a low coefficient of thermal expansion (CTE), making it suitable for applications requiring extreme temperatures or environments where dimensional stability is crucial, such as precision components or electronic packages.

ZTA stands out among medical implant materials due to its combination of chemical resistance, mechanical properties and stress assisted corrosion resistance in water or body fluids, making it a prime candidate for medical implants such as orthopedic femoral heads and acetabular liners. BioLOX Delta biomaterial is one such example; used extensively during orthopedic surgeries for both applications.

Corrosion Resistance

ZTA boasts superior properties of both alumina and zirconia, making it highly resistant to both chemical attack and wear, making it perfect for applications involving corrosion-prone environments or repetitive friction or mechanical stress.

Combining the hardness of alumina with zirconia’s toughness results in excellent tribological properties that make for excellent wear resistance in components with heavy loads and long-term use, such as orthopaedic implants, cutting tools and wear resistant components used in fluid management (thread guides, bearings, nozzles etc). Šis derinys ypač tinka medicinos ir pramonės srityse, pavyzdžiui, ortopediniams implantams, pjovimo įrankiai ar skysčių valdymas (sriegio kreiptuvai guolių antgaliai ir kt).

Padidėjęs ZTA atsparumas lūžiams gali būti siejamas su smulkiai paskirstytomis cirkonio dalelėmis aliuminio oksido matricoje. Kai pradeda plisti įtrūkimai, kai jų energija didėja ir sklinda toliau, šie tetragoniniai cirkonio oksido grūdeliai pereina fazinę transformaciją, kad ją sugertų ir išsklaidytų kaip transformacijos grūdinimo mechanizmo dalį – taip pagerinant šios medžiagos atsparumą lūžiams.

Sėkmė gaminant ZTA keramiką slypi naudojant aukščiausios kokybės cirkonio ir aliuminio oksido miltelius be priemaišų. Sukepinimas turi būti kontroliuojamas, kad būtų išvengta savaiminio tetragoninio į monoklininį cirkonio oksido virsmą aušinimo metu ir kad būtų sumažintas metastabilios monoklininės fazės susidarymas, kuris yra jautrus chemisorbcijai su vandens molekulėmis, dėl kurių ilgą laiką naudojant degraduoja žema temperatūra.; Saint-Gobain ZirPro ZTA keramikos sukepinimo procesas buvo specialiai sukurtas siekiant išvengti tokių nepageidaujamų reiškinių.. Laimei, Saint-Gobain ZirPro ceramic ZTA keramika sukurta specialiai tam, kad išvengtų tokių reiškinių. –

Terminis stabilumas

Cirkonio grūdintas aliuminio oksidas (ZTA) gali atlaikyti staigius temperatūros pokyčius, neskilinėdama ir nesulūžusi, dėl cirkonio dalelių, išsklaidytų aliuminio oksido matricoje, sugeriančios šilumos energiją ir sukuriančios gniuždymo įtempius, kurie apsaugo nuo įtrūkimų ir gedimų. Because ZTA absorbs thermal energy so effectively, this material makes an excellent choice for applications which demand high-temperature resistance.

Addition of zirconia to an alumina matrix can increase fracture toughness while simultaneously improving mechanical properties like strength and wear resistance. The increased fracture toughness in ZTA is attributable to stress-induced transformation from metastable tetragonal phase to monoclinic phase at ambient temperatures; an effect amplified by smaller zirconia grain sizes than those in alumina.

Stabilizers are frequently employed to preserve the tetragonal zirconia phase in ZTA materials such as Biolox Delta; however, similar results can be achieved without stabilizers in terms of particle distribution and fracture toughness.

Aliuminio oksido ir cirkonio oksido derinys sukuria pažangią keramiką, kuri išsiskiria tvirtumu, lūžimo atsparumas, elastingumas ir kietumas – charakteristikos, būtinos tais atvejais, kai reikia konstrukcinių savybių ir atsparumo korozijai. ZTA keramika paprastai pranoksta 99% aliuminio oksido keramika yra ekonomiška ir efektyviau tenkina konkrečius poreikius; jų santykis netgi gali būti pritaikytas specialiai.